中国活动火山区甲烷的碳同位素研究

中国长白山天池、腾冲、五大连池等主要活动火山区逸出气体中甲烷的碳同位素组成测试结果显示,腾冲、长白山(不包括天池火山口内湖滨)火山区岩浆来源气体中甲烷的δ^(13)C值的变化范围与国际上地热区甲烷大致相同,平均值分别为-19．0‰、-32．6‰;五大连池火山区与天池火山口内湖滨强气体释放带逸出甲烷的δ^(13)C值较低,平均值分别为- 45．8‰和-47．9‰,类似于东非裂谷带基伍(Kivu)湖的甲烷。研究认为,这些低δ^(13)C值甲烷可能直接来自上地幔;岩浆来源甲烷在火山喷发过程中的动力学分馏导致了其δ^(13)C值的降低,岩浆源区越深,其δ^(13)C值越低;岩浆源区深度(d)与甲烷δ^(13)C值有如下关系:d(km)=0．0107(δ^(13)C_1)~2+1．14。岩浆来源CO_2和CH_4之间的碳同位素分馏温度可指示气体最后源区的深度。

中国活动火山研究新进展

我国从20世纪90年代起开展了活动火山的监测与研究,21世纪初以来开展了中国部分第四纪火山区的活动火山调查工作。本文概述了最近几年我国在活动火山地质学、年代学和岩石地球化学研究方面的新进展。

中国活动火山监测进展回顾

自2006年国家火山监测台网中心建成到目前为止,我国已有6处活火山受到监测:吉林长白山天池火山、龙岗火山、云南腾冲火山、黑龙江五大连池火山、镜泊湖火山和海南琼北火山。设在中国地震局地质研究所的国家火山监测台网中心,负责全国火山监测台网及火山流动观测的数据汇集、数据分析处理、数据存储管理、数据服务,承担火山异常判断、火山灾情分析、组织会商和上报等任务,同时承担着全国火山岩测试、火山挥发分测试、火山灾害模拟等实验室工作,以及通过互联网提供数据服务和火山宣传工作。

2017年全球活动火山时空分布以及阿贡火山喷发前后的形变特征

归纳总结2017年度全球81座活火山的活动情况,共计活动1058座次,平均每周记录20座活火山的活动信息。根据火山潜在喷发的危险性和火山活动的强弱程度对上述火山进行分级描述,火山活动主要反映了地球表层的构造活动,其中大角度俯冲带的弧后火山最为强烈,小角度的俯冲带、拉张裂谷和走滑为主的板块边界火山活动较为平静,火山活动频繁的印度尼西亚岛链是受灾最为严重的区域。预计全球火山活动将进一步加剧,印尼岛链受火山灾害威胁的程度依然较大。位于印尼岛链巴厘岛上的阿贡火山自2017年9月开始活动以来,整个喷发过程极具代表性,监测阿贡火山喷发过程可为全球典型火山喷发事件研究提供参考。

全球主要活动火山概况及对长白山火山监测的启示

火山喷发是地球内部能量释放的过程,在地球长达46亿年的生命历程中,火山活动几乎没有停止过。火山喷发会给自然界和人类社会带来灾难,威胁着人类赖以生存的环境。2022年1月15日汤加火山喷发,这是自1991年菲律宾皮纳图博火山喷发以来全球规模最大的一次,所产生的火山灰、海啸等灾害引发全球关注。全球有1500多座全新世以来有过喷发的活火山,主要分布在环太平洋火山带、地中海-喜马拉雅山火山带、大洋中脊-红海-东非裂谷带。

2023年10-12月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2023年10-12月全球共有60座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山13座,警戒级别Ⅱ级的火山25座,警戒级别Ⅲ级的火山21座,警戒级别Ⅳ级的火山1座(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山链上,少数分布在印度洋板块与欧亚板块碰撞带上,个别活动火山处于其他板块交界地带、板块内部(图1);从国家分布来看,活动火山多集中在印度尼西亚、美国、日本、俄罗斯、菲律宾、瓦努阿图,占全球火山活动数量的62%.

渤海湾盆地埕岛东部新近纪火山活动及其油气地质意义

渤海湾盆地中部埕岛地区火山多期活动,对储层发育、油气运移及成藏等方面起到了一定的影响。目前研究主要集中在中生界火山岩储层上,对新近纪火山活动及油气成藏的影响认识不足,制约着埕岛东部油气的进一步勘探。本文综合区内应用测井、录井及地震资料,阐释了火山岩岩性、岩相及活动性等特征,并进一步探讨了火山活动对油气成藏过程的影响。研究区火山岩主要为灰黑色玄武岩,地震剖面上火山锥的形态较为清晰,平面上呈现串珠状或链状分布。结合地震相及钻井揭示岩电特征,将新近系底部火山岩岩相划分为火山通道相、爆发相、溢流相、火山沉积相和侵入相5种类型。火山活动始于新近纪早期,持续3~5 Ma即消亡,形成局部发育的角度不整合,并导致沉积环境由湖泊三角洲向辫状河的转变。研究区在火山活动和火山岩体作用下,重塑了油气输导及侧向遮挡条件,形成多种油气藏类型,与火山活动相关的岩性及火山岩体遮挡型油气藏是下一步勘探的重要方向。

2024年1-3月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2024年1-3月全球共有57座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山7座,警戒级别Ⅱ级的火山18座,警戒级别Ⅲ级的火山29座,警戒级别Ⅳ级的火山3座(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山带上,少数分布在印度洋板块与欧亚板块碰撞带上,个别活动火山处于其他板块交界地带、板块内部、洋中脊边缘(图1)。

台湾地区花莲县海域7.3级地震及其触发火山活动的可能性分析

北京时间2024年4月3日07时58分在台湾地区花莲县海域(23.81°N,121.74°E)发生7.3级地震,地震灾害影响较大,引起国内外广泛关注。本文对此次地震的地质构造背景及其灾害影响,以及受地震作用导致山体崩塌的龟山岛火山活动等方面进行了介绍,重点针对此次地震是否会触发龟山岛火山活动的可能性进行了综合分析。通过地震及高光谱气体数据分析可知,龟山岛火山尚未出现明显的异常响应;随后通过引入地震对潜在火山触发的无维指数来定量判断触发的可能性,经测算触发指数TRIGI值为19.8(>10),短期内地震触发龟山岛火山喷发的可能性较低,从定性定量上分析龟山岛火山当前仍处于休眠状态。未来将继续收集完善火山喷发前的宏微观前兆异常资料,跟踪研判火山活动状态,得出更精准可靠的触发可能性结论。

乌蒙山地区茅口组中上部火山物质的发现:峨眉地幔柱早期活动的证据

峨眉地幔柱活动是显生宙重要的地质事件,为了加深对滇东北乌蒙山地区峨眉地幔柱活动演化的认识,对该区茅口组中上部凝灰岩的同位素年龄、锆石微量元素、锆石Lu-Hf同位素、牙形石生物地层等进行了研究。研究区茅口组中上部的凝灰岩为滇东北乌蒙山地区峨眉地幔柱活动演化增加了新的岩石学证据,其最底层凝灰岩的锆石U-Pb年龄为268.7±1.7 Ma(MSWD=0.89,n=8);发现的牙形石为Jinogondolella aserrata,是二叠系瓜德鲁普统沃德阶的典型分子,与锆石U-Pb年龄对应。茅口组凝灰岩锆石微量元素特征显示其为基性岩浆锆石,具有大陆弧型构造背景及较高的Th/Nb值,可能代表峨眉山大火成岩省大规模喷发之前的火山活动。茅口组凝灰岩锆石Hf同位素特征显示,εHf(t)值为-6.7~11.6,大部分为负值,少量正值,具不均一性,反映该时期的火山活动除地幔柱物质参与外还有较多地壳物质的加入。茅口组凝灰岩的发现表明,峨眉地幔柱在乌蒙山地区于瓜德鲁普统沃德期已经发生小规模的岩浆喷发活动,该时期地幔柱的作用主要表现为对岩石圈热量的传导及部分地幔物质参与的熔融作用,为峨眉地幔柱模型的建立增加了新的证据。

2023年1—3月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2023年1—3月全球共有59座活动火山,其中,警戒级别Ⅰ级的火山13座,警戒级别Ⅱ级的火山27座,警戒级别Ⅲ级的火山19座(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山集中分布于美国阿拉斯加半岛—阿留申群岛、俄罗斯堪察加半岛、日本九州岛和伊豆-小笠原群岛、印度尼西亚苏门答腊岛—爪哇岛、中美洲—南美洲西海岸(图1)。

2023年4—6月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2023年4-6月全球共有59座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山12座,警戒级别Ⅱ级的火山23座,警戒级别Ⅲ级的火山22座,警戒级别Ⅳ级的火山2座(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山链上,少数分布在印度洋板块与欧亚板块碰撞带上。

闽西南廖天山破火山活动过程与岩石成因:锆石U-Pb、Hf同位素及微量元素制约

火山是岩浆活动在地表的主要呈现形式,古老火山由于剥蚀作用出露多阶段火山喷发产物及岩浆通道、岩浆房等,从而为揭示岩浆房内部结构和成分演化提供重要窗口。锆石在长期结晶生长过程中,能够记录岩浆系统的结晶分异、晶体-熔体分离和岩浆补给等过程。闽西南晚侏罗世廖天山破火山是保存最完整的中国东南部晚中生代早期代表性破火山之一,本文对其开展锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素组成和微量元素成分分析,以期揭示其火山活动时序、岩浆来源和演化过程。廖天山火山活动具有阶段性和多期次性,一段火山活动开始于约161.5±0.7 Ma,喷发断续且规模较为有限;二段火山岩形成于159.9±0.9~156.9±0.8 Ma,该时段喷发产物规模巨大,构成破火山主体;最后岩浆在153.2±0.7 Ma沿火山通道侵出形成流纹斑岩岩穹,标志着火山活动的结束。锆石Lu-Hf同位素组成显示,廖天山破火山岩浆主要源于古元古代地壳基底的部分重熔,但有不同程度的亏损幔源物质贡献,且在三个火山活动阶段中幔源物质参与比例不同,二段火山岩中相对较低。不同批次岩浆可能从源区分别上升,在深部岩浆房发生岩浆混合,而后在浅部岩浆房短暂留存发生分离结晶作用。根据岩浆来源的变化和火山岩相组合,我们认为廖天山火山活动形成于相对挤压转向伸展的构造环境,受制于晚侏罗世古太平洋板块俯冲以及板片俯冲角度变化的地球动力学背景。

中国大陆的强震与火山相互作用

强震活动和火山喷发都是地球内部圈层能量交换的显著表现.新近观测研究表明:强震与火山活动存在密切的相互作用,但人类对强震与火山的孕育环境和发生过程了解还十分有限,对火山内部岩浆系统的认识还远远达不到预测强震触发火山喷发或岩浆扰动及火山流体引发强震活动的需求.中国大陆的长白山和腾冲火山区存在强震-火山相互作用的迹象,腾冲这一潜在的强震和火山活动危险区是开展强震-火山相互作用研究的理想场所.立足于中国地震科学实验场的跨学科基础观测设施和相关科研项目,有望在腾冲火山区取得强震-火山关联性研究的新突破,为有效预防强震和火山灾害及热能开发提供科技支撑.

阿尔山火山群面波层析成像

文中利用阿尔山火山群附近的29个宽频带流动地震台和其周边8个固定台站2019年5月—2021年12月期间的远震垂直向地震波形,通过频-时分析获取了11010条高质量的Rayleigh波基阶相速度频散,基于面波成像方法构建研究区地壳、上地幔的三维S波速结构。结果表明:在中、下地壳范围内,阿尔山火山群地区的S波速度表现出明显的低速异常,结合该地区高波速比的特征,推测阿尔山火山群可能存在地壳岩浆囊;在阿尔山火山群地区的40~150km深度内存在多处上低下高的S波速度异常结构,表明阿尔山火山群可能发生过岩石圈拆沉;阿尔山火山群东南侧上地幔的低速异常连通了软流圈和阿尔山火山群在地表出露的位置,结合前人的研究结果推测,此低速异常可能是松辽盆地岩石圈拆沉造成的软流圈物质上涌。

火山活动对沉积古环境及有机质富集的影响

火山活动在古生态环境及生物演化过程中扮演重要角色。本研究以扬子地区奥陶纪/志留纪的火山活动记录为主要研究对象,结合准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地、三塘湖盆地地质历史时期的火山活动记录及世界各地的现代火山活动,解析了火山活动对沉积古环境及有机质富集的影响机制。地质历史时期形成的凝灰岩、沉凝灰岩、斑脱岩及含凝灰质沉积岩是火山活动的物质表现,本研究通过对其从宏观到微观的岩石学、矿物学、地球化学特征进行分析,建立起一套多角度识别火山活动的剖面岩心—微观结构—全岩矿物—地球化学综合判断法。火山活动释放的营养元素导致海洋生物勃发、初级生产力上升,利于有机质积累,而有毒物质则危害生物生存,降低初级生产力。火山活动释放营养元素与有毒物质的相对含量可能影响海洋初级生产力的最终结果。低强度火山活动促进生物繁衍,剧烈的火山活动不断加大生态环境的修复压力,最终造成不可逆的破坏。火山活动加剧水体缺氧,提高有机质保存效率。火山气体形成硫酸气溶胶增加行星反照率,造成地表温度下降。

火山活动对鄂尔多斯盆地三叠系长7段淡水湖盆富营养化与沉积水体介质环境的影响

大规模富有机质页岩多见于盐盆,但鄂尔多斯盆地作为典型的淡水盆地,其三叠系延长组7段(长7段)的总有机碳含量(TOC)最高却达30%,远超咸化湖盆的平均水平,亦使其有机质富集主控因素成为热点问题。大量研究表明,长7段页岩较高TOC层段中普遍伴生多套凝灰岩层,指示长7段页岩沉积时期伴随着强烈的火山活动,也暗示淡水湖盆富有机质页岩的异常高有机质富集程度与火山活动存在着一定的内在联系。通过对长7段页岩主、微量元素数据分析,发现页岩受火山活动影响,Al和K等为黏土矿物富集元素,Ni,Cr和V等为指示高古生产力和还原环境的元素,而Zr,Th和Hf等不易流失的高场强元素含量相对较高。同时,凝灰岩层段上部有机质明显富集,生烃强度逐渐升高,指示凝灰层上段古生产力的提升。长7段富有机质页岩整体上Fe_(HR)/Fe_(T)≥0.38,Fe_(py)/Fe_(HR)≤0.8,指示缺氧、含铁的还原环境。随着有机质富集程度的提高,Fe_(py)/Fe_(HR)逐渐升高,指示有硫化的趋势。当长7段有机质富集程度较高时(TOC>6%),较高的Mo元素含量及EFMo/EFU比等均说明长7段沉积时期部分富有机质页岩层段形成于Mo富集的硫化环境的形成。综上,火山活动向淡水湖盆输入的火山物质和无机元素提高了古生产力,并促进形成了短时性有利于有机质保存的还原环境,从而发育了有机质异常富集的页岩层段。因此在淡水湖盆富有机质页岩的勘探和开发,应当将含凝灰质层段之上的富有机质页岩层段纳入重点关注对象之一。

2022年10-12月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2022年10-12月全球共有67座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山15座,警戒级别Ⅱ级的火山21座,警戒级别Ⅲ级的火山27座,警戒级别Ⅳ级的火山4座(表1).从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山带上,少数分布在地中海火山带西南段,个别活动火山处于板块交汇处和板块内部(图1);从分布国家来看,活动火山多集中在美国、俄罗斯、印度尼西亚、日本等国;"一带一路"沿线有7座火山出现活动,其中,印度尼西亚5座,意大利2座.

火山活动下的东非大裂谷地裂缝成因探讨

东非大裂谷肯尼亚段,与软流圈侵入和岩石圈减薄有关的岩浆活动导致了火山活动频发。火山活动造成地裂缝灾害直接威胁着裂谷内的工程设施。本文通过在肯尼亚裂谷的野外调查和地球物理勘探,归纳了地裂缝的平面分布特征和破裂特征,分析了基岩破裂与地裂缝的关系。结果表明地裂缝主要与火山伴生,呈线状展布,地表破坏特征以水平拉张为主。地裂缝与其下的基岩裂隙相连,基岩裂隙的存在决定着浅部土体地裂缝的发育位置和规模。地壳形变数据表明研究区存在以火山为中心的隆起区,基于此本文通过Mogi点源模型计算并分析了一次火山喷发引起的位移和应变特征。结果表明火山喷发引起的广泛不连续变形造成了基岩破裂,肯尼亚裂谷地裂缝的成因机制可归纳为火山喷发-基岩破裂-沉积物破坏。

2023年7—9月全球火山活动简报

0全球火山活动概况2023年7—9月全球共有63座火山出现活动,其中,警戒级别Ⅰ级的火山15座,警戒级别Ⅱ级的火山23座,警戒级别Ⅲ级的火山25座,无警戒级别Ⅳ级的火山(表1)。从空间分布上看,绝大多数活动火山位于环太平洋火山链上,少数分布在印度洋板块与欧亚板块碰撞带上,个别活动火山处于其他板块交界地带、板块内部(图1)。从国家分布来看,活动火山多集中在美国、印度尼西亚、日本等国,占全球火山活动数量的46%;“一带一路”沿线有6座火山出现活动,其中,印度尼西亚4座,意大利2座。从活动水平看,7—9月全球活动火山数量比4—6月增加4座,其中,Ⅳ级警戒级别火山减少2座,Ⅲ级警戒级别火山增加3座,Ⅰ级警戒级别火山增加3座(康建红等,2023),高警戒级别火山数量减少,低警戒级别火山数量增加,火山活动水平略有减弱。与去年同期相比,活动火山数量及活动水平均显著降低(宋雨佳等,2022)。绝大多数活动火山保持中小喷发规模,全球约有5.7万人受到火山灰影响,无人员伤亡。