长白山天池火山粗面玄武岩的喷发历史与演化

本文新提出的年代学和岩石化学结果，进一步从天池火山与区域火山活动的关系，论述了天池火山造盾、造锥历史和岩浆结晶分异转型的时间约束，早更新世早期（2Ma前）开始粗面玄武岩的造盾，早更新世晚期（约1Ma）粗面玄武岩向粗安岩、粗面岩演化，中更新世是粗面岩造锥的主阶段，到了晚更新世（约0．1Ma）粗面岩向碱流岩演化。在中-晚更新世来自地壳岩浆房的粗面岩、碱流岩造锥过程中，来自地幔的粗面玄武岩浆喷发活动始终没有间断过。由于来自地幔粗面玄武质岩浆持续向地壳岩浆房补给，所以天池火山是一座长寿命的火山。岩浆的结晶分异作用和混合作用是天池火山岩浆演化的两个最重要过程，前者形成天池火山双峰式火山岩分布特征，后者成为天池火山喷发的触发机制。天池火山在晚更新世-全新世碱流质岩浆主喷发期兼有少量玄武质粗安岩、粗安岩或粗面质岩浆的交替喷出，揭示了天池火山的地壳岩浆房熔体的分层结构特点，由于来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房，导致不同层位岩浆的扰动和混合作用，触发天池火山的喷发。     

火山岩U-Th矿物等时线年龄的新模型及其意义

U-Th矿物等时线法定年适用于小于350ka范围的年轻火山岩。但是,火山岩矿物U-Th同位素比值不仅反映了火山的喷发年龄,而且受到岩浆房过程和结晶分异过程时间尺度的影响,在一些研究中,出现了等时线年龄(表面年龄)比实际火山喷发年龄偏老的问题,这种现象为研究岩浆房滞留时间和矿物结晶分异时间尺度问题提供了很好的条件。长期以来,国际上不乏此类研究,但迄今为止,还没有准确、实用的数值模型来描述结晶分异过程对矿物等时线年龄的影响,更无从谈起合理的计算方程。本文以一个简化的晶体生长模型(岩浆房U-Th同位素初始比值保持不变;不考虑可能的熔蚀和结晶间断;矿物的结晶速率可以简化表示,例如dV=kt·dt)为例,考察了在晶体生长(结晶分异)条件影响下的U-Th同位素衰变关系: ((~(230)Th)/(~(232)Th))=((~(230)Th)/(~(232)Th))_0·1/(λT_m)·(e~(-λ(T_1-T_m))-e~(-λT_1))+((~(238)U)/(~(232)Th))·1/(λT_m)·(e~(-λT_1)-e~(-λ(T_1-T_m)))]这仍然是一个线性方程,斜率(m)表达了火山岩喷发年龄(T_2)和矿物结晶分异时间(T_m,岩浆房滞留时问)尺度的耦合关系,而不只是喷发年龄,用方程表示为m=1/(λT_m)·(e~(-λ(T_2+T_m))-e~(-λT_2))新的模型表明,等时线出现的一般条件是不同种类的矿物具有相同的结晶历史(包括火山岩喷发年龄和矿物结晶分异的时间尺度),而不是单一的喷发年龄,在大多数年轻火山岩喷发年龄相对表较明确的条件下,我们可以应用该模型估算很多火山的岩浆房滞留时间尺度。把新的模型和方程应用于天池火山的U-Th同位素年代学研究,根据Dunlap(1996)分析测试的数据,天池火山千年大喷发岩浆房滞留时间为100ka左右。这个时间与Dunlap(1996)所估计的时间(60～100ka)的上限一致;值得注意的是,在我们的新模型中,我们认为岩浆房滞留时间和矿物结晶分异时间尺度可能被低估,实际时间应当大于等于这个数值。     

岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成--捕虏体岩石学与地球化学证据

从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制.     

四海龙湾玛珥湖沉积物中碱流质火山灰的来源及其意义

四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,在玛珥湖沉积物距湖底69-70cm处分离出新鲜的火山灰。根据火山灰产出的层位、原生沉积特征、形貌和碱流质化学成分特征,属于长白山天池火山公元1199-1200年大喷发的产物。这一结果不仅表明天池火山历史时期大喷发的规模比原来估计的还要大,并且为建立千年以来四海龙湾沉积物及古气候演化的时间标尺提供了依据。     

长白山天池火山双岩浆房的互动式喷发

天池火山的发展经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩-碱流岩造锥和全新世碱流质岩浆的爆破喷发.钾质粗面玄武岩在天池火山锥体外围呈"裙状"分布,不整合覆盖在中生代花岗岩风化壳或砾石层之上,其时代介于2.0～1.2 Ma的早更新世.造盾结束之后,约1 Ma后钾质粗面玄武岩在地壳岩浆房经历了岩浆结晶分异作用.     

广西合浦烟墩岭火山岩的K-Ar年代学和地球化学初步研究

广西合浦县烟墩岭火山是一座第四纪小型中心式喷发的火山,是我国华南火山在第四纪喷发活动的代表之一。烟墩岭火山岩岩性为粗面玄武岩,Mg~#值(59～69)中等偏高,而钛和碱质成分相对较高。烟墩岭火山岩及周边的烟头岭样品的稀土含量较为稳定,配分型式极其相似,几乎一样,REE 丰度模式呈稍陡的向 HREE 倾斜的轻稀土富集型。它们的微量元素原始地幔配分型式也很相似,暗示有共同的岩浆源区。烟墩岭火山岩的 Ba/Nb 比值变化范围远小于琼北和涠洲岛玄武岩,而 La/Nb 比值三者相近,都是低而稳定,与洋岛玄武岩数值接近,不相容元素 Nb/U-Th 图解也说明烟墩岭火山岩来自于类似于洋岛玄武岩的地幔源区。岩石学和地球化学化学证据都表明,烟墩岭地区火山岩虽不是原生地幔玄武岩浆的喷出物,但只经过低程度演化,未受到强烈的结晶分异的影响,也未受到地壳的混染。其~(87)Sr/~(86)Sr 和~(143)Nd/~(144)Nd 数据变化范围很小,具有低Sr 同位素比值和高 Nd 同位素比值的特点。本文采用火山岩 K-Ar 法测定了烟墩岭火山活动的时代,结合火山岩地质特征和前人资料,火山活动时代确定为第四纪早更新世,与北部湾涠洲岛早期火山活动及琼北早更新世多文岭期火山活动时代大致相当。     

五大连池、天池和腾冲火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征与岩浆演化

在的年来对长白山天池火山、五大连池火山和腾冲火山三个火山区火山岩岩石学的主、微量元素研究的基础上，新做出18个火山岩Sr-Nd同位素数据，进一步讨论地幔源区特征与岩浆成因演化。五大连池富钾火山岩浆源区由原始地幔与EMI两个地幔端员混合而成，岩浆直接来自地幔，未受地壳物质明显混染和分离结晶作用影响；天池火山各阶段火山岩一致的似原始地幔特征，可能指示存在巨大的壳内岩浆房和持续的幔源岩浆的补给；腾冲火山岩的高钾钙碱性岩浆源区为由陆内壳－幔相互作用导致的原始地幔与EMⅡ两个地幔端员不同程度混合而成。     

夏季北极海冰激发的500hPa遥相关型

本文应用统计方法,分析7月、8月北极海冰与北半球500hPa位势高度场的相关场,7月、8月500hPa基点相关图,多冰年与少冰年的1000—500hPa厚度差图等,得到如下结论: 夏季极冰冷源的存在,可激发北半球大气产生遥相关型,这种遥相关型可以看成二维Rossby波列,具有相当正压结构,在西风带中沿着固定的波导自高纬向低纬分布,从而影响北美的环流和天气。表现为极冰偏多年份,极涡加强而偏心,加拿大高压脊和北美大槽亦同时加强;反之,极冰偏少年份,上述系统均减弱。     

倒数第二次冰消期西太平洋边缘海地区δ13C值快速负偏事件及其成因

南海地区NS93－5柱样在倒数第二次冰消期出现浮游有孔虫壳体δ^13C值快速负偏（幅度达1．7‰），来自世界各大洋的深海记录和来自北美洲，欧洲，中国等地的陆相记录均指示当时存在大体同步的δ^13C值变化表明：倒数第二次冰消期时存在一次全球尺度的δ^13C值快速负偏事件，δ^13C值在约0.131MaB.P。达到负偏极值，其负偏幅度多在0.5‰－1‰，局部地区负偏幅度＞2‰＜当时δ^13C值的变化呈突然快速负偏，而后指数曲线状缓慢回返，局面δ^13C突然快速负偏对应大气甲烷浓度快速增加，全球快速升温及冰盖开始快速消融等特点，表明大洋环流格局的变化引起海底天然气水合物突然失稳分解并释放大量甲烷可能是其直接成因，释放地点推测是在西太平洋边缘海地区。