长白山天池火山气体对环境的影响及潜在火山灾害研究

长白山天池火山位于中国和朝鲜两国边境线上, 借助国际合作, 对分布于中朝两国境内的天池火山喷发物进行了较系统的野外考查, 选择层序完整的火山喷发物剖面, 对天池火山进行整体研究. 在此基础上, 系统测定了天池火山历史时期大喷发从早期到晚期喷出的气体成分和含量, 进而探讨了该火山气体对环境的影响及其造成的火山灾害, 并利用天池火山气体成分和含量开展了该火山未来喷发危险性及其潜在火山灾害预测研究, 这一方法对进一步开展我国大陆活火山的喷发预测及其火山灾害防御研究具有重要意义.     

火山学研究的问题与进展

正二十一世纪的地球科学进入了新的发展阶段,从对各领域相对孤立的探索转而强调自然对人类环境的影响,愈加关注地球各部分之间的内在联系。目前达成的共识有,地球运行的源动力来自地球内部,地球内部运行控制了表层系统的演变。火山作用正是联系地球内部过程和地表系统演变的重要纽带之一,因为它起源于地球深部,上升过程中经历了     

火山区CO_2气体释放研究进展

不同构造域的火山释放CO_2气体的方式、机制和规模具有明显的差异。在全球变暖的大背景下,定量化研究不同类型火山区CO_2气体的释放通量、模拟及计算火山气体的来源演化,对于估算地质源温室气体释放对大气圈温室气体增加的贡献,以及理解地球的深部碳循环过程具有重要意义。近年来,全球火山区CO_2气体释放研究取得了显著进展,尤其在定量研究火山区CO_2气体释放通量的方法、气体源区与地球动力学背景的判定以及不同构造背景的火山区CO_2气体释放特征等领域取得了重大成果。本文综述了不同构造域火山区CO_2气体释放研究的最新成果,详细介绍了我国新生代典型火山地热区的CO_2气体释放研究进展。     

火山灰云在航空安全领域研究进展

火山爆发产生的火山灰会给附近并较大范围内造成严重影响,尤其是上升到对流层顶部及以上的火山灰云会给航空安全带来巨大威胁。因此,对火山灰云的发生、发展进行监测和预警就显得尤为重要。阐述了火山灰云概念及其研究历史,并根据火山灰云特点介绍了火山灰云对航空安全的影响,进而阐述了目前卫星监测火山灰云存在的一些手段和方法,以及火山灰云预测模型的研究进展,国际上政府之间和各机构等采取的一些应对措施。随着航空业的日益发展,特别是中国航空运输的快速增长,且中国周边东南亚、日本和堪察加半岛火山众多,因此,火山灰云对航空威胁日益显著。最后指出,更好的进行火山灰云的研究是非常必要的,尤其是建立火山灰云的监测和预警。     

双辽新生代玄武岩及地幔捕虏体内流体的组成、碳同位素特征及其来源

幔源玄武岩及地幔捕虏体中所含的地幔流体挥发分对于认识岩浆源区特征及岩石圈地幔演化具有重要意义。本文对东北地区双辽新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体中流体挥发分进行研究,探究地幔流体特征与来源。双辽玄武岩橄榄石斑晶和地幔捕虏体内发育早期、晚期两类流体包裹体,早期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成时捕获的岩浆原始流体挥发分,主要在高温段(600~1200℃)释出,晚期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成后捕获的交代或蚀变流体挥发分,主要在低温段(200~600℃)释出。地幔捕虏体原始流体挥发分主要为H_2O、CO和H_2,其次为CO_2,并含有少量CH_4等烃类。地幔捕虏体交代流体挥发分与双辽玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分相似,主要为CO_2和H_2O,其次为CO和H_2,含有少量烃类。地幔捕虏体原始流体挥发分、交代流体挥发分及玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分中,CO_2和烃类碳同位素均具有有机成因特征,表明岩石圈地幔及玄武岩岩浆源区内均存在有机质热解产物的混入,玄武岩岩浆源区及岩石圈地幔交代流体中的有机成因挥发分主要来自于俯冲太平洋板片之上的沉积有机质。双辽玄武岩斜长石斑晶和基质流体挥发分含量较高,主要为H_2O和CO_2,相对于橄榄石原始流体挥发分具有较轻的CO_2碳同位素组成,这种现象表明岩浆上升过程中发生了明显的脱气作用。     

青藏东昆仑晚古生代末—中生代中酸性火成岩与陆内造山过程

利用岩石大地构造学的研究方法回溯了东昆仑晚古生代末—中生代构造岩浆演化历史。研究表明,东昆仑晚海西期—早燕山期构造演化分为３个阶段：（１）洋脊形成与扩张阶段（３０９～２６０Ｍａ）;（２）大洋板块大规模俯冲阶段（２６０～２３０Ｍａ）,火成岩具安第斯型活动大陆边缘构造属性;（３）陆内造山阶段（２３０～１９０Ｍａ）,陆壳的厚度相当于２６０～２３０Ｍａ期间的两倍,南、北边缘构造性质与深部过程具较明显差异与不对称性。南缘深部总体特征是“壳热而幔冷”,暗示着陆壳与壳下岩石圈之间可能沿莫霍面有较大的构造拆离;北缘在壳底具岩浆底侵作用,其深部特征为“壳冷幔热”。自晚海西期—早燕山期东昆仑岩石圈缩短总量（平均值）约为１４６３ｋｍ。     

火山活动与深部碳循环的关系

火山活动是导致地球深部碳向地表输送的重要途径之一,它促进了地球层圈物质交换与深部循环作用。目前,火山活动与深部碳循环关系的研究主要集中在: 1）火山喷发向大气圈中输送CO2气体的通量与总量;  2）火山气体的来源及其演变历史;  3）不同类型的火山喷发（例如,大火山岩省、洋中脊和俯冲带火山活动）对地球深部碳循环贡献的差异。文章通过对青藏高原北部阿什库勒火山群1951年阿什火山喷发物斑晶中原生岩浆包裹体和基质玻璃的实验室测定表明,阿什火山喷出的气体成分主要由H2O,CO2,S,Cl和F组成,利用“岩石学方法”计算的阿什火山喷发向大气圈输送的CO2气体总量为1。01×109kg。     

长白山火山地幔不均一性——微量元素及同位素地球化学研究

大陆火山的复杂性是一个普遍关注的全球性问题,也是一个长期以来悬而未解决的地质问题.长白山火山位于亚洲板块东部的活动边缘,受到西太平洋俯冲的影响,新生代构造和火山活动活跃,为探讨大陆火山成因及其地幔源区特点提供了极佳的天然实验室.天池火山和龙岗火山是长白山地区两个重要的新生代火山区,其火山岩分布具有空间相邻、火山活动时代相似的特点,本文通过对基性火山岩的岩石学和地球化学对比研究,指出天池火山和龙岗火山具有明显的地球化学不均一性,包括微量元素不均一性和Sr、Nd、Pb同位素不均一性,来自于不同的地幔源区,天池火山和龙岗火山火山岩分布相邻,覆盖范围东西最大不过100多公里,因此这是典型的小尺度地幔地球化学不均一的特点.Sr、Nd同位素特征显示龙岗火山来自于原始地幔,而天池火山来自于原始地幔和富集地幔混合源区.不相容元素Nb、Ta显示,天池火山Ta元素含量很低（主要落在0.17～2.15 ppm的范围）,具有明显的负Ta异常和明显的Nb/Ta分异（Nb/Ta=10～50,个别达到100以上）,可能是板片部分熔融产物与金红石等副矿物反应的结果,暗示了西太平洋板块俯冲机制的影响;而龙岗火山没有明显Nb、Ta亏损或者分异.     

火山气体成分的测量方法及其应用

火山气体是火山喷发物的重要组成部分,它主要来源于火山喷发的岩浆,其组成和含量的变化限定了火山活动对气候影响的时空范围和强度,因而近年来成为火山活动的气候效应研究领域一个重要组成部分。以往火山气体的研究主要集中在洋底(洋中脊、洋岛)火山,近年来逐渐转移到陆地(陆内和大陆边缘)上的火山喷发,并建立了两种有效的测量方法:卫星观测法和岩石学方法。     

张家口中生代火山盆地火山喷发对古气候的影响

本文在详细地研究了张家口中生代火山盆地火山喷发物的基础上,利用岩石学及大气环境化学的基本原理,提出了一套系统估算火山喷出气体及气溶胶总量的程序与方法,并对张家口中生代火山喷出气体的种类、总量及气溶胶总量进行了估算;分析了火山硫化物气体转化为火山硫酸盐气溶胶的光化学过程及可能途径。在分别研究了本区火山喷发导致的“阳伞效应”与“温室效应”的基础上,探讨了该区火山喷发对地表温度的综合影响。初步结果表明：张家口中生代火山盆地火山喷发向当时大气圈中输送了约９．９６×１０１０ｋｇ的硫酸盐气溶胶,它们能导致当时北半球范围内太阳总幅射率降低０．８１％～３．６０％,最终造成地表温度下降约０．８１℃～３．６℃。