吉林省长白山天池新生代火山喷发作用及火山灾害的环境效应

通过对吉林省长白山天池火山的研究及１：５万区域地质调查资料,将区内新生代上新世以来的火山活动划分为４个火山喷发旋回及１３个火山喷发期,对爆发性火山作用划分了岩浆型、蒸气－岩浆型（岩浆－蒸气型）和蒸气型三种类型。火山喷发动力学机制的研究,对长白山天池火山的稳定性作出补步评价,在此基础上,对该区生代上新世以来的火山喷发作用及其引发的火山灾害的环境效应进行了论述。并对火山喷发作用所产生的积极环境效应,提出了合理开发和利用的建议。     

关于火山碎屑岩熔结过程的讨论及国内外研究现状综述

对国内外关于火山碎屑物熔结过程的研究历史做出了简要回顾,对与熔结过程相关的术语进行了归纳和说明,进一步探讨了熔结过程中出现的结构构造.此外,分别从野外调查和室内实验两方面总结了火山碎屑的熔结机理,对其研究意义做出主要说明,以期引起国内对火山作用中的火山碎屑物及碎屑流熔结过程研究的重视,以便更好地理解火山的喷发作用和重建火山喷发历史等火山学研究中的重要问题.     

滦平地区火山碎屑流冷却单元划分及特征

笔者对滦平地区火山碎屑流冷却单元进行了深入的研究，划分出１２个冷却单元，每个单元自下而上可分为涌流堆积，碎屑流堆积及灰云堆积。火山喷发柱外缘陷落形成涌流堆积，喷发柱中间部分供给形成碎屑流堆积，碎屑流顶部的出和细的物质在流体通过后，从大气中沉积到表面形成灰云堆积。     

古地理环境对火山喷发样式的影响:以准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组为例*

自然界中,火山的喷发样式常因岩浆或周围环境的变化而发生转换。为了探索沉积盆地古地理环境对古代火山喷发样式的可能影响,文中利用地震、钻测井及岩心资料,厘定准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组古地理环境及火山岩的分布;利用岩心和薄片观察、扫描电镜、元素地球化学、电子探针等技术,对取心段火山岩岩石类型、岩石组合和地球化学特征开展了研究。结果表明:(1)取心段火山岩发育4种岩石类型和3种岩石组合,射气岩浆喷发和岩浆喷发2种火山喷发样式类型;(2)射气岩浆喷发以发育熔积岩,具面包皮结构、熔结结构、熔结珍珠结构的熔结凝灰岩和增生火山砾为特征,而岩浆喷发以胶结增生火山砾而形成含增生火山砾熔岩为特征;(3)火山口古地理环境的演化控制着火山喷发样式的类型及其转换,进而影响喷发产物的特征:古地理环境为水下环境时,足量的水和上升的高温岩浆相互作用发生射气岩浆喷发;古地理环境变为陆上时,岩浆发生溢流式岩浆喷发。取心段古地理环境变化的主要原因可能是喷发产物在火山口附近的堆积或季节性气候变化引起的湖平面变化;(4)古地理环境对古代火山喷发的样式类型、喷发过程、喷发产物特征具有重要影响,这可以为盆地中火山岩成因分析和喷发过程重建提供新的视角,为火山岩油气藏的精细勘探开发提供新的思路。     

古地理环境对火山喷发样式的影响:以准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组为例

自然界中,火山的喷发样式常因岩浆或周围环境的变化而发生转换。为了探索沉积盆地古地理环境对古代火山喷发样式的可能影响,文中利用地震、钻测井及岩心资料,厘定准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组古地理环境及火山岩的分布;利用岩心和薄片观察、扫描电镜、元素地球化学、电子探针等技术,对取心段火山岩岩石类型、岩石组合和地球化学特征开展了研究。结果表明:(1)取心段火山岩发育4种岩石类型和3种岩石组合,射气岩浆喷发和岩浆喷发2种火山喷发样式类型;(2)射气岩浆喷发以发育熔积岩,具面包皮结构、熔结结构、熔结珍珠结构的熔结凝灰岩和增生火山砾为特征,而岩浆喷发以胶结增生火山砾而形成含增生火山砾熔岩为特征;(3)火山口古地理环境的演化控制着火山喷发样式的类型及其转换,进而影响喷发产物的特征:古地理环境为水下环境时,足量的水和上升的高温岩浆相互作用发生射气岩浆喷发;古地理环境变为陆上时,岩浆发生溢流式岩浆喷发。取心段古地理环境变化的主要原因可能是喷发产物在火山口附近的堆积或季节性气候变化引起的湖平面变化;(4)古地理环境对古代火山喷发的样式类型、喷发过程、喷发产物特征具有重要影响,这可以为盆地中火山岩成因分析和喷发过程重建提供新的视角,为火山岩油气藏的精细勘探开发提供新的思路。     

北京沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流的碎屑分形特征及其成因

火山碎屑岩中的碎屑颗粒形态、分布和显微结构保存着岩浆房内岩浆的结晶状态、火山爆炸过程中的岩浆气泡化和碎裂作用以及火山碎屑堆积和变形过程的大量物理信息。为揭示北京西山沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流形成的物理过程,本文以东岭台组第三岩性段的酸性熔结火山碎屑岩的火山地质、岩相学研究为基础,应用分形理论和方法对酸性熔结火山碎屑岩中的碎屑形态的分形特征开展了定量研究。不同类型碎屑的表面和边界盒维数的数值范围大小具有一致性。玻屑变幅较大,石英晶屑和岩屑变幅较小,这说明碎屑的塑性和流变性对碎屑形态多样性的影响较大。在几类碎屑中,熔蚀石英的边界盒维数和周长-面积法获得的分形维数最大,说明熔蚀作用对石英斑晶边界形态复杂性的影响超过了其它机制对火山碎屑形态复杂性的影响。东岭台组酸性火山碎屑岩中的熔蚀石英、石英碎屑、长石碎屑、玻屑和岩屑的分形特征有明显差异,反映了火山喷发过程中围岩和岩浆性质、物理化学条件以及火山作用机制的差异。火山碎屑形态的分形特征和幂率规律,证明火山爆炸过程是一种自组织临界条件下发生的。     

火山碎屑岩的百年研究

火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。     

火山碎屑岩的百年研究

火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。     

赣南中生代三类熔结凝灰岩特征及相模式

本文通过对赣南中生代火山盆地内广泛分布的熔结凝灰岩类的岩相学、岩石学、岩石 地球化学特征的综合研究,将熔结凝灰岩类划分为碎屑流型、涌流型、次火山型等３种类型,并对其 成因机理进行了讨论。     

松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩相和火山机构分析

徐家围子断陷营城组火山岩极为发育。文章通过对火山岩的岩芯观察、薄片鉴定、岩芯测试及测井资料、二维、三维地震资料的综合分析 ,将营城组火山岩盆地分为 3大相区 ,即火山喷发区、过渡区和沉积区。火山喷发区岩性由各种熔岩、火山碎屑岩和少量砂砾岩组成 ;过渡区岩性以火山碎屑岩与沉积岩互层为特征 ,夹少量火山熔岩 ;沉积区岩性包括砂砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩。火山喷发区内可识别出 8种类型的火山岩相 (空落相、溢流相、基底涌流相、火山碎屑流相、火山泥石流相、火山沉积相、次火山相、隐爆角砾岩相 )和 3种类型的火山机构 (层火山、微型盾火山和渣锥火山 )。不同类型的火山机构具有不同火山作用、岩相分布特征和含油气性。因此火山岩相及火山机构分析对火山作用研究和油气勘探均有重要意义。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南一段物源-沉积体系与构造背景

海拉尔盆地乌南凹陷南一段时期断裂和火山作用强烈, 导致岩石碎屑组成具有多样性。碎屑成分有火山碎屑、变质岩碎屑和其他剥蚀碎屑。碎屑多样性使本区岩性及其分区具有鲜明的特色。岩性丰度、矿物组合、阴极发光及其重矿物组合研究显示, 区内存在4个单岩性区和2个混合区。单岩性区是变质岩碎屑岩区、火山碎屑沉积岩区、熔结火山碎屑岩区和火山碎屑岩区。根据岩石中各碎屑组成的体积分数可将混合区分为正常沉积碎屑占优势的混合区和火山碎屑占优势的混合区。各单岩性区与构造单元相符合, 变质岩碎屑岩区对应乌西断阶带, 火山碎屑沉积岩区和熔结火山碎屑岩区对应巴彦塔拉构造带, 火山碎屑岩区为乌东弧形构造带的一部分。地球化学数据显示本区源岩岩浆属于壳源花岗质岩浆, 同时受到明显的幔源岩浆影响, 重稀土较富集。乌西断阶带具有高的稀土总量和不明显的Eu负异常, 变质源岩岩浆壳幔混染程度高;巴彦塔拉构造带具有低的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度中等;乌东弧形构造带具有高的稀土总量和明显的Eu负异常, 源岩岩浆壳幔混染程度低。Dickinson图解显示, 乌东弧形构造带源区没有深切割, 而巴彦塔拉构造带源区经过了深切割。德尔布干断裂的正滑移导致嵯岗构造片麻岩发育和嵯岗隆起相对隆升, 为乌西断阶带提供变质碎屑沉积物, 形成扇三角洲沉积体系;同时断裂又为幔源岩浆的上升提供了通道。巴彦塔拉断裂的伸展走滑使得幔源岩浆上升发生壳幔混染并发生火山喷发, 在巴彦塔拉构造带发育熔结火山碎屑岩-火山碎屑沉积岩, 塑造了火山碎屑扇三角洲沉积体系。巴彦山隆起区壳幔混染程度低, 但幔源岩浆的底垫作用导致壳源岩浆的强结晶分异作用、火山活动和地表隆升, 在乌东弧形构造带发育火山碎屑岩, 塑造了火山碎屑三角洲沉积体系。     

长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积相特征

发生于公元946年的长白山天池火山千年大喷发（Millennium Eruption,ME）形成的火山碎屑堆积物体积高达100~172km³,并可分为大规模的ME-Ⅰ和小规模的ME-Ⅱ两个喷发阶段。通过对围绕长白山天池火山53个典型露头剖面进行火山地质测量（单元构成、垂向堆积序列和堆积特征）,结合筛析法粒度分析、偏光显微镜成分分析,刻画了长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物特征,探讨了相和亚相划分,并建立了火山碎屑流搬运和堆积模式。根据火山碎屑的堆积特征,将长白山千年大喷发火山碎屑流堆积分为峡谷充填火山碎屑流相（包括块状峡谷充填亚相和层状峡谷充填亚相）和火山碎屑流冲击扇相（包括扇头亚相和扇体亚相）等两相四亚相。峡谷充填火山碎屑流相主要发育在天池火山锥体周缘距离喷发中心8~23km左右范围内（坡度在15°~60°之间）的火山U型谷中;火山碎屑流冲积扇相主要发育在距离喷发中心23~45km左右范围内,地形相对平缓的熔岩台地处（坡度在5°~15°之间）,火山碎屑流的搬运不受地形限制,一般形成较大纵横比扇状堆积。块状峡谷充填亚相和扇体亚相以块状混杂堆积为主要特征,而层状峡谷充填亚相和扇头亚相则以多火山碎屑流单元垂向叠加为主要特征。多单元叠加现象是由搬运过程中火山碎屑流单元发生分离增生作用形成。根据火山碎屑流的最大分布范围和厚度,如果再次发生与长白山千年大喷发类似规模的普林尼式喷发,至少距长白山天池火山喷发中心45km范围内具有巨大的火山碎屑流灾害风险。该研究有利于进一步深入认识长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物的空间分布特征和相变规律,对火山碎屑喷发灾害的预防具有指导作用。     

中国东南沿海晚白垩世长屿火山的活动过程与古环境意义SCIEI北大核心CSCD

火山是唯一能够直接反映地球深部存在岩浆的地球动力学现象,对于地球气候演变和宜居性具有重要影响。相比年轻火山,古老火山因其活动过程完整、且可能剥蚀出露多阶段火山喷发产物及岩浆通道、岩浆房等,从而为揭示火山岩浆系统演化和火山活动过程提供重要的研究窗口。本文选择中国东南沿海晚白垩世长屿破火山为研究对象,对其开展火山地质、岩石学、年代学及地球化学研究,以期揭示其火山活动历史及其对中国东南沿海白垩纪古环境的启示意义。长屿火山出露面积约100km^(2),呈近圆形分布,具有较厚的火山地层厚度(总厚度约570m),类似于破火山内的火山堆积特点。由早至晚三个喷发阶段形成的流纹质角砾凝灰岩都显示了典型的火山碎屑流相的特点,发育典型的条纹斑状结构,但表现出不同的晶屑、玻屑及岩屑含量以及熔结程度等岩相学特征,反映火山喷发从初始到高峰、再到减弱的过程,最后岩浆沿火山通道侵出形成流纹斑岩穹隆,标志着火山活动的结束。长屿火山的火山碎屑流式喷发伴随着快速的岩浆房塌陷,以及缺少普林尼式空落堆积,反映了火山活动发生在伸展的构造背景。系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究获得了不同阶段火山岩一致的形成年龄(97~96Ma),暗示它们具有较短的形成时限,是由同期火山岩浆活动先后喷发形成的。长屿火山岩高的SiO_(2)含量(67%~76%)以及分异的锆石微量元素地球化学特征,表明喷发岩浆来自晶粥提取的熔体,并有晶粥来源晶体的混入。此外,我们在长屿火山岩中发现了南洋杉型丝炭化木(贝壳杉型木属),暗示晚白垩世中国东南沿海地区可能为温暖湿润的亚热带山地气候环境,表明中国东南沿海白垩纪大规模火山活动,在古武夷山脉以东地区形成了地形高耸的海岸山脉。     

新疆阿舍勒块状铜-锌硫化物矿床的控矿条件和成因

阿舍勒块状铜-锌硫化物矿床产于中泥盆统阿舍勒组以英安质为主的钙碱性火山岩系中.矿化发生于中酸性火山喷发活动行将结束的阶段.矿床受岩性、火山穹丘和断裂控制.成矿物质主要来自火山岩浆热液、火山岩及海水.矿液主要由岩浆水和海水组成.矿床的形成经历了火山喷发沉积期、热液沉积充填期和矿床变质期.矿床是海底火山作用形成的热液沉积-交代充填成因的块状硫化物型矿床,可与黑矿型矿床对比.     

长白山地区新生代火山岩浆作用动力学及环境效应

长白山地区新生代火山喷发可分为七大旋回２１期。其中前５个旋回（１６期）的喷发产物均以玄武质和粗面质熔岩类为主,后２个旋回（５期）主要为粗面质碎屑流及火山灰与碱性流纹质浮岩。在一定深度范围内,岩浆上升速度是稳定的,无挥发分出溶现象;但岩浆上升到地壳浅处时,则发生强烈的挥发分出溶现象,岩浆体积膨大,上升速度加快,并形成具有一定高度的火山喷发柱。按一定时距内火山连续喷发计算其喷发量,结果偏大;本文以火山喷出的固体物质数量为准,根据火山岩中矿物包裹体的激光拉曼光谱测定结果,求出火山喷出的总量,结果是切合实际的。在此基础上讨论了该区新生代火山喷发对环境的影响及其灾害。     

长白山火山历史上最大火山爆发火山碎屑物层序与分布

长白山火山历史时期规模最大的火山喷发发生在1199~1200年。这次大爆发分为两次普林尼（Plinian）式喷发:第一次（早期）喷发称赤峰期,第二次（晚期）喷发称园池期。赤峰期喷发模式为：普林尼式喷发柱（赤峰空落浮岩层）—火山碎屑流（长白火山碎屑流层）—火山泥流（二道白河火山泥流层）,主要由火山碎屑流诱发火山泥流;园池期火山喷发模式为：普林尼式喷发柱（园池空落浮岩火山灰层）—火山碎屑流（冰场火山碎屑流层）。两次普林尼式喷发空落火山碎屑物总量约120 km³,长白火山碎屑流层总量约8 km³,冰场火山碎屑流层总量约0.5 km³,火山泥流堆积总量约为2 km³。主要论述了这次大爆发的火山喷发碎屑堆积物的层序和分布。     

长白山天池地区全新世以来火山活动及其特征

长白山火山全新世规模最大的喷发活动发生在公元1199-1200年,即800年前的大爆发,被确定为普林尼或布里尼(Plinian)式喷发。这次大爆发形成体积巨大的、分布广泛的以空中降落堆积物为主的火山喷发碎屑堆积物,在长白山火山周围,远至日本都留下了地质记录。文章辨认并划分了这次大爆发火山碎屑物的成因类型:火山喷发空中降落堆积物(airfalltephra)、火山碎屑流(pyroclasticflow)状堆积物和火山泥流(lahar)堆积物,并且点、面结合,近、远和国内、国外兼顾,分析了这些火山碎屑物的主要特征、分布和相互关系,进而确定这些火山碎屑物分别属于两次普林尼式爆发。第1次(早期)普林尼式爆发称赤峰期,火山喷发模式为:普林尼式喷发柱(赤峰空落浮岩层)-火山碎屑流(长白山火山碎屑流层),随即主要由火山碎屑流诱发火山泥流(二道白河火山泥流层);第2次(晚期)普林尼式爆发称园池期,喷发模式为:普林尼式喷发柱(园池空落浮岩火山灰层)-火山碎屑流(冰场火山碎屑流层)。在层序上将气象站期碱流岩置于800年前大爆发火山碎屑物之下是正确的,其时代为晚更新世-全新世早期。     

云县三叠纪火山岩中熔结凝灰岩的重新厘定

笔者近年对滇西南地区的三叠纪火山岩进行研究,觉得以往对该区熔结火山碎屑岩的确定还存在一些问题。正确地识别、鉴定、命名熔结火山碎屑岩这一类岩石,无论对火山岩系层序和喷发旋回韵律的确定,还是对火山作用、火山岩形成的大地构造环境、火山岩与矿产的关系等都不无益处。根据实际观测,结合有关文献,笔者重新厘定了云县三叠纪火山岩中熔结凝灰岩的类型、层位和特征,以期对该区下一轮区调工作有所帮助。 (一)熔结火山碎屑岩概述熔结火山碎屑岩(welded pyroclastic rocks)是正常火山碎屑岩中的一个亚类,是     

海底火山作用和火山岩的若干特点

在５００～１０００Ｍ水深之下的海底，火山作用仅表现为产出的非爆发性的裂隙或火泉型喷发，这种环境中产出的火山碎屑岩均是淬冷碎屑岩化和自碎角砾岩化形成的。海底熔岩杂岩可以穿切到未固结的沉积物中而呈似侵入接触现象。     

松辽盆地德惠断陷营城组火山机构刻画及储层意义

德惠断陷火山岩储层发育在火山机构以及部分风化壳中,笔者以其火山机构内幕型储层为研究对象,提出综合利用钻井、测井和地震资料对火山机构内幕进行火山机构-喷发单元-岩相逐级精细刻画的方法。通过对岩芯和薄片观察总结了8种火山岩储集空间类型,结合储层物性特征分析火山机构、喷发单元及岩相对火山岩储层的控制作用。研究结果表明:火山岩储层在火山机构中心和近火山口较为发育;喷发单元上部储层优于下部储层,喷发单元中部裂隙较为发育,可形成一套完整的孔隙-裂缝配置;火山岩相中以爆发相热碎屑流亚相、喷溢相上部亚相以及侵出相内带亚相为优质储层。