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阿尔山火山群地壳岩浆系统和地震活动性研究

阿尔山火山群地壳岩浆系统和地震活动性研究

作者：李杰吉林大学

学位级别：硕士

阿尔山火山群位于兴蒙造山带中段,是中国最大的活火山群之一。其最后一次喷发在大约2000年前,未来仍有喷发的危险性。地球化学研究表明,阿尔山火山群可能有一个共同的起源,且可能起源于一个富集的地幔源。阿尔山天池玄武岩年龄为0.340±... 详细信息

阿尔山火山群位于兴蒙造山带中段,是中国最大的活火山群之一。其最后一次喷发在大约2000年前,未来仍有喷发的危险性。地球化学研究表明,阿尔山火山群可能有一个共同的起源,且可能起源于一个富集的地幔源。阿尔山天池玄武岩年龄为0.340±0.203 Ma,表明阿尔山火山群较为年轻。然而,除了这些地球化学调查外,在阿尔山很少有通过局部地震研究来关注岩浆系统现状,其岩浆系统的空间分布和迁移通道尚不清楚。如果火山仍然活跃,由于岩浆运动产生的应力干扰、岩浆储层的扩张以及水或CO等流体、气体的渗入,岩浆储层周围可能发生地震。此类地震经常以地震群的形式发生,表现为以几个小时或者几天为周期出现的一组中小震级的地震事件,一般没有明显的主震,同时覆盖范围较广,并且不能按照传统的余震衰减原理在时间上减弱。对此类地震建立高精度、高完整性地震目录,利用地震走时数据可以对岩浆系统进行速度结构成像,同时结合震源信息可共同约束岩浆系统潜在的空间位置和活动性。然而阿尔山地区缺乏密集的地震台网,对此类地震建立高精度、高完整性地震目录十分困难。为此,我们在研究区布设了227台便携式短周期地震仪,观测时长一个月,平均台间距约0.6 km,空间范围约为42 km×30 km,记录到了大量的P波和S波到时。使用基于到时的地震检测和定位工作流程以及基于波形的模板匹配技术,分别精确定位到火山区发生的712和404个地震。同时,利用双差层析成像方法(tomo DD)方法,第一次给出了阿尔山火山群地壳尺度精细的三维空间Vp、Vs和Vp/Vs速度结构模型。在2020年9月13-17日期间,我们记录了一组与岩浆活动有关的微震群(M岩浆系统,它们储存并将挥发物从深层地壳输送到浅层部分,可以输送具有高流体和熔体含量的岩浆物质;推测低Vp/Vs异常与超临界流体有关,因为如果给饱和流体中加入气体,会使得波速比下降,而P波速度会随着饱和岩石中孔隙压力的增大而下降。并且在双差地震定位(hypo DD)目录中,地震基本都出现在高Vp/Vs或其边缘区域,这表明我们观察到的地震群是由岩浆系统的活动引起的,其中高波速比异常可能因为热液或岩浆的运移,而低波速比异常是由于CO或其它气体的脱气引起的。通过对Vp/Vs异常位置进行棋盘分辨率测试和合成分辨率测试,我们确认这些异常是真实存在的,并且可能相互之间是连通的。本研究表明阿尔山地区12座火山具有相同的岩浆系统。根据地震波速度结构,我们计算得到天池火山下方0-8公里深度处岩浆房的熔融分数约为6.1-8.6%,阿尔山岩浆系统目前仍然活跃。

关键词：阿尔山火山群地震定位双差层析成像地震活动性岩浆系统地震群

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理解岩浆系统的物理过程

岩石学报 2014年第11期30卷 3113-3119页

作者：罗照华刘翠苏尚国中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083

岩浆系统是一种复杂性动力系统,暗示岩浆系统的演化具有多重分支现象,即其演化路径包含一系列平衡过程与突变事件。因此,岩浆系统的物理过程是理解岩浆形成与演化及其相关地质过程的关键。邓晋福教授及其学术团队长期坚持岩浆系统物理... 详细信息

岩浆系统是一种复杂性动力系统,暗示岩浆系统的演化具有多重分支现象,即其演化路径包含一系列平衡过程与突变事件。因此,岩浆系统的物理过程是理解岩浆形成与演化及其相关地质过程的关键。邓晋福教授及其学术团队长期坚持岩浆系统物理过程的研究,在火成岩成因、火成岩构造组合、岩浆活动与成矿作用的关系和相关的地球深部过程等研究领域都做出了杰出的贡献。本文集刊登了部分相关的研究成果,以强调岩浆系统物理过程的重要性。我们撰写此文,目的是简要介绍本文集的主要内容和强调岩浆系统物理过程的研究意义。

关键词：岩浆系统物理过程火成岩成因岩石构造组合深部过程

阿尔山火山群深部“拱桥式”岩浆系统及其稳定性分析

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地震地质 2018年第3期40卷 590-610页

作者：韩江涛王天琪刘文玉刘国兴韩松刘立家吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 国土资源部应用地球物理重点实验室长春130026 中国科学院大学北京101408

阿尔山火山群自更新世至近代持续活动,具有潜在喷发的危险,因此加强对阿尔山火山群岩浆系统的研究,评价火山群的活动性具有重要的意义。在获得阿尔山火山群地区大地电磁测深数据的基础上,对其进行标准化处理后经二维非线性共轭梯度反演... 详细信息

阿尔山火山群自更新世至近代持续活动,具有潜在喷发的危险,因此加强对阿尔山火山群岩浆系统的研究,评价火山群的活动性具有重要的意义。在获得阿尔山火山群地区大地电磁测深数据的基础上,对其进行标准化处理后经二维非线性共轭梯度反演,获得二维电性结构成像,发现阿尔山地区岩石圈内部存在大规模的"拱桥式"中、低阻异常(电阻率岩浆运移的通道,其所包含的2处高导异常,极可能为未冷凝或正在聚集的岩浆房,因此阿尔山岩浆系统由"拱桥式"通道和来自软流圈的玄武质岩浆组成,火山群具有统一的岩浆系统。进一步分析表明,"拱桥式"通道物质熔融百分比≥0.5%,岩石圈结构总体趋于稳定,其所包含的2处岩浆房熔融程度为2.5%~11.5%,颗粒边界可能已被溶体全部润湿,岩石的流动强度相对较低,岩石圈结构稳定性较差。区域地震分布、温泉的形成与阿尔山火山群岩浆系统也具有一定的相关性。综合迹象表明阿尔山群正处于休眠期,并非死火山,有再次喷发的可能,应密切监测。

关键词：阿尔山火山群大地电磁测深电性结构岩浆系统稳定性分析

长白山天池火山岩浆系统再认识:岩石热力学模拟

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科学通报 2015年第35期60卷 3489-3500页

作者：郭文峰刘嘉麒徐文刚李稳雷敏中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室北京100029

长白山天池火山是一座巨型活火山,在近代至少发生过数次喷发.虽然近年来没有再喷发,但是有关天池火山再次喷发的争论引起学界广泛关注.岩浆系统的研究是火山灾害和预测的基础,主要包括地球物理和岩石学两方面.综合近年来天池火山岩浆房... 详细信息

长白山天池火山是一座巨型活火山,在近代至少发生过数次喷发.虽然近年来没有再喷发,但是有关天池火山再次喷发的争论引起学界广泛关注.岩浆系统的研究是火山灾害和预测的基础,主要包括地球物理和岩石学两方面.综合近年来天池火山岩浆房地球物理探测发现,普遍认为在火山区中、上地壳存在分布范围较广的岩浆房,而在中地壳至下地壳也存在范围较为集中的岩浆存储区.鉴于地球物理方法具有多解性和不能给出岩浆成分信息等的局限性,本文用岩石热力学模拟来约束岩浆房的成分和深度.结果显示：（1）天池火山玄武岩在岩石圈地幔或更深处不能经历斜长石的分离结晶,可能只经历少量橄榄石的分离结晶;（2）造盾低MgO玄武岩是原始母岩浆在地壳（约18~27 km,0.5~0.9 GPa）中演化后喷出的,而不是先前认为的从地幔岩浆房中演化后直接喷出形成的;（3）粗面质岩浆是由碱性玄武岩在15~18 km（0.5~0.6GPa,中上地壳）结晶分异形成;（4）天池火山岩浆系统可能要比先前认为的壳幔双层岩浆房模式复杂,地壳岩浆系统应该主体为玄武质岩浆,酸性岩浆只占很小的比例.这些信息对火山岩浆系统和喷发预测的研究有重要意义.

关键词：长白山天池火山岩浆系统岩浆演化模拟

长白山天池火山区岩浆系统深部结构的深地震测深研究

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地震学报 2002年第2期24卷 135-143页

作者：张先康张成科赵金仁杨卓欣李松林张建狮刘宝峰成双喜孙国伟潘素珍中国地震局地球物理勘探中心中国郑州450002

利用三维深地震测深技术 ,研究了长白山天池火山的岩浆系统 .结果表明 ,以低P波速度为主要特征的长白山天池火山岩浆系统在地壳范围内可分为 3个深度层次 :在 9～ 15km深度 ,岩浆系统分布的主要特征是范围广、尺度大、近南北走向 ,是地... 详细信息

利用三维深地震测深技术 ,研究了长白山天池火山的岩浆系统 .结果表明 ,以低P波速度为主要特征的长白山天池火山岩浆系统在地壳范围内可分为 3个深度层次 :在 9～ 15km深度 ,岩浆系统分布的主要特征是范围广、尺度大、近南北走向 ,是地壳内储存岩浆的主要位置 ;自 15km深度以下直至下地壳 ,其分布横向尺度较小 ,显示出岩浆自上地幔侵入地壳的“痕迹” ,这也意味着长白山天池火山的岩浆系统极有可能延伸到上地幔 ,或更深 ;在地壳浅部 ,深度小于 8～ 9km范围内 ,岩浆的分布范围更小一些 ,集中在天池火山口稍偏北的南北方向上 .如果说低P波速度与岩浆系统关联的话 ,那么它反映出这部分岩浆仍然处于较高温度状态 .从这个意义上讲 ,长白山天池火山的岩浆系统至少不是“残留”的 ,或者说是处于“活动”

关键词：长白天池火山三维深地震测深岩浆系统深部结构

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中基性岩浆系统中铁的富集机理

矿床地质 2012年第S1期31卷 719-720页

作者：张招崇李厚民张作衡中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

国外的富铁矿85%以上为产于稳定的克拉通背景下的沉积变质型铁矿,该类型富铁矿主要是BIF通过长期的风化淋滤作用形成的,而我国大陆由于长期受太平洋、特提斯和古亚洲洋三大构造域相互作用的影响具有特殊的活动性并发生了多期次的构造-... 详细信息

国外的富铁矿85%以上为产于稳定的克拉通背景下的沉积变质型铁矿,该类型富铁矿主要是BIF通过长期的风化淋滤作用形成的,而我国大陆由于长期受太平洋、特提斯和古亚洲洋三大构造域相互作用的影响具有特殊的活动性并发生了多期次的构造-岩浆活动,所以富铁矿的形成大多与岩浆活动有关。

关键词：铁矿中基性岩岩浆系统富集机理夕卡岩型中基性

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长白山火山区地壳上地幔顶部岩浆系统

长白山火山区地壳上地幔顶部岩浆系统

不同地球动力环境的成矿岩浆系统：以蒙古的铜钼...

2022年中国地球科学联合学术年会

作者：范兴利郭震赵杨陈棋福

位于中朝边境的长白山火山是地球上最为神秘和潜在喷发危险最强的活火山之一,其在公元946年的"千年大喷发"被认为是全新世以来全球最大规模火山喷发事件之一。2002至2005年间增强的火山岩浆活动使长白山火山存在近期喷发危险性的讨论成... 详细信息

位于中朝边境的长白山火山是地球上最为神秘和潜在喷发危险最强的活火山之一,其在公元946年的"千年大喷发"被认为是全新世以来全球最大规模火山喷发事件之一。2002至2005年间增强的火山岩浆活动使长白山火山存在近期喷发危险性的讨论成为国内外广泛关注的地学热点问题。然而,人们目前对其下方壳幔岩浆系统的认识却十分不足,近年来已有的探测研究对长白山火山壳内岩浆房存在的深度位置、形态规模及其部分熔融程度的认识仍存在较大分歧。

关键词：长白山火山区上地幔顶部岩浆系统

来源： cnki会议评论

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地质科技动态 1992年第4期 24-27页

作者：别.,АП

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熔岩流形状和规模反映岩浆系统的条件

地质科技动态 1997年第11期 11-12页

作者：良可