东北龙岗火山区孤山屯泥炭中显微火山灰的发现及其意义.pdf

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1、第34卷第3期地震地质Vo1．34．No．32012年9月SEISMOLOGYANDGEOLOGYSept．，2012doi：10．3969／j．issn．0253-4967．2012．03．012东北龙岗火山区孤山屯泥炭中显微火山灰的发现及其意义赵宏丽刘嘉麒1)中国科学院地球环境研究所，西安7100752)中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029摘要孤山屯位于东北龙岗火山区，距离长白山天池火山200km，在沉积物深度40—43cm处发现少量火山灰颗粒，其形态不规则，呈多气泡状、薄板状、尖角状结构，属原生火山灰。电子探针分析结果显示其属于碱流质火

2、山喷发，而不同于龙岗地区第四纪火山活动的特征。通过AMS’4c年龄所建立的年龄模式推断孤山屯沉积物深度40—43cm(即发现火山灰的层位)处的年龄应为260—420calaBP，这与史料记载的天池火山公元1702年、1668年和1597年的喷发年龄较接近，而且公元1702年、1668年和1597年主要为碱流质岩浆喷发，与孤山屯沉积物中发现的火山灰的地球化学特征也相吻合，进一步证明孤山屯沉积物深度40—43cm处的少量火山灰应来源于天池火山千年大喷发后的公元1702年、1668年和1597年喷发。关于天池火山公元1702年、1668年和1597年喷发的记录

3、比较少，这3次小规模的喷发发生于天池火山千年大喷发之后，且其喷发物的特征与天池火山千年大喷发的特征比较接近，却亦有不同之处。因此，在对沉积物中火山灰的探寻研究工作中，若发现了来自公元1702年、1668年或1597年的火山灰颗粒，可对其下部地层做更为细致的分样以及火山灰提取工作，这对未来在研究区域寻找长白山天池火山千年大喷发的记录有很大的帮助。如果天池火山大喷发的喷发物在龙岗火山区更多的沉积物中发现，便可在该地区建立非常稳固的火山灰年代地层学框架，为地层对比和追踪火山演化历史提供时间依据，最重要的是多种测年方法的应用可为记录气候环境提供准确的高分辨率时间

4、标尺，而这对于过去全球变化研究亦非常重要。关键词孤山屯显微火山灰电子探针分析火山灰年代学中图分类号：P317．3文献标识码：A文章编号：0253—4967(2012)O3—0516—15O引言火山灰的研究作为探讨古气候和古环境的一种手段，近10年来引起了国内外学者的广泛关注(Marfileta1．，1998；Kramereta1．，2001；Grevenitzeta1．，2003；Hintseta1．，2006；Huff，2008；Sueta1．，2008)。气候学和古环境学的研究表明，火山喷发可以导致某一区域内短期的气候变化或者对冰期产生强烈影响(Ba

5、illieeta1．，1988)。同时，火山灰层的成因机制决定了其空间分布的等时性和广泛性。因此，火山灰的地层学特征和精确定年，具有重要的地层对比意义(钟蓉等，1996；孙善平等，2004；Desmareseta1．，2007)。[收稿日期]2012—03—29收稿，2012—06—25改回。[基金项目]国家自然科学基金(41202260)资助。3期赵宏丽等：东北龙岗火山区孤山屯泥炭中显微火山灰的发现及其意义517火山爆发时喷射到大气中的所有固体物质被称为火山碎屑物。在爆发性的火山活动中，固体石块和熔浆被分解成细微的粒子(直径<2mm)而形成火山灰。粒径

6、>2mm的火山碎屑物会在火山爆发后的几分钟至几天内沉降下来，而粒径<2ram的火山灰一般可在空中漂浮数月甚至数年，但火山灰的沉积过程在地质时间尺度上仍然是瞬时的。同时，在风力和风向以及火山喷发规模、火山灰类型等因素的控制下，火山灰可以大范围扩散并沉降在冰川、海洋、湖泊、黄土之上。例如，1259年墨西哥E1Chiehon火山喷发的火山灰飘落到格陵兰岛和北极的冰盖之上(Palaiseta1．，1992)；1815年印度尼西亚的Tambora火山灰在平流层里漂浮了数年(Sigurdssoneta1．，1983；Stotherseta1．，1984；Daieta

7、1．，1991)；长白山天池火山千年大喷发的火山灰在日本岛已有发现(Machidaeta1．，1990)；1991年Pinatubo火山喷发的火山灰环绕了地球数圈(Stenchikoveta1．，1998；Kirchnereta1．，1999)。火山灰沉降过程的瞬时性(地质时间尺度)和空问范围的区域性乃至全球性，使得同一次火山爆发所产生的火山灰在其覆盖的整个地理区域之内可形成一个空间上的等时标志层(面)，从而为该区域内不同环境中地层序列的定年及对比提供统一的时间标尺。尤其是可作为难以定年地区的地层序列确定及对比的时间标志层(Ruddimaneta1．，1

8、972；Westgateeta1．，1981；Bjorcketa1．，1992；