海南岛温泉气体地球化学特征研究

为了查明海南岛温泉气体的起源,探讨海南岛温泉与琼北新生代火山活动的关系,通过对海南岛温泉气体成分和氮(N)同位素组成进行分析研究。结果表明:海南岛温泉气体以N 2为主,含量都在87%以上,个别样品达到90%以上,且均有CO_(2)共存。海南岛温泉气体δ^(15)N值均大于0,且断裂带集中地区的样品,其δ^(15)N值普遍偏大,而断裂带相对稀疏地区的样品,其δ^(15)N值相对较低,说明温泉气体主要受断裂带控制,主要来源为地壳和大气。此外,海南岛温泉气体不论是气体组合还是氦同位素特征,都与腾冲、长白山及五大连池活动火山区地热流体逸出气体明显不同,前者气体组合以N_(2)为主,后者主要以CO_(2)为主,前者He含量高,3He/4He低,而后者He含量低,3He/4He高。综合温泉气体成分和同位素特征,认为海南岛温泉气体主要为地壳和大气来源,少量为幔源混入,其温泉气体释放活动属于正常的断层气体活动,与琼北新生代火山活动关系不大。

西昆仑碰撞后钾质火山岩岩浆作用过程--以普鲁和康西瓦火山群为例

西昆仑处于青藏高原西北缘,该地区岩浆活动强烈,形成了多个大小、规模不等的碰撞后钾质火山岩群,但这些钾质火山岩的岩浆作用过程依然不清晰。为了研究西昆仑地区的岩浆作用过程,文中选取了该区域的普鲁和康西瓦火山群作为研究对象,对其火山岩进行了全岩主量元素含量、斑晶结构和成分分析,以及晶体大小分布(CSD)和岩浆结晶温压条件研究。结果表明,尽管两地的岩浆具有相似的源区,但这2个火山群的岩石类型和矿物组成存在显著差异。普鲁火山岩为一套粗安岩和玄武粗安岩的组合,斑晶由斜长石、橄榄石、单斜辉石和少量斜方辉石构成;康西瓦火山岩主要为响岩质碱玄岩,斑晶矿物为单斜辉石、黑云母和少量橄榄石及斜长石。结合斑晶结构、环带成分和CSD曲线形态分析认为,普鲁火山岩经历了不同演化程度的岩浆混合;而康西瓦火山岩仅发生了岩浆自混,且减压造成了斑晶的大量熔蚀。矿物-熔体平衡温压计计算表明,普鲁火山岩的平衡温度为1036~1218℃,平衡压力为5.1~9.9kbar,对应的深度为19.4~37.3km;康西瓦火山岩的平衡温度为1154~1282℃,平衡压力为1.2~11.6kbar,对应深度为4.3~43.7km。康西瓦地区的平衡压力变化范围较大,可能与所处的断裂带有关。文中定量化研究了西昆仑地区的后碰撞钾质火山岩的岩浆作用过程,补充了以往对该区域火山岩中斑晶CSD的研究,揭示了岩浆在地壳岩浆储库内的运移和演化过程,为青藏高原西北缘及其周边地区的火山活动研究提供了重要信息。

华北东部海兴一带第四纪火山岩岩石学及地球化学特征

华北东部海兴一带出露2座第四纪火山,即小山火山和大山火山,并在边庄附近隐伏了火山岩。野外考察和室内分析显示:小山火山为玛珥式火山,喷发方式为射汽岩浆喷发,影响范围仅限于火口附近,喷发物为火山渣、晶屑和火山灰;大山火山早期为爆破式喷发,后有岩浆侵入,喷发强度和规模均不大,产生了火山渣、火山集块岩和致密熔岩颈。边庄隐伏火山岩为气孔状和致密火山岩及火山角砾岩,喷发方式以弱爆破式喷发和熔岩流溢为主,喷发时代为早更新世。小山火山渣和边庄隐伏火山岩成分为玄武质,而大山火山岩Si O2含量低,属于霞石岩。氧化物含量不显示线性关系,说明它们之间不存在岩浆演化关系。3处火山岩均富集轻稀土,边庄隐伏火山岩富大离子亲石元素,无高场强元素Zr、Hf、Ti亏损,大山和小山样品强烈富集Th、U、Nb和Ta,明显负K和Ti。3处火山岩具有不同的岩石学和地球化学特征,具有相对独立的火山结构,虽均可能来自软流圈,但明显经历了不同的岩浆活动过程。

中国火山温泉气体地球化学特征及其在火山监测中的应用

中国火山温泉主要分布在吉林长白山、云南腾冲和黑龙江五大连池等火山区。这些火山虽然处于休眠状态,但大面积的温泉分布指示着岩浆房存在的可能性。本文总结了前人研究成果,分析了中国主要火山区温泉气体地球化学特征,并探讨了温泉气体在火山监测中的应用。长白山、腾冲和五大连池火山区温泉气体地球化学性质类似,都以CO_2为主要气体,含量在80%以上,最高可达99%以上,其它气体组分包括CH_4、N_2、O_2、SO_2、H_2S、He和H_2等。长白山火山温泉气体中氦同位素比值(~3He/~4He)最高,约为4—6R_A,CO_2中碳同位素比值(δ^(13)C)为-7.9‰—-1.3‰,CH_4中碳同位素为-48.0‰—-28.7‰;腾冲火山温泉气体氦同位素比值为3—5.5R_A,CO_2中的碳同位素为-6.49‰—-2.07‰,CH_4中碳同位素为-23.5‰—-9.3‰;五大连池火山温泉气体氦同位素比值约为3RA,CO_2中的碳同位素比值为-9.6‰—-3.1‰,CH_4中碳同位素为-47.2‰—-44.4‰。3个火山区的温泉气体均显示地幔来源的岩浆气体特征,并在上升运移过程中受地壳或古俯冲物质的影响。

广西北海涠洲岛火山最后喷发活动时代

广西北海涠洲岛是我国最大的第四纪火山岩海岛。近些年来随着我国核电事业的不断发展,涠洲岛火山最后喷发时代和对区域核电厂址的潜在火山灾害,受到了国内外地学界和核电工业界的广泛关注。我们通过对涠洲岛南部地区射汽岩浆喷发的基浪堆积物的野外地质地貌考察,研究了火山喷发物的岩性特征、沉积结构和堆积规模。同时,对系统采集于不同堆积部位的喷发物样品和上覆的黄土样品进行了电子自旋共振(ESR)年代测试分析,结合前人光释光(OSL)测年结果,得出涠洲岛火山最后一次喷发的时间为晚更新世晚期至全新世早期,距今约13~33ka。

西昆仑阿什库勒火山的起源:来自地震层析成像的证据

利用中国地震台网、ISC地震台网以及布设在青藏高原临时台网记录到的地震到时数据,研究了青藏高原,阿什库勒火山群及其周边的P波速度结构。高分辨率的成像结果显示印度板块呈明显的高速异常俯冲到了青藏高原之下,该高速异常的前端到达青藏西部的北缘、青藏中部的班公湖—怒江缝合带以及青藏东部的金沙江断裂带,表明印度板块在青藏高原内部南北向的俯冲距离并不相同。成像结果显示印度板块已经俯冲到了西昆仑山阿什火山附近,其北的塔里木地块呈明显的高速异常。阿什火山的正下方存在明显低速异常及岩浆上涌的通道。在阿什火山下的地幔转换带存在明显的低速异常体,我们认为软流圈物质的减压熔融以及岩浆上涌是阿什库勒火山群形成的根本原因。

西昆仑阿什库勒大黑山火山岩浆作用过程研究

西昆仑阿什库勒火山群位于青藏高原西北缘,由于环境恶劣,研究程度低。大黑山火山为该区内熔岩分布面积最广、喷发规模最大的一座火山。本次对大黑山火山岩的显微结构、斑晶类型和化学成分进行了详细的测试分析,讨论其反映的岩浆过程。大黑山火山成分具有一个较大的范围,包括玄武粗安岩、粗安岩和粗面岩,主要氧化物与Si O2含量之间呈线性关系,说明三种类型岩浆存在岩浆演化关系。熔岩主要斑晶为辉石和斜长石,大量斑晶显示熔蚀、反环带和反应边结构,指示岩浆混合特征。温压计计算得到玄武粗安岩和粗安岩平衡温度在1124~1176℃之间,平衡压力在0.55~0.81GPa之间,对应的深度约16.5~24.3km,粗面岩的平衡温度1059~1071℃,平衡压力0.39~0.59GPa,对应深度11.8~17.7km。研究显示,大黑山火山下的主岩浆经历了玄武粗安岩、粗安岩和粗面岩的演化,三种岩浆可能以分层的形式同时存在于岩浆房中,三种岩浆存在着混合作用,并与周围偏酸性岩浆发生了混合作用。

长白山天池火山碎屑流灾害区划

在回顾总结了国外火山碎屑流灾害分析模型研究历史的基础上,本文选取了Flow3D模型对我国东北地区长白山天池火山未来大喷发可能产生的火山碎屑流进行了灾害区域划分。以长白山天池火山现代地形为依据,设定了11条未来爆炸式火山喷发时产生的火山碎屑流的可能流动线路。模拟结果表明,在喷发柱高度为10km的情况下,灾害区划最大半径为13.7km;在喷发柱高度为20km的情况下,灾害区划最大半径为35.4km;在喷发柱高度为30km的情况下,灾害区划最大半径为57.8km。在此基础上,得出了长白山天池火山未来发生中规模、大规模和超大规模火山喷发时火山碎屑流的覆盖范围,完成了我国第一幅长白山天池火山碎屑流灾害区划图。

科学减轻火山灾害

所谓火山灾害,是指与火山喷发或火山本身有关的灾害。它既包括不同类型火山喷发所造成的灾害,也包括一些重要的大的火山山体本身所具有的灾害。在1986年进行的火山灾害死亡人数统计中,1600—1986年共死亡564612人,而1900—1986与喷发有关的灾难死亡人数为76152人,可见火山灾害死亡的人数已大大减少,这主要是20世纪有了火山监测工作以来科学进步.

核电厂选址的火山安全评价与灾害评估

核电厂址的选址和核电设施运行过程中的火山安全问题是难以避免的重要议题。在过去的核电选址和安全运行评价的过程中,对火山灾害的考虑仅局限于已知10ka内喷发过的全新世火山。2012年国际原子能机构颁布了IAEA/SSG-21号火山安全标准专用安全导则,基于板块俯冲带火山岛弧系统火山活动的特点,提出在过去10Ma内发生过火山活动的地区在未来也可能发生火山活动,是评估一座火山在未来是否将发生任何火山活动的合理依据。同时,IAEA/SSG-21也针对火山熔岩流、碎屑流和火山灰空降等火山灾害可能影响的范围进行了讨论,并提出了不同火山灾害现象的安全评估范围。文中以IAEA/SSG-21号《核设施厂址火山灾害评估》为技术依据,针对中国火山活动的特点,改进了中国大陆核电厂选址的火山灾害评估技术方法,并以海南琼北火山区为例,编制了适应IAEA/SSG-21导则的火山灰灾害概率图。文中研究成果可为中国大陆核电厂选址和核设施安全运行过程中的潜在火山灾害评估提供技术途径。

西昆仑阿什库勒火山岩地球化学、岩浆源区特征及动力学背景研究

阿什库勒火山区位于青藏高原西北缘的西昆仑造山带,平均海拔在4 800 m 以上,盆地内分布有14 座新生代晚期火山,其中阿什火山是1951 年中国最新喷发的活火山。青藏高原西北缘地震活动频繁,分别于2008 年、2012 年和2014 年在阿什库勒火山盆地附近发生了MW7.1、MW6.2 和MW6.9 地震,其中2008 年于田MW7.1 地震在阿什库勒内形成了大规模的破裂带。此外,据最新地震层析成像研究成果显示,印度板块和塔里木地块在青藏高原西北缘已经碰撞在一起。因此,阿什库勒火山区是研究青藏高原新生代火山活动的理想场所,也是研究青藏高原新生代大地构造活动的重点区域。

美国地质调查局火山灾害项目与2018年夏威夷基拉维厄火山喷发概况

在美国，尤其是美国西部、阿拉斯加和夏威夷等地区，火山喷发的危险性极高。为了减少火山灾害的影响，美国地质调查局（USGS）成立了火山灾害项目（VHP）。该项目对美国危险火山进行监测和研究，广泛收集并分析地球物理和地质数据，以确保人民生命财产安全，并向公众、科学家以及灾害政策制定者传达相关信息。

日本活动火山监测与减灾

日本位于欧亚板块之上，由于长期受太平洋板块和菲律宾海板块的俯冲作用，形成了111座活火山，这些火山是环太平洋火山带的重要组成部分（图1）。虽然这些火山时常威胁人类的生命和财产，但同时也为我们带来了更多的财富。

西藏米林M6.9级地震及其余震序列地震定位

利用布设在南迦巴瓦构造结及其周边地区流动地震台的观测数据,测定了2017年11月18日西藏米林M6.9级地震的主震位置,主震震中位于29.87°N,95.05°E,震源深度12 km.采用Geiger法和双差定位法对余震序列进行了地震定位.定位结果表明余震沿着主震的北西和南东向两侧扩展分布,其展布长度约40 km,宽度约10 km.米林地震发生在西兴拉断裂带最南侧的一条次级断裂上,震源深度剖面和主震震源机制研究结果揭示发震断层以高角度、北东倾向为主要特征,米林地震触发了靠近主震发震断层北东侧一条近平行断层的地震活动.米林地震表明,南迦巴瓦构造结顶部目前仍处于较高的构造挤压状态,南迦巴瓦变质体持续向北东方向推进,导致构造结内部块体缩短变形,其东西两侧的墨脱断裂和米林断裂存在未来发生大震的可能性.