VELSD1.0:面向深度学习的长白山火山喷发地貌遥感数据集

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作者 李成范 韩晶鑫 +4 位作者 武成智 刘岚 颜丽丽 刘学锋 赵俊娟 《地质学报》 北大核心 2025年第2期616-630,共15页

作为保存最完整的多成因复合活火山之一,长白山火山喷发地貌场景中的地表覆盖类型广泛发育且遥感解译标签清晰。目前,遥感数据集是利用深度学习进行大区域火山喷发地貌场景遥感分类的数据基础。本文以哨兵2(Sentinel-2)遥感图像为数据源... 作为保存最完整的多成因复合活火山之一,长白山火山喷发地貌场景中的地表覆盖类型广泛发育且遥感解译标签清晰。目前,遥感数据集是利用深度学习进行大区域火山喷发地貌场景遥感分类的数据基础。本文以哨兵2(Sentinel-2)遥感图像为数据源,结合地质资料和野外调查建立了一个面向深度学习分类的长白山火山喷发地貌遥感数据集(VELSD1.0)。该数据集中地表覆盖类型包含高植被覆盖、中植被覆盖、低植被覆盖、裸露土壤、玄武岩、粗面岩、混合岩、水体、阴影、人工景观,组成元素包括遥感图像、标签数据、解译标签及说明文件;覆盖范围约2500 km^(2),共计40000个样本;单张样本图像尺寸为25像元×25像元,空间分辨率为10 m。利用经典的卷积神经网络(GoogLeNet、ResNet)和Transformer (Vision Transformer、Swin Transformer)模型对构建VELSD1.0数据集进行了验证和分析。结果表明,本数据集对深度学习模型具有良好的适用性和可迁移性,总体分类准确度、Kappa系数和多类平均精度分别达到82.93%、75.64%和84.22%。可为其他火山喷发地貌深度学习分类提供借鉴,提升火山地貌遥感调查的信息化和智能化。 展开更多

关键词 长白山 深度学习 数据集 遥感图像 火山喷发地貌

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基于语义分割的长白山火山岩性遥感数据集

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作者 李成范 韩晶鑫 +5 位作者 盘晓东 刘岚 颜丽丽 康建红 刘学锋 肖舟怡 《岩石学报》 北大核心 2025年第4期1442-1453,共12页

火山岩性数据集是利用深度学习进行火山遥感岩性智能识别的关键和数据基础。当前,缺乏可信的火山岩性遥感数据集,制约了大区域、复杂地质环境下火山岩性智能识别的快速发展。本文在归纳和整合长白山火山岩性主要类型的基础上,以哨兵2(Se... 火山岩性数据集是利用深度学习进行火山遥感岩性智能识别的关键和数据基础。当前,缺乏可信的火山岩性遥感数据集,制约了大区域、复杂地质环境下火山岩性智能识别的快速发展。本文在归纳和整合长白山火山岩性主要类型的基础上,以哨兵2(Sentinel-2)遥感图像为数据源,结合地质资料和野外核查制作了一个基于深度学习语义分割的长白山火山岩性遥感数据集。该数据集内容包含遥感图像、标签数据、说明文件,岩性类型覆盖玄武质火山岩、粗面质火山岩、碱流质火山岩、火山岩性混合堆积(碎屑堆积、火山泥流堆积、火山空落堆积);共计36张样本图像,单张图像尺寸为395像元×395像元,空间分辨率为10m。利用经典的深度卷积神经网络(deep convolution neural network,DCNN)DeepLab V3+模型对火山岩性数据集进行了测试和验证,实验结果表明本文数据集具有较强的火山岩性描述能力,鲁棒性和泛化性较好,总体准确率均高于88%;特征训练与提取过程中人为干扰较少,自动化水平较高。可为火山岩性智能识别提供数据基础,提高野外火山遥感岩性调查的准确性和效率。 展开更多

关键词 长白山火山 语义分割 岩性数据集 岩性识别 遥感图像

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长白山天池火山天文峰期黄色浮岩成因研究 被引量：2

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作者 潘波 程滔 +1 位作者 徐丹 刘松军 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2067-2080,共14页

长白山天池火口北侧天文峰之上,一套醒目的黄色浮岩引起广泛的关注,其颜色成因问题更是讨论的热点。本文通过野外地质调查、显微形貌和地球化学分析等方法,探索了黄色浮岩的颜色成因问题,并对此次喷发活动(天文峰期喷发)有了更进一步的... 长白山天池火口北侧天文峰之上,一套醒目的黄色浮岩引起广泛的关注,其颜色成因问题更是讨论的热点。本文通过野外地质调查、显微形貌和地球化学分析等方法,探索了黄色浮岩的颜色成因问题,并对此次喷发活动(天文峰期喷发)有了更进一步的认识。黄色浮岩与其下部灰白色浮岩应为同一期喷发所形成,两者成分一致且特征相似。黄色浮岩初始颜色为灰白色,后期受所处环境(降水丰富)与本身气孔特征的影响,浮岩内发生了元素析出和元素沉淀的过程。首先,浮岩内Si与H2O结合形成弱硅酸(H2SiO3),而大气中CO2与H2O结合形成弱碳酸(H2CO3),在弱酸环境下火山玻璃逐渐析出Si、K、Al、Ca和Fe等阳离子,而析出的元素易溶于水的部分被流水带走,难溶于水的Fe与Al富集并粘附在火山玻璃壁上,同时由于Fe可与H2O络合形成黄色的Fe的水合物(Fe2O3·nH2O),而Al与H2O络合形成凝胶状白色水合物(Al2O3·nH2O),两者混合形成了黄色胶状物粘附在火山玻璃壁上,改变了浮岩原本的灰白色,形成了黄色浮岩。因此,天文峰期浮岩的黄色是由于后期风化淋滤作用所造成,属于次生色。本研究提高了对火山喷发堆积物风化淋滤作用过程的认识,也为其他地区相似颜色变化问题的讨论提供了借鉴。 展开更多

关键词 长白山天池火山 天文峰期喷发 风化淋滤 析出与沉淀 铁铝水合物 黄色浮岩

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长白山天池火山晚更新世以来岩浆房系统的压力探讨

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作者 周秉锐潘波颜丽丽徐丹 武成智 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2075-2086,共12页

长白山天池火山是一座大型的复合式活火山,由于其曾剧烈的喷发活动(946~947AD)和2002-2006年的扰动事件而备受瞩目。自晚更新世以来,天池火山有过多次剧烈的爆炸式喷发活动,其岩浆主要为高分异的碱流质与粗面质岩浆,SiO_(2)>65%。地... 长白山天池火山是一座大型的复合式活火山,由于其曾剧烈的喷发活动(946~947AD)和2002-2006年的扰动事件而备受瞩目。自晚更新世以来,天池火山有过多次剧烈的爆炸式喷发活动,其岩浆主要为高分异的碱流质与粗面质岩浆,SiO_(2)>65%。地球物理探测表明天池火山地下在浅部地壳存在岩浆房,但却未能对历史喷发活动的岩浆系统进行约束。本文利用晚更新世以来喷发物的电子探针数据,运用Qz-Ab-Or系统投图、单斜辉石机器学习压力计以及rhyolite-MELTS压力计对各期喷发的岩浆驻存压力条件进行计算,认为天文峰期(TWF)碱流岩压力约246~444MPa、气象站期(QXZ)碱流岩压力约184~344MPa、千年大喷发(ME-I)碱流岩压力约162~314MPa,千年大喷发(ME-II)粗面岩压力约438~540MPa。通过压力与深度换算后发现上述喷发岩浆贮存位置均对应中上地壳深度的岩浆房,并且三期碱流岩压力随喷发时间逐渐降低,暗示天池碱流质岩浆房在万年尺度内逐渐向浅部地壳演化的趋势;而粗面质岩浆可能来自另一个更深的岩浆房。该发现将有助于提高对天池火山岩浆房系统演化的认识,并为火山监测数据解释和灾害预警等工作提供依据。 展开更多

关键词 长白山天池火山 地质压力计 高分异岩浆 岩浆贮存压力 岩浆演化 岩浆房系统

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几种特殊火山碎屑岩的形成机制及研究意义

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作者 魏海泉 陈正全 +1 位作者 刘永顺 白志达 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期297-311,共15页

火山碎屑岩是火山物理学研究的最直接对象,也是鉴别碎屑化过程最重要的研究对象。一些特殊类型的火山碎屑岩及相关岩石往往可以反映出某些特征的火山岩浆作用过程,这正是甄别不同类型火山灾害发生概率的基本依据。火山灾害是与火山和火... 火山碎屑岩是火山物理学研究的最直接对象,也是鉴别碎屑化过程最重要的研究对象。一些特殊类型的火山碎屑岩及相关岩石往往可以反映出某些特征的火山岩浆作用过程,这正是甄别不同类型火山灾害发生概率的基本依据。火山灾害是与火山和火山喷发有关的灾害,它是人类在自然界面临的最重要的灾害类型之一。火山灾害与火山喷发类型直接相关,其中的爆破性火山喷发则可以形成最为致命的强烈火山灾害。爆破性火山喷发的直接产物是形成各式各样的火山碎屑岩,它们代表了喷发过程所带来的不同类型与强度的火山灾害。原生火山碎屑与次生碎屑反映了火山喷发期与喷发间歇期火山表面过程的差异,而岩浆喷发、射汽岩浆喷发和射汽喷发堆积物的鉴定则标志了现代火山学研究的系统性深化,它们是从事火山灾害研究的先导性工作。细粒空降火山灰在水盆地里保存的火山灰纹层因其良好的等时面与环境指示意义而受到人们的重视,与其伴生的岩石则可能需要区分层凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质泥岩等各种不同火山沉积作用类型。熔岩流动碎屑化产生的自碎角砾岩和熔岩流水下淬火形成的碎玻熔岩代表了与熔岩流直接相关的碎屑化,而不是与爆破性火山作用相关的碎屑化。通常把它们划归为原生火山作用碎屑,但其灾害意义却完全不同。不同类型的火山碎屑岩形成于不同的碎屑化机理与成岩方式,其中一些特定的火山碎屑岩更是代表了极为特殊的火山灾害类型与规模。对于隐爆角砾岩,尽管它是一种火山碎屑岩的岩石名称,但其实我们更关心它的资源经济学意义。 展开更多

关键词 特殊类型火山碎屑岩 碎屑化过程 成因分类命名 灾害性分析

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琼北火山监测与活动性研究进展 被引量：1

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作者 郭明瑞 于红梅 +3 位作者 胡久常 王锡娇 郑在壮 王桂丹 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1128-1141,共14页

海南琼北地区是中国第四纪以来火山活动频繁的地区之一,其中马鞍岭-雷虎岭火山群的喷发活动持续至全新世,且距海口市仅15km,属于典型的城市火山。为掌握琼北火山的活动性,预防突发的火山灾害,海南省地震局于2007年组建形成火山监测台网... 海南琼北地区是中国第四纪以来火山活动频繁的地区之一,其中马鞍岭-雷虎岭火山群的喷发活动持续至全新世,且距海口市仅15km,属于典型的城市火山。为掌握琼北火山的活动性,预防突发的火山灾害,海南省地震局于2007年组建形成火山监测台网,至今运行良好并积累了大量观测数据。文中收集整理琼北火山区过去23a(含建台前区域地震台网数据)以来的测震、形变、流体与地磁观测数据,并采用多种方法对数据进行分析研究,发现火山活动与地质构造之间存在紧密联系,并根据琼北火山的喷发特征和活动背景,提出了未来火山监测台网的发展方向。文中对琼北火山进行了系统性的总结与回顾,为琼北火山区的规划建设和灾害预测提供了科学依据,并为后续火山监测的发展提供了技术支撑。 展开更多

关键词 琼北火山区 火山活动性 火山监测 测震台网 灾害预测

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火山碎屑岩的百年研究 被引量：1

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作者 魏海泉 白志达 刘永顺 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1918-1941,共24页

火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同... 火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。 展开更多

关键词 火山碎屑岩 成因类型 相模型 动力学 火山学

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尼加拉瓜三座火山的火山岩岩石学、地球化学和斜长石晶体大小分布特征研究

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作者 于红梅 白翔 +2 位作者 魏海泉 许建东 陈正全 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2177-2196,共20页

中美洲火山弧是洋-陆俯冲带火山作用的典型代表,由科科斯板块向东俯冲到加勒比板块之下而形成。本次对尼加拉瓜境内中美洲火山弧康塞普西(Concepción)火山、马德拉斯(Maderas)火山和马萨亚(Masaya)火山采集的样品进行了岩石学和地... 中美洲火山弧是洋-陆俯冲带火山作用的典型代表,由科科斯板块向东俯冲到加勒比板块之下而形成。本次对尼加拉瓜境内中美洲火山弧康塞普西(Concepción)火山、马德拉斯(Maderas)火山和马萨亚(Masaya)火山采集的样品进行了岩石学和地球化学研究,分析熔岩内部的显微结构,统计熔岩内斜长石斑晶大小分布(CSD)特征,利用温压计估算岩浆房的温压条件,讨论三座火山岩浆演化过程及岩浆活动特征。结果显示三座火山岩样品显示典型的岛弧火山岩特征,岩浆来自受到科科斯板块流体交代的MORB型亏损地幔的部分熔融。康塞普西和马德拉斯火山岩全岩成分相似,范围很大,从玄武质演化到了粗安质,它们的稀土和微量元素标准化曲线相似。两火山熔岩的岩相学特征相近,在基性岩和中性岩中均含有自形的钙长石质斜长石。推测钙长石来自捕获的堆晶辉长岩,钙长石的混入导致统计的斜长石斑晶CSD曲线呈上凹形。计算它们的岩浆平衡温度和压力与岩浆SiO2含量呈负相关,岩浆平衡温度1039~1138℃,平衡压力1.8~9.7kbar,对应岩浆深度6.6~35.4km。马萨亚火山岩样品均为玄武岩,其全岩和斑晶内的FeO含量明显比康塞普西和马德拉斯火山中的FeO含量高,未见钙长石质斜长石,其轻稀土元素含量低,Nb和Ta强烈负异常,87Sr/86Sr比值略高与其他两座火山,岩浆部分熔融程度更高。 展开更多

关键词 显微结构 晶体大小分布 温压计 康塞普西火山 马德拉斯火山 马萨亚火山

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无人机摄影测量技术在单成因火山喷发研究中的应用:以内蒙古达里诺尔鸽子山火山为例 被引量：2

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作者 王丽竹 赵勇伟 李霓 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期739-746,I0002,I0003,共10页

本文利用无人机摄影测量技术,获取内蒙古达里诺尔火山群中鸽子山火山的高分辨率数字高程模型(DEM)数据,在此基础上提取火山形态参数并进行解译,结合野外实地勘察数据反演火山喷发过程。鸽子山DEM模型的形态参数证明,斯通博利式喷发成因... 本文利用无人机摄影测量技术,获取内蒙古达里诺尔火山群中鸽子山火山的高分辨率数字高程模型(DEM)数据,在此基础上提取火山形态参数并进行解译,结合野外实地勘察数据反演火山喷发过程。鸽子山DEM模型的形态参数证明,斯通博利式喷发成因的椭圆形火山锥先于斯通博利-强斯通博利式喷发成因的东侧火山渣丘形成;同一火口的多次爆破式喷发造成的喷发柱倾斜可能是形成鸽子山不对称锥体的主要原因。研究表明,鸽子山先后发生斯通博利式喷发、斯通博利-强斯通博利式喷发和夏威夷式熔岩喷泉喷发,形成火山渣锥与溅落锥。随后发生溢流式喷发,早期溢流式喷发的岩浆质量通量较小,熔岩流从西侧溢出口流出,而晚期喷发的岩浆质量通量较大,熔岩流从北东侧溢出口流出。 展开更多

关键词 无人机摄影测量 数字高程模型(DEM) 火山形态测量 喷发过程 鸽子山火山

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内蒙古锡林郭勒晚新生代熔岩台地^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究 被引量：3

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作者 武颖 赵勇伟 +2 位作者 李霓 常枥文 渠洪杰 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期159-169,共11页

内蒙古锡林郭勒盟达里诺尔与阿巴嘎新生代大规模熔岩溢流火山作用形成数千平方千米的熔岩台地。本文利用^(40)Ar/^(39)Ar年代学测试技术以及ALOS-DEM数据研究熔岩台地时空分布规律。达里诺尔与阿巴嘎火山作用早期都有大规模熔岩溢流形... 内蒙古锡林郭勒盟达里诺尔与阿巴嘎新生代大规模熔岩溢流火山作用形成数千平方千米的熔岩台地。本文利用^(40)Ar/^(39)Ar年代学测试技术以及ALOS-DEM数据研究熔岩台地时空分布规律。达里诺尔与阿巴嘎火山作用早期都有大规模熔岩溢流形成熔岩台地,晚期单成因火山作用形成零散分布的火山渣锥。贝力克牧场平顶山高低两级熔岩台地分别形成于~2.5Ma和~1.1Ma,阿巴嘎火山群熔岩台地形成于约6.2~7.5Ma。本文提出区域剥蚀模型解释在火山群边缘常见的多级熔岩台地的成因。火山作用与当地特殊气候引发的区域剥蚀共同作用造成多级熔岩台地地貌。 展开更多

关键词 晚新生代火山 熔岩台地地貌 区域侵蚀 ^(40)Ar/^(39)Ar测年

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海南峨蔓兵马角海岸火山地质特征与喷发灾害类型 被引量：2

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作者 赵勇伟 李霓 +3 位作者 陈正全 王丽竹 冯晶晶 赵波 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期281-296,共16页

文中以雷琼火山群海南岛儋州地区峨蔓镇的兵马角海岸火山为研究对象,在卫星影像及无人机影像数据解译的基础上,分析了海岸火山锥不同位置典型剖面的火山喷发序列,并利用显微镜及扫描电镜分析碎屑物成因,再现火山喷发物理过程。兵马角剖... 文中以雷琼火山群海南岛儋州地区峨蔓镇的兵马角海岸火山为研究对象,在卫星影像及无人机影像数据解译的基础上,分析了海岸火山锥不同位置典型剖面的火山喷发序列,并利用显微镜及扫描电镜分析碎屑物成因,再现火山喷发物理过程。兵马角剖面存在3类玄武质碎屑。第1类碎屑整体呈绳状、树根状,经历明显的塑性变形,碎屑内部气孔构造极发育,代表纯岩浆爆破喷发成因。第2类碎屑表壳之下呈蜂窝状细密气孔构造,表面龟裂与内部普遍的脆性破裂显示其经受过淬火作用;内部仍保留的气孔构造说明其内部可能没有受到影响,以上证据支持该类碎屑形成于中度的水-岩浆相互作用。第3类碎屑有强烈塑性变形特征,表面出现大量龟裂纹;内部碎裂为大量薄皮碎屑并重新熔结,不规则气孔或空腔占碎屑的绝大部分,说明该类碎屑形成于相对较强的水-岩浆相互作用。兵马角剖面显示,兵马角火山喷发于滨海环境,具有水下火山向陆上火山过渡的特点。火山活动早期发生水下“火喷泉”式喷发,在水下构筑火山碎屑堆积,主要由第3类碎屑构成。碎屑松散无层理,粒度分选不明显,其中出现大量有塑性变形的、气孔构造极其发育的黑色熔岩浆屑。在火山活动的中期,当碎屑堆积物高出水面时,火山作用转变为射汽岩浆喷发,产生具有明显平行层理与交错层理的涌流凝灰岩,以第2类碎屑为主。火山活动晚期以斯通博利型-夏威夷型喷发为主,形成不同熔结程度的黑色、砖红色集块岩,含有大量第1类碎屑。火山喷发最终过渡为熔岩溢流,形成熔岩台地。根据兵马角火山喷发的物理机制,推测未来潜在的滨海火山喷发灾害包括水下“火喷泉”、射汽岩浆喷发成因的涌流、弹道喷射坠落的火山弹、熔岩喷泉以及熔岩流。其中涌流可能贴海平面高速运动,影响火口周边约10km范围的区域,是最有威胁的火山喷发灾害类型。 展开更多

关键词 雷琼火山 水下火山 滨海火山 喷发物理

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西昆仑碰撞后钾质火山岩岩浆作用过程--以普鲁和康西瓦火山群为例

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作者 丁冉 栾鹏 +4 位作者 于红梅 魏费翔 赵波 杨文健 许建东 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期312-335,共24页

西昆仑处于青藏高原西北缘,该地区岩浆活动强烈,形成了多个大小、规模不等的碰撞后钾质火山岩群,但这些钾质火山岩的岩浆作用过程依然不清晰。为了研究西昆仑地区的岩浆作用过程,文中选取了该区域的普鲁和康西瓦火山群作为研究对象,对... 西昆仑处于青藏高原西北缘,该地区岩浆活动强烈,形成了多个大小、规模不等的碰撞后钾质火山岩群,但这些钾质火山岩的岩浆作用过程依然不清晰。为了研究西昆仑地区的岩浆作用过程,文中选取了该区域的普鲁和康西瓦火山群作为研究对象,对其火山岩进行了全岩主量元素含量、斑晶结构和成分分析,以及晶体大小分布(CSD)和岩浆结晶温压条件研究。结果表明,尽管两地的岩浆具有相似的源区,但这2个火山群的岩石类型和矿物组成存在显著差异。普鲁火山岩为一套粗安岩和玄武粗安岩的组合,斑晶由斜长石、橄榄石、单斜辉石和少量斜方辉石构成;康西瓦火山岩主要为响岩质碱玄岩,斑晶矿物为单斜辉石、黑云母和少量橄榄石及斜长石。结合斑晶结构、环带成分和CSD曲线形态分析认为,普鲁火山岩经历了不同演化程度的岩浆混合;而康西瓦火山岩仅发生了岩浆自混,且减压造成了斑晶的大量熔蚀。矿物-熔体平衡温压计计算表明,普鲁火山岩的平衡温度为1036~1218℃,平衡压力为5.1~9.9kbar,对应的深度为19.4~37.3km;康西瓦火山岩的平衡温度为1154~1282℃,平衡压力为1.2~11.6kbar,对应深度为4.3~43.7km。康西瓦地区的平衡压力变化范围较大,可能与所处的断裂带有关。文中定量化研究了西昆仑地区的后碰撞钾质火山岩的岩浆作用过程,补充了以往对该区域火山岩中斑晶CSD的研究,揭示了岩浆在地壳岩浆储库内的运移和演化过程,为青藏高原西北缘及其周边地区的火山活动研究提供了重要信息。 展开更多

关键词 显微结构 晶体大小分布 岩浆混合 普鲁火山群 康西瓦火山群 西昆仑火山区

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内蒙古达里诺尔晚新生代火山裂隙喷发特征

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作者 常枥文 赵勇伟 +1 位作者 李霓 孙金恒 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期876-892,共17页

内蒙古锡林郭勒盟地区分布近万平方千米的熔岩台地,它们是裂隙式火山喷发的产物。这类火山作用在晚新生代以来仍有过强烈活动,未来具有潜在喷发危险性。锡林郭勒盟达里诺尔火山群中的贝力克地区分布了该区域形成时代最晚的熔岩台地。文... 内蒙古锡林郭勒盟地区分布近万平方千米的熔岩台地,它们是裂隙式火山喷发的产物。这类火山作用在晚新生代以来仍有过强烈活动,未来具有潜在喷发危险性。锡林郭勒盟达里诺尔火山群中的贝力克地区分布了该区域形成时代最晚的熔岩台地。文中以贝力克熔岩台地为研究对象,分析其喷发特征,研究熔岩喷发时的温度、黏度和流动速度,以限定其灾害效应。区内火山产物主要由结壳熔岩组成,在接近喷发裂隙地区成群出露高3~8m、长数十米至数百米的低矮山脊,推测该熔岩脊代表近火口熔岩地貌。在距喷发裂隙较远处(>3km),熔岩流整体呈带状分布,熔岩流中部隆起,向两侧边缘呈外倾产状,显示熔岩堤特征。在距喷发裂隙最远的熔岩台地边缘,熔岩表面平坦,常出现大型龟裂状裂理。一些台地边缘剖面显示出层状熔岩相互叠置的特点,说明其流动过程以层流形式进行。这些地质特征均符合溢流玄武岩喷发的特征。全岩地球化学和矿物地球化学研究表明研究区的熔岩属于橄榄拉斑玄武岩和碱性橄榄玄武岩,熔岩中包含橄榄石和单斜辉石(主要为普通辉石)斑晶。利用单斜辉石-熔体地质温压计估算得到贝力克熔岩的喷发温度为1123.2~1173.4℃,利用前人的黏度计算模型得到熔岩喷发时的黏度为30~187Pa·S。在此基础上,文中计算了研究区发生溢流玄武岩喷发时熔岩的流动速度大部分在0.4~1m/s区间内,个别熔岩流速度可达2.5m/s。文中揭示了贝力克地区溢流玄武岩喷发特征,限定了岩浆喷发温度、黏度和速度等物理参数,可为未来火山喷发灾害防御提供基础数据支撑。 展开更多

关键词 火山裂隙 晚新生代火山 达里诺尔 熔岩流动速度

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广西北海涠洲岛火山最后喷发活动时代 被引量：4

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作者 许建东 于红梅 +5 位作者 赵波 李建平 魏费翔 周斌 潘波 黄国华 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2111-2115,共5页

广西北海涠洲岛是我国最大的第四纪火山岩海岛。近些年来随着我国核电事业的不断发展,涠洲岛火山最后喷发时代和对区域核电厂址的潜在火山灾害,受到了国内外地学界和核电工业界的广泛关注。我们通过对涠洲岛南部地区射汽岩浆喷发的基浪... 广西北海涠洲岛是我国最大的第四纪火山岩海岛。近些年来随着我国核电事业的不断发展,涠洲岛火山最后喷发时代和对区域核电厂址的潜在火山灾害,受到了国内外地学界和核电工业界的广泛关注。我们通过对涠洲岛南部地区射汽岩浆喷发的基浪堆积物的野外地质地貌考察,研究了火山喷发物的岩性特征、沉积结构和堆积规模。同时,对系统采集于不同堆积部位的喷发物样品和上覆的黄土样品进行了电子自旋共振(ESR)年代测试分析,结合前人光释光(OSL)测年结果,得出涠洲岛火山最后一次喷发的时间为晚更新世晚期至全新世早期,距今约13~33ka。 展开更多

关键词 涠洲岛火山 基浪堆积 ESR测年

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华北克拉通中东部新太古代晚期变质火山岩及动力学体制 被引量：7

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作者 刘树文 包涵 +8 位作者 高磊 孙国正 王伟 郭荣荣 郭博然 付敬浩 胡雅璐 白翔 胡方泱 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期113-128,共16页

热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期(约26~25亿年)变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。... 热状态和壳幔岩浆作用是理解早期地壳形成演化动力学机制的关键。华北克拉通是世界范围内为数不多的保存有大量新太古代晚期(约26~25亿年)变质火山岩记录的克拉通之一,对揭示全球新太古代晚期壳-幔动力学演化过程具有重要的指示意义。在我们研究组近期关于华北克拉通中东部中新太古代热状态和地壳厚度研究基础上,本文收集并整理了726个华北克拉通中东部(包括中部带)新太古代晚期变质火山岩样品的有效地球化学资料。按照现代通用岩石地球化学标准来分类,这些样品主要包括超铁镁质岩石(其中含苦橄岩、苦橄质玄武岩和科马提岩,~7%)、稀土未分异型玄武岩(~14%)、稀土分异型玄武岩(~27%)、玻安岩(~4%)、高镁安山岩(~12%)、低镁安山岩(~26%)和英安岩-流纹岩(~10%)。然而不同区块之间火山岩岩石组合及其量比存在较大差异,其中吉林南部和赞皇等地区以大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩为主,含有少量的长英质火山岩;胶东、登封和阜新等地区以稀土未分异和稀土分异型玄武岩占有绝对优势,存在少量安山岩和长英质火山岩;冀北、冀东北部、冀东南部(迁安-滦县)、五台-云中山、辽北、辽南和鲁西等地区岩石组合比较复杂,最突出的特点是出现不同比例的玻安岩,组合有稀土未分异和大量稀土分异型玄武岩、高镁和低镁安山岩,出现少量超铁镁质岩石和长英质火山岩。岩石成因研究揭示稀土未分异型和分异型玄武岩、高镁安山岩和玻安岩主要形成于俯冲板片流体、熔体和沉积物熔体交代地幔的部分熔融,而低镁安山岩、英安岩和其它长英质火山岩则大都经历了上述俯冲相关初始岩浆的结晶分异或地壳物质熔融和地壳混染等过程。新太古代晚期胶东地区表现为相对较薄的地壳厚度和较高的地热梯度(18℃/km),而冀东地区表现为厚的地壳厚度和低的地热梯度(最低8.7℃/km),满足现代俯冲地热梯度需求,其它区域的地温梯度介于热俯冲和现代冷俯冲之间。综合以上资料,我们认为新太古代晚期板块构造体制已经是最主要的壳-幔动力学体制,地幔柱构造体制和板块构造-地幔柱联合作用体制可能仍然在局部地区存在,但其作用范围和强度已经明显减小。因此,随着地幔温度的下降,中太古代到新太古代晚期地幔柱和板片俯冲的转化可能是相互关联、此消彼长的动力学过程,而不是一个突变过程。 展开更多

关键词 新太古代晚期 变质火山岩及其成因 地壳热状态 动力学体制 华北克拉通中东部

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汤加王国洪加火山的前世今生

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作者 魏海泉 陈正全 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1942-1954,共13页

洪加(Hunga)火山位于新西兰—克马德克—斐济俯冲带,该火山于2021年末又开始活动,并在2022年1月14、15日发生了千年一遇的世纪大喷发。喷发柱穿进平流层,形成了一个最高30 km、最宽800 km的蘑菇云,后期的气体火山灰云团几乎环绕南半球... 洪加(Hunga)火山位于新西兰—克马德克—斐济俯冲带,该火山于2021年末又开始活动,并在2022年1月14、15日发生了千年一遇的世纪大喷发。喷发柱穿进平流层,形成了一个最高30 km、最宽800 km的蘑菇云,后期的气体火山灰云团几乎环绕南半球一周。喷发所引起的海啸在太平洋沿岸多地造成了灾害。根据现有的资料分析,洪加火山岩浆成分以安山岩为主,岩浆可能是沿着破火山口边缘由富气岩浆团块的“渗漏”驱动喷发的。这次洪加火山大喷发的一个最重要特征是喷发时产生了极为强烈的大气冲击波,这代表了岩浆内火山气体的极大富集。正是这种“超级富气岩浆”的喷发在喷火口位置形成了远超0.1 MPa(1标准大气压)的出口压强,引发了向全球辐射的冲击波和数千千米以外都能听到的喷发声响。本次火山喷发引发海啸的机制,其一是爆炸冲击波,向外扩张的冲击波推动了海面表层海水的向外扩张;其二是苏特塞式(Surtseyan)喷发本身就有向外排走海水的能力。未来洪加火山喷发形式,很可能是沿着破火山口周边断裂或靠近破火山口中央谷地的熔岩穹丘或熔岩流。苏特塞式喷发会比较常见,但喷发规模不会太大。 展开更多

关键词 海底火山 苏特塞式喷发 破火山口 富气岩浆 未来喷发

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广东硇洲岛火山碎屑成因与水下火山喷发机制 被引量：5

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作者 王丽竹 赵勇伟 +1 位作者 李霓 陈正全 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期907-920,共14页

水下火山喷发作用机制不同于陆地环境喷发,随着水参与程度的变化,喷发机制趋向复杂。本文以雷琼火山群的湛江硇洲岛作为研究对象,聚焦浅海火山产物的判断依据和水下火山喷发机制。硇洲岛是我国最大的第四纪火山岛,其上的那晏湾剖面保留... 水下火山喷发作用机制不同于陆地环境喷发,随着水参与程度的变化,喷发机制趋向复杂。本文以雷琼火山群的湛江硇洲岛作为研究对象,聚焦浅海火山产物的判断依据和水下火山喷发机制。硇洲岛是我国最大的第四纪火山岛,其上的那晏湾剖面保留了完整的火山喷发堆积序列。在那晏湾剖面的凝灰岩中,主要有三类火山成因的大粒径原生碎屑(2-5mm):塑变熔岩碎屑、碎玄玻璃及玄武玻璃,推断为不同程度水-岩浆相互作用的产物,根据水的参与程度大致排序为:碎玄玻璃>玄武玻璃>塑变熔岩碎屑。通过对硇洲岛水-火山作用机制研究,发现水-岩浆混合质量比(Mwater/Mmelt)是控制爆炸强度和火山碎屑粒度的关键因素。火山喷发序列分析表明,硇洲岛的喷发过程总体可分为三期,早期是冰岛苏特塞式喷发的浅水环境蒸汽爆炸与“火喷泉”喷发;中期过渡转为“火喷泉”喷发,伴随陆上的射汽岩浆喷发;最终以岩浆溢流式喷发结束。 展开更多

关键词 浅海火山喷发 水下喷发 火山碎屑 雷琼火山群 湛江硇洲岛

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琼北晚第四纪火山锥体形貌与喷发机制 被引量：2

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作者 冯晶晶 赵勇伟 +5 位作者 李霓 陈正全 王丽竹 刘永顺 聂保锋 张学斌 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1107-1127,共21页

文中以琼北峨蔓、海口等地200ka以来喷发形成的38座火山为研究对象,基于Google Earth高分辨率遥感卫星影像及ALSO(12.5m)数字高程模型(DEM)数据,并基于无人机倾斜摄影测量生成的高精度、高分辨率数字正射像图(DOM)和数字高程模型(DEM)数... 文中以琼北峨蔓、海口等地200ka以来喷发形成的38座火山为研究对象,基于Google Earth高分辨率遥感卫星影像及ALSO(12.5m)数字高程模型(DEM)数据,并基于无人机倾斜摄影测量生成的高精度、高分辨率数字正射像图(DOM)和数字高程模型(DEM)数据,详细测量了锥体形态,对其形态进行定性和定量研究。文中提出了一种新的方法:“Sco^(h)(火山锥水平截面积)-H^(h)(锥体山顶至截面垂直距离)法”,可精确分析琼北锥体形态上的差异。研究表明,在Sco^(h)-H^(h)投图中,根据曲线的不同,火山锥体总体可分为3类:1)曲线坡度较小,Average(H^(h)/Sco^(h))^(h>3m)=0~0.6,区内约有22%的锥体属于该类型;2)曲线坡度较陡,Average(H^(h)/Sco^(h))^(h>3m)=1.0~6.0,区内约有65%的锥体属于该类型;3)曲线坡度最陡,Average(H^(h)/Sco^(h))^(h>3m)=4.0~12.0,区内约有13%的锥体属于该类型。野外地质调查证实,第1类火山锥以罗经盘为代表,由火山砾、火山灰、围岩碎屑构成,具有平行层理,属于凝灰岩环(tuff ring)型锥体,为射汽岩浆喷发(phreatomagmatic erutpion)成因。第2类火山锥以马鞍岭为代表,由火山弹、熔岩饼等岩浆爆破成因的火山碎屑组成,属斯通博利型(Strombolian)-夏威夷型(Hawaii)火山喷发成因。第3类火山锥以笔架岭火山为代表,多由直径>30cm的熔岩块构成,推测为侵出成因(extrusion)。研究表明,不同喷发类型形成的火山锥具有不同的形态特征,这些形态差异可以准确地反映在Sco^(h)-H^(h)曲线中。因此,利用该方法基于火山锥高精度DEM数据可能能够限定火山喷发的类型,这对于高效统计确定大型火山群的喷发类型、评估火山喷发灾害类型和灾害预期提供了一个新的研究思路。 展开更多

关键词 数字高程模型 火山锥体 喷发机制 晚第四纪 琼北

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一种特殊的火山作用形式——射汽岩浆喷发作用 被引量：1

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作者 张雯倩 李霓 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期105-122,共18页

高温岩浆在上升过程中遇到地下水或地表水发生水岩相互作用,产生大量水蒸汽导致的爆炸式喷发作用,可称为射汽岩浆喷发作用,是一种较为特殊的火山活动,主要产物为低平火山口和基浪堆积物。国内外许多火山学家对射汽岩浆喷发作用的喷发过... 高温岩浆在上升过程中遇到地下水或地表水发生水岩相互作用,产生大量水蒸汽导致的爆炸式喷发作用,可称为射汽岩浆喷发作用,是一种较为特殊的火山活动,主要产物为低平火山口和基浪堆积物。国内外许多火山学家对射汽岩浆喷发作用的喷发过程和产物开展了岩相学、沉积学、火山物理学和地球化学综合研究,通过实验、计算机模拟等方法探究了射汽岩浆喷发过程的影响因素。文中介绍了国内外研究人员的相关研究成果,以便更好地了解射汽岩浆喷发这种特殊的火山作用形式,以期能将其应用于现代火山灾害预防和监测工作中,保护人们的生命和财产安全。 展开更多

关键词 射汽岩浆喷发作用 玛珥式火山 基浪堆积物

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广西涠洲岛晚新生代玄武岩地幔源区及岩浆成因 被引量：8

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作者 杨文健 于红梅 +2 位作者 赵波 陈正全 白翔 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2092-2110,共19页

涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区... 涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区特征和岩浆成因。涠洲岛玄武岩主要为碱性玄武岩,在岩浆上升过程,几乎未受到地壳物质的混染,经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损,轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=14.42~28.64),Nb、Ta明显正异常,显示出与洋岛玄武岩(OIB)相似的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征。Sr-Nd-Pb同位素比值变化较均一,且呈现出亏损地幔端元(DM)与富集地幔端元(EM2)的二元混合趋势。其中,EM2端元可能源于海南地幔柱。Sr/Sr^*(1.21~2.36)和Eu/Eu^*(1.01~1.11)正异常,指示源区存在再循环辉长岩洋壳组分。结合已有的地震层析成像结果和岩石地球化学数据,得出南海及周缘地区的晚新生代玄武岩的形成受控于海南地幔柱。伴随着海南地幔柱的上升,再循环的辉长岩洋壳经部分熔融与地幔橄榄岩反应生成石榴石辉石岩(贫硅辉石岩),石榴石辉石岩和未反应的地幔橄榄岩混合部分熔融形成涠洲岛玄武岩。 展开更多

关键词 晚新生代玄武岩 地幔源区 岩浆成因 海南地幔柱 涠洲岛

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