中国东北地区分布大量的板内火山群。由于这些火山远离板块边界，岩浆管道系统和形成机制仍在争论中。长白山火山系统是中国东北最大的板内火山区，也是中国最具潜在危险性的活火山系统，在有记录的历史上曾多次喷发。广义的长白山火山系统包括长白山天池火山（在朝鲜也被称为白头山火山）、望天鹅火山、龙岗火山和图门火山等。
中国地震局第二监测中心赵凌强和胡亚轩等人联合中国地震局地质研究所詹艳研究员，汤吉研究员等在国家自然基金面上项目，青年项目，吉林长白山火山国家野外科学观测研究站科研项目等多个项目的支持下，在该地区开展了连续多年的大地电磁探测工作。研究团队2022年在长白山天池火山周围完成了68个大地电磁测点，综合了2020年在龙岗火山区完成的99个大地电磁测点，收集了汤吉研究员1997年在长白山天池火山区完成的58个大地电磁测点。测点分布范围为东西方向200公里和南北方向90公里，共获得了225个大地电磁测点（图1）。这是迄今为止在长白山火山系统内获得的最全面、最密集的大地电磁数据集。通过三维反演计算获得了吉林龙岗和长白山天池火山精细的深部电性结构特征，揭示了火山下方可能的岩浆通道分布范围，大小和赋存状态，论证了这些岩浆系统与火山区地震活动和地表形变的关系。这些研究结果不但可以为龙岗火山和长白山火山喷发风险的预测提供深层地球物理依据，也能为理解板内火山形成机制提供启发。相关研究成果近期分别发表在《Scientific Reports》、《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》、《地球物理学报》和《地震地质》上
研究团队分别于2020年和2022年在吉林龙岗火山区及其周围区域连续开展大地电磁测量工作，获得了覆盖龙岗火山区的141个宽频带测点数据，通过三维反演获得了该区域地壳上地幔尺度精细的三维电性结构模型（图2）。该模型揭示出龙岗火山区及其周边地区上地壳基本上为高阻体，代表着火山区岩浆早期活动时大面积喷发冷凝所产生的火山岩。龙岗火山区下方存在着多条岩浆通道穿过莫霍面在上地幔尺度合并且向下继续延伸。这些岩浆通道自下而上可能主导了近期火山喷发和地壳隆升以及小震活动。该模型清晰的显示了一个大陆板内火山系统从地幔源到地表跨岩石圈的形成机制，结合岩石学和地球化学资料，推测龙岗火山区的岩浆系统可能直接从软流圈地幔快速上升至地壳内部减压熔融导致喷发作用（图3）。
龙岗火山和长白山天池火山是在长白山火山系统中喷发了近千年的活火山。然而，这两座火山的喷发活动截然不同不同。龙岗火山形成了160多个密集分布的小火山锥，长白山天池火山形成了单一的巨大火山锥，也是中国东北地区最高的山峰。地球化学资料还表明这两座火山的喷发物质也截然不同。通过三维反演获得电性结构结果发现龙岗火山和长白山天池火山下方的地壳电阻率结构截然不同，代表着两座火山下方地壳尺度岩浆系统分布不同，这可能是这两座火山表现出不同的喷发样式和地球化学表征原因（图4）。三维大地电磁探测结果显示出龙岗火山下方没有明显浅层地壳岩浆房（上地壳尺度）。地幔中的岩浆迅速上升穿过地壳，在地表喷发形成一系列分布的单成因火山锥。长白山天池火山下方存在一个浅部的地壳岩浆房，可能在地壳内经历了分离结晶和混染作用。该岩浆房促进了长白山天池火山的多次集中喷发，形成了巨大的长白山天池火山锥。这些结果表明，地壳结构的差异可能控制了中国东北长白山火山系统中长白山天池火山和龙岗火山不同的喷发活动（图5）。
END
样品袋, 地质锤, 硬度笔, 记录本, 放大镜
传播科学，欢迎您点亮★星标，点赞、在看▼
