长白山天池火山顶部黄色物质成因的初步探讨

长白山天池火山顶部黄色物质成因的初步探讨 ,,doi: 10, 3969 / j, issn, 0253 )496 7, 2012, 04, 016 问题讨论 长白山天池火山顶部黄色物质成因的初步探讨 尹功明樊祺诚 ( ,,中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京 100029) ,。长白山天池火山是中国著名的火山全新世以来有过多次喷发在长白山天池火山顶部 摘 要 1 。,,。1980 5局部地区发育 套黄色碎屑物质但是对于这套黄色物质的成因一 直 存 有 争 议根 据 年 18 ,、月 日美国圣海伦斯火山喷发的研究成果以及长白山天池火山顶部黄色物质的化学成分产出特 ,“”,征等我们初步推测其成因为 千年喷发时热水交代作用的产物而不是一次独立的火山喷发事件 。 的产物关键词 长白山天池火山 黄色物质 成因 热水交代作用 : P317.3 : A0253 ) 4967( 2012) 04 ) 0739 ) 04: 中图分类号 文献标识码 文章编号 0引言 ,长白山天池火山是目前中国境内保存最为完整的新生代多成因层状火山火山活动经历了 ( 2. 77 : 1. 203MaB P) 、( ) 1. 12 :0. 04MaB P) 3造盾早更新世 造锥中 晚更新世 和全新世喷发 ,3 ——。个发展阶段个阶段岩浆成分从玄武质粗面质碱流质代表其演化过程长白山为典型的 ,“”。、,火山地貌长白山天池是 千年大喷发的火山口根据火山地质年代学和史料记载天 5ka 1998) 。( ,池火 山距今 以来有过多次喷发活动刘若新等 长白山天池火山全新世喷发物披覆于环绕天池火山口缘诸山峰顶部及锥体外侧的一些平 ,—。,1 缓阶坡上北坡天文峰白岩峰一带是观察不同时期喷发物的最佳地段在天文峰发育 套 1 ) 。5ka “”,( 黄色 碎屑物质外貌特征非常突出 照 目前这套黄色物质被认为是距今 左右 1 ( ,1998 ) 。,次 爆炸式火山作用产生的碱流质浮岩 刘 若 新 等但 是火 山 熔 岩或火山物质通常 、。,。为黑 色灰色如果是一次独立的火山喷发物形成的黄色浮岩则原始的熔浆必须为黄色同,、,。,“时这 套黄色物质与下伏周边火山物质层的界线不明显是渐变的因此这套黄色 浮 1980 18 ”,5 岩的成因 是有争议的年 月 日美国圣海伦斯火山喷发物的研究为我们解开这个迷团提供了新 ( ,2012) 。 的思路中央电视台 1圣海伦斯火山 MountS t, Helen's Volcano) ( 圣海伦斯火山位于美国太平洋西北区华盛顿州的斯卡梅尼亚 ,154km,85km ,2 549m,。县西雅图市以南 波特兰市东北 处海拔 是喀斯喀特山脉的一部分圣 160 。 海伦斯火山是包含 多个活火山的环太平洋火山带的一部分圣海伦斯火山与长白山同为 ,。1980 3 27 “”为 美国的富士山吸引了众多旅游者圣海伦斯火山于 年 月 日突然复活, 在火 1 4. 2 ,3 : 4 。3 27 山深处发生了 次 级地震随后陆续发生了一系列 级地震和火山振颤月 日开 。1980 3 20 ,始的蒸汽喷发呈现了其火山特征年 月 日发现火山活动异常后美国地质调查局和 ,。5 ,华盛顿大学迅速增设了大量监测仪器开展了较全面的监测工作进入 月火山工作者观察 。5 18 ,,2 : ,到火山先在北侧隆起月 日圣海伦斯火山喷发分成 个阶段首先是新隆起区的崩塌 ; ,,2 m ,然后是侧向喷发停止半小时后发生最为剧烈的喷发烟云冲向 万 高空火山灰随气流扩 4 000km 800km 1. 8cm ,。、,散至 以外撒落在距火山 处的也有 厚火山附近河流被堵塞改道许 。,1 多道路被埋没火山喷发后,附近地形发生显著变化,原来的火山锥顶部崩塌形 成 个 长 3km、1. 5km、125m 。 宽 深 的新火山口 3 ,,,由于从 月开始美国火山工作者进行了全方面的监测无论是喷发前还是喷发后都留下 。,。了丰富的实际资料在喷发后科学家对圣海伦斯火山喷发开展了详细的调查和研究他们发 m ,,现在这次火山口壁的顶 部 有 几 厚 的 黄 色 物 质以前是不存在黄色物质的也不是岩浆侵入 ,。,20km 物更不是此次的喷发物同时在 之外的本次喷发火山堆积物的底部也发现了这套黄 。色物质 ,: ,,通过对这套黄色物质的研究他们认为随着岩浆的上升带来热水同时加上地表积雪受地 ,。,,下热所融化以及降雨这些地表水向下渗透在岩浆高热的作用下在岩浆的顶部原先的地表岩 。,,层中充填了大量的高温热水这些高温热水与岩石发生化学交换原先的岩石产生腐蚀使原本 。,。,为灰色或黑色的岩石成为黄色由于热水作用黄色物质的含水量相对较高同时由于受岩浆 ,、。上升隆起作用以及发生高温热水化学作用使岩浆上覆盖层和周边的岩石碎裂松散 2长白山天池火山顶部黄色物质 :长白山天池火山顶部的黄色物质有以下物征 ( 1) 、,( 1) , 这套黄色物质与周边的灰色黑色岩石没有明显的界线是渐变照 的以前把黄色 ,。。物质作为单独一期火山喷发时这个现象无法解释如果用热水交代的成因就很好解释 ( 2) : ,、( 1 ) ,含水量高根据成分分析黄色物质的含水量明显高于周边的灰色黑色岩石表 。以及其他地区的火山喷发物黄 色 物 质含水量 高 的 原因以前一直没有得到 。很好的解释 ( 3) ,。外观破 碎不 完 整很 容 易 被 。“”认为是 浮岩 ( 4) 黄 色 物 质 在 天池火山顶部靠 ,。近内壁一侧局部分布规模较小由于 ,“是热水作用形成黄色物质在 千年 喷 : 4 尹功明等长白山天池火山顶部黄色物质成因的初步探讨 741期 ( % ) ( g / g) ( ,1999)1天池火山全新世火山岩主量元素和微量元素μ分析结果据樊祺诚等 表 The major- and tracee lements contents of tChhea ngbaishan Tianchi HoloceneTable 1 volcanic rocks( after FAN Qi-cheng et al,,1999) 岩性 碱流质浮岩 碱流质熔结凝灰岩 粗面质熔结凝灰岩 碱流质碎成熔岩 P—1P—2P—5AP—5P—3P—4P—6P—10样号 浅桔黄色 灰白色 灰白色 灰白色 浅紫红色 黑色 绿灰色 绿灰色 颜色 SiO66. 7971. 6371. 7572. 2569. 0564. 0473. 3669. 36 2TiO 0. 34 0. 23 0. 24 0. 23 0. 39 0. 57 0. 24 0. 35 2 AlO 12. 10 11. 27 11. 03 11. 25 12. 55 15. 69 11. 24 12. 69 2 3 FeO 0. 67 0. 63 2. 36 2. 46 2. 07 3. 27 1. 33 2. 09 FeO 2 34. 71 3. 52 1. 49 1. 52 4. 02 1. 86 2. 86 3. 36 MnO 0. 09 0. 05 0. 07 0. 06 0. 10 0. 10 0. 06 0. 1 MgO 0. 05 0. 04 0. 00 0. 00 0. 04 0. 42 0. 3 0. 64 CaO 0. 55 0. 36 0. 34 0. 36 0. 51 1. 58 0 0 NaO 25. 02 5. 39 5. 27 5. 25 5. 59 5. 56 4. 67 5. 03 KO 24. 99 4. 81 4. 62 4. 64 4. 98 5. 68 4. 83 5. 63 PO挥25 0. 03 0. 00 0. 01 0. 01 0. 04 0. 10 0. 02 0. 02 发分 4. 19 1. 60 2. 24 1. 46 0. 47 0. 72 0. 44 0. 31 99. 53 99. 53 99. 42 99. 49 99. 81 99. 59 99. 35 99. 58 Total S%0. 0310. 0330. 0290. 033 2 620 3 332 1 811 1 891 F( mg / g) 1 839 2 547 1 094 310 Cl( mg / g)0. 25 — — 0. 05 )HO % 20. 93 0. 53 0. 72 0. 86 挥发物%3. 64 1. 39 0. 57 0. 43 +HO % 2 3长白山天池火山顶部黄色物质成因推测 ,,上述长白山天池火山顶部黄色物质无论是外形还是产出特征以及化学成分分析可能不 。1980 5 ,是一次独立的喷发事件的产物类比 年 月圣海伦火山喷发的研究成果我们也可以推 : “”,测长白山天池火山顶部黄色物质的成因如下在 千年喷发岩浆上升接近地表阶段时 ,,( ) ,在岩 浆顶部充满高温热水这些高温热水与周围岩石 早期火山物质发生交代作用使其颜 ( 、) ,( ) 。“色发 生变化成为黄色褐黄色桔黄色同时碎裂或原本就是先期的火山喷发碎屑千年喷”发 。,之后只在局部保留下来因此推测长白山天池顶部火山黄色物质不是一次独立的 火 山 喷 发 ,“”。 物而是 千年喷发时热水交代作用的产物 , 1999, ,J,, ,45 ( 7 ) :,,,樊祺诚刘若新魏海泉等长 白 山天池火山全新世喷发与岩石地球化学特征 地 质 论 评 263—271, FAN Qi-cheng,LIU Ruo-xin,WEI Hai-quan,et al, 1999, Petrogeochemical Characteristics of Holocene Eruption of the Tianchi Volcano,Changbai Mountains ,J,, Geological Review,45( 7) : 263—271( in Chinese) , ,,, 1998, ,M,, : ,刘若新魏海泉李继泰长白山天池火山近代喷发 北京科学出版社 LIU Ruo-xin,WE Hai-quan,L Ji-tai, 1998, Recent Eruption of theT ianchi Vocano,Changbai Mountains ,M,, Sci- IIl ence PresBs eijing( in Chinese) , , 2012, : 中央电视台探秘地球圣海伦斯火山 ,R,, CCTV, 2012, Discover earth: Mount St, Helen's Volcano ,R,, A PRELIMINARY STUDY OF THE ORIGIN ABOUT THE YELLOW MATERIAL AT CHANGBAISHAN TIANCHI VOLCANO YIN Gong-mingFAN Qi-cheng ( State Key Laboratory E aortfh quake Dynamics,Institute of Geology, Chna Earthquake Admnstraton,Bejng 100029,Chna)iiiiiii Abstract The Changbaishan Tianchi volcano is one of the most famvousolca noes in China, It erupted man- y times in the Holocene time, The top ofth is volcano is regionally coveredby somey ellow material ( pyroclastics) ,the origin of which has been undereb adting since its discovery, Based on theinf or- mation provided by the eruption of Mount StH elens of USA on May18 th,1980,in conjunction with the chemical composition and distribution characteristics of they ellow materials,we estimated that it resulted from hot watmere tasomatism during the Millennium eruption,rather than a separatero dpuct of ani ndividual volcanic event, Key wods Changbaishan Tiahchi volcano,yellow material,origin,hot waterm etasomatismr 〔〕 ,,1966 1994 ,,,,作者简介尹功明男年生年在中国地震局地质研究所获得博士学位研究员博士生导师研 、、010 ) 62009115,E )m ail: yingongming@sina, com。 ,: 究方向为第四纪地质年代学新构造电话