望天鹅火山岩石地球化学特征及其成因

东北吉林望天鹅新生代火山岩（7．04—1．86Ma）主要由玄武粗安岩和碱性流纹岩组成。玄武粗安岩的SiO2介于49．38％-53．31％之间;K2O＋Na2O为4．27％-7．72％;∑REE为163．69×10^-6-258．55×10^-6,Eu异常不明显,δEu为0．72～1．17;碱性流纹岩具高SiO2（70．39％～71．49％）含量,高碱（K2O＋Na2O为9．28％～9．49％）,高稀土总量（∑REE介于309．30×10^-6～465．03×10^-6之间）,明显的Eu负异常,3Eu为0．52～0．71。碱性流纹岩的微量元素含量较玄武粗安岩高,且具有明显的Sr、P、Ti负异常。望天鹅火山岩的^87Sr／^86Sr比值在0．705156-0．709029之间,而^144Nd／^143Nd比值变化较小,介于0．512295～0．512602之间;放射性成因Pb同位素变化范围也较小,^206Ph／^204Pb为17．254～18．090,^207Ph／^204Pb为15．460～15．507,^208Pb／^204Ph为37．278—38．048。综合分析火山岩的主量元素、微量元素和Sr-Nd—Pb同位素特点,初步认为望天鹅火山的玄武粗安岩和碱性流纹岩具有相同的地幔源区。玄武粗安岩起源于微弱富集上地幔,在上升过程中结晶分异形成了碱性流纹岩。     

Plinian式火山喷发柱最大高度定量计算模式探讨

Ｐｌｉｎｉａｎ式火山喷发柱最大高度是研究火山喷发对环境、气候影响时空范围的重要物理学参数,在分析了影响Ｐｌｉｎｉａｎ式火山喷发柱最大高度诸因素的基础上认为,火山喷发的质量通量是反映火山喷发柱最大高度最有效并且在实际中可以进行测量的参数之一,以此为基础,利用目前实测的火山喷发柱最大高度的数值与火山喷发质量通量的结果,建立两者的相关方程为：Ｈ＝０．２×Ｍ０．２８。     

辽西中生代火山喷发对古气候和古脊椎动物生存环境的影响

在对辽西四合屯发掘剖面的中酸性火山凝灰岩和凝灰质沉积岩系统取样的基础上, 通过测定火山喷发物中斑晶内岩浆包裹体和基质玻璃的主要元素成分和挥发分组成, 获得与喷发物对应的火山活动向当时大气圈输送的火山气体成分及其含量. 依据火山喷出气体的组成特征, 将本区中生代火山喷出气体划分为三个组合: 以F＞Cl的卤化物为主的气体组合、以Cl＞F的卤化物为主的气体组合和以硫化物为主的气体组合; 并具体分析了它们对古气候演变和古脊椎动物生存环境造成的影响. 结果表明, 辽西中生代火山喷发能够对当时古气候和古环境造成足以引起脊椎动物集群死亡级别的灾难性影响, 同期大规模的火山喷发或者多次频繁的中等规模的火山喷发造成研究区脊椎动物集群死亡.     

火山灰的提取及测试技术

同一次火山爆发产生的火山灰 ,能在广阔的区域内形成等时标志层 ,成为地层定年和对比的极有价值的工具。文中介绍了提取肉眼不可见火山灰的 4种方法 :烧失法、稀碱法、重液浮选法和酸化法 ,还介绍了火山玻璃的显微镜下识别技术及电子探针测试技术。     

中国地质源温室气体释放近十年研究概述

地质源温室气体是指固体地球通过各种地质作用向大气圈释放的温室气体,是固体地球与大气之间物质交换(地气交换)的重要形式,主要包括火山喷发和地热活动、断裂带构造运动、油气渗漏、天然气水合物分解、煤自燃、碳酸盐岩风化等多种地质作用过程所释放的二氧化碳、甲烷等气体.实际上,地气交换是重要的地质作用,是地球各圈层物质循环和能量交换的基本载体和重要动力学机制.全球气候变化和温室效应是人类面临的巨大挑战,地质源温室气体的类型与来源、释放机理与过程、释放通量与大气温室效应等的调查和研究已成为当今地球系统科学的研究热点和发展方向之一,对于应对全球变化和温室效应具有重要的科学意义.中国科学家积极参与和适时开展地质源温室气体调查研究,对中国大陆部分火山和地热区、地震断裂带、含油气区和泥火山等释放的温室气体进行了初步观测与调查,在地质源温室气体的地球化学组成、释放通量等方面取得了一些成果,这些工作为进一步的深入研究奠定了良好基础.     

利用三维CT扫描技术定量计算熔岩流气泡体积的研究与实现

气泡体积算法及其计算机实现是火山熔岩流气泡古高度计应用研究中的难点之一,直接制约着古高度计算结果的精确度。本文提出了一种新的基于计算机断层成像技术的熔岩流气泡众数统计方法,即通过计算机断层成像技术对气孔状玄武岩样品进行三维重构,利用不同物质对射线吸收衰减系数的不一致性,标记重构数据中的岩石、气泡与无效部分,进而提取气泡连通区域的骨架,确定独立气泡之间的分割面,最终统计出气泡的数量与体积。考虑到玄武岩中气泡截面轮廓不规则的特点,采用逐点法有效地计算了截面面积,排除了连通区域轮廓对面积计算结果的影响。采用基于区域划分的阈值计算方法统计玄武岩样品的气泡数量与体积,解决了传统的单一阈值计算方法导致的小连通区域过度分割的问题。在上述新方法的基础上,本文设计并构建了新的气泡数量与体积的统计软件,计算程序的初步运算结果证实了研究方法的有效性与可行性。该方法有望提高熔岩流气泡数量、体积以及火山熔岩流气泡古高度计的计算精度,成为重建高原隆升历史的快速分析工具。     

中国大陆新生代典型火山区温室气体释放的规模及其成因

火山活动能够将地球深部的碳输送到大气圈,是地质碳排放和深部碳循环的重要形式.火山作用不仅在喷发期能够释放大量温室气体,而且在休眠期也能释放巨量的温室气体.在全球变暖的背景下,定量化地研究火山活动对大气圈温室气体含量增加的贡献具有至关重要的意义.本文利用密闭气室法等该领域国际先进的测试技术,测量并计算了长白山、腾冲、五大连池及青藏高原南部的羊八井等典型火山区的温室气体释放规模.结果显示,我国大陆新生代典型火山区向大气圈输送的温室气体总通量约为8.13×10⁶t·a^-1,接近10⁷t·a^-1级别,相当于全球火山活动导致的温室气体(主要为CO₂)释放总量的6%左右.太平洋构造域火山区的温室气体在释放通量与总量方面均低于特提斯构造域,并且太平洋构造域火山气体的地壳混染程度较低,显示出大洋俯冲带与大陆俯冲带火山区温室气体释放的成因差异.     

腾冲新生代火山区CO2气体释放通量及其成因

许多研究结果表明,休眠期火山主要通过喷气孔、温泉以及土壤微渗漏三种方式向大气圈释放温室气体。腾冲是我国重要的新生代火山区之一,同时也是主要的水热活动区,但是关于温室气体释放通量的研究却鲜有报道。本文首次估算了该地区土壤微渗漏和温泉水的CO2释放通量,并根据气体成分的分析结果探讨了这些温室气体的来源。2012~2013年连续两年使用密闭气室法现场测量了土壤微渗漏CO2通量,结果表明,马站、热海-黄瓜箐和五合-蒲川-团田三个地区通量较高,其中,热海-黄瓜箐地区平均通量最高,马站次之,五合-蒲川-团田地区最低。较高的土壤微渗漏CO2释放地区同前人推断的岩浆囊的分布在空间上具有较好的一致性;三个地区气体的3He/4He比值较高,三端元模拟结果表明,它们均有较高含量的幔源He释放;根据气体CO2/3He与δ13CCO,CO2模拟计算,CO2主要来源于碳酸盐矿物的脱碳作用和岩浆脱气。由此推断2的释放同深部的岩浆囊具有重要的成因联系,它为碳酸盐矿物的脱碳作用提供了主要的热源,同时也是重要的物质来源。根据土壤微渗漏CO2平均通量及火山、地热异常区的分布面积估算出三个地区土壤微渗漏CO2的释放通量分别为1.8×106t/a(马站),3.2×106t/a(热海-黄瓜箐)和2.0×106t/a(五合-蒲川-团田)。腾冲新生代火山区每年通过土壤微渗漏向大气圈释放CO2的量至少可达7.0×106t,为意大利Etna火山区释放CO2通量(1.4×107t/a)的二分之一。通过水岩相互作用计算温泉水中CO2气体的释放通量为4.9×104t/a。腾冲温泉气泡及温泉水向大气圈释放CO2气体的总通量为5.3×104t/a,远高于意大利Vulcano火山区温泉释放的CO2总通量(3.7×103t/a)。     

非洲乍得盆地火山岩地球化学特征及成因

钻井揭示了乍得盆地中新生代有大量玄武岩喷发,主要为橄榄拉斑玄武岩,少数为石英拉斑玄武岩和碱性橄榄玄武岩。主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,乍得盆地玄武岩岩浆在上升过程中经历了橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用,且未受到陆壳物质的混染;岩石明显富集轻稀土元素、大离子亲石元素和高场强元素,Nb、Ta、Zr、Hf具正异常。晚白垩世玄武岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i比值（0.704167~0.706564）高于古近纪玄武岩（0.703545~0.705380）,(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i比值（0.512451~0.512703）低于古近纪玄武岩（0.512690~0.512847）;晚白垩世玄武岩ε_Nd(t)u值变化范围较大（-1.4~3.5）,且明显低于古近纪玄武岩（2.6~5.6）。两者具有相似的Pb同位素比值,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.14~18.96,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.56~15.62,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.33~38.88。乍得盆地玄武岩主要来自于亏损地幔DM和富集地幔EMⅡ两种端元组分混合产生的,石榴石橄榄岩的母熔体可能是本区玄武岩产生的源区,是地幔高度部分熔融的结果（15%左右）。乍得盆地玄武岩的地幔组份随时间的演化可能与中生代以来中、西非地区软流圈上涌、岩石圈减薄作用密切相关。