《地質(zhì)學》期刊:五大連池尾山火山處于“充電”態(tài)

中國東北地區(qū)五大連池尾山火山下方基于三維電阻率成像給出的巖漿囊分布 中國科學技術(shù)大學供圖
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)科技日報:記者從中國科學技術(shù)大學獲悉,該校地球和空間科學學院、地質(zhì)地震與地球內(nèi)部物理實驗室張海江教授研究組和中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心合作,學期利用大地電磁成像,連池首次獲得了五大連池火山區(qū)尾山火山下方20公里深的尾山三維高分辨率電阻率結(jié)構(gòu),并精細刻畫了尾山火山的火山地殼巖漿系統(tǒng)分布形態(tài),估算了巖漿囊的處于部分熔融程度。該研究成果在線發(fā)表于國際地學領(lǐng)域知名期刊《地質(zhì)學》上。充電該成果對于我國東北地區(qū)的地質(zhì)火山研究具有重要的推動作用。
東北地區(qū)是學期我國新生代火山最多的地區(qū),包括著名的連池長白山火山區(qū)和五大連池火山區(qū)。五大連池火山區(qū)包括14座火山,尾山最近的火山火山噴發(fā)發(fā)生于1719—1721年。
研究人員利用密集布設(shè)在尾山火山錐周圍的處于大地電磁臺站,通過大地電磁成像獲得了火山下方深達20公里的充電高分辨率三維電阻率結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)在火山錐下方大約三四公里以下,存在非常明顯的低電阻率異常。根據(jù)低電阻率異常的分布,研究人員進一步刻畫了火山下方的巖漿囊空間分布。發(fā)現(xiàn)在上地殼和中地殼,各存在一個巖漿囊,二者之間通過一些細的垂直通道相連接,即中地殼的巖漿囊通過這些通道給上地殼的巖漿囊輸送巖漿。新的三維電阻率模型很好地支持了跨地殼巖漿系統(tǒng)模型。
同時,研究團隊結(jié)合噪聲成像得到的速度模型和大地電磁成像得到的電阻率模型,估算了中上地殼巖漿囊中的巖漿部分熔融程度至少為15%。尾山火山上一次噴發(fā)發(fā)生在約50萬年前,如果在沒有巖漿補給的情況下,火山錐的下方應(yīng)該處于冷卻狀態(tài),沒有部分熔融狀態(tài)的巖漿存在,電阻率會對應(yīng)呈現(xiàn)出高電阻率異常,但現(xiàn)實情況卻不是這樣。因此可以推斷尾山火山下方存在巖漿補給,即尾山火山正處在“充電”的活躍狀態(tài)。通過分析尾山火山周圍布設(shè)的臨時和固定地震臺站的數(shù)據(jù),研究人員發(fā)現(xiàn)在巖漿囊周圍存在地震和火山顫動信號,進一步證實了尾山火山的活躍性。
研究揭示,雖然尾山火山巖漿囊的部分熔融程度還未達到噴發(fā)所需要的臨界值(約40%),但是有必要加強該地區(qū)的火山監(jiān)測,更好地預測未來火山噴發(fā)的可能性。
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