吉林龙岗四海火山碎屑物粒度分析与地质意义.pdf

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1、第31卷第1期地震地质VO1．31．No．12009年3月Mar．．2009SEISMOLOGYANDGE0L0GYdoi：10．3969／j．issn．0253—4967．2009．01．010吉林龙岗四海火山碎屑物粒度分析与地质意义刘强’魏海泉许建东栾鹏孙春强潘波赵波于红梅1)中国地震局地质研究所，北京1000292)中国地震局，北京100036摘要四海火山灰是龙岗火山群中的一次火山爆发形成的，这次火山爆发形成的玄武质空降堆积物分别组成金龙顶子火山渣锥和位于金龙顶子火山锥以东的、分布于辉南县红旗林场和靖宇县四海

2、林场一带的低缓开阔的火山碎屑席。通过投点得知金龙顶子火山喷发类型为次布里尼式(Sub—Plinian)喷发，反映金龙顶子火山爆发强度很大。四海火山灰空降碎屑物7个样品的粒度累计频率曲线投点分布范围、集中区域均有较好的一一致性，累计频率曲线表明碎屑物在空中搬运与沉降时都经过了类似的重力分选作用。近火口缘样品粗粒碎屑含量较高，随着与火口缘距离的增加，粗粒部分含量明显降低，细粒碎屑含量增加趋势明显。龙岗火山区内其它岩渣锥火山碎屑物粒度分布范围明显宽于四海火山灰粒度分布范围，累积频率曲线斜率较为一致。虽然样品距火山口距离均

3、较近，但也出现了细粒富集程度变缓的现象，反映了龙岗火山区其它火山锥喷发强度明显小于四海火山。对比长白山天池火山碎屑物粒度分布特征发现，天池火山空降堆积物粒度分布斜率变化比较均匀，四海火山灰斜率有明显变化；四海火山灰最大粒度小于长白山天池火山空降堆积物，但是粗粒度碎屑物含量较高。细粒度碎屑物部分累计频率曲线上升趋势较缓，说明金龙顶子火山的喷发爆破性小于天池火山。关键词四海火山灰粒度特征次布里尼式喷发中图分类号：P317．3文献标识码：A文章编号：0253—4967(2009)0l一0112—100引言文中四海火山灰指

4、的是由位于龙岗火山区内的金龙顶子火山爆发时喷出的玄武质火山渣组成的玄武质火山碎屑席。金龙顶子火山爆发所形成的玄武质空降堆积物分别组成金龙顶子火山渣锥和位于金龙顶子火山锥以东的、分布于辉南县红旗林场和靖宇县四海林场一带的低缓开阔的火山碎屑席，也被称作金龙顶子火山碎屑席或四海火山碎屑席(刘祥等，1997)。龙岗火山区新生代火山作用的研究历史由来已久。小仓勉(1935)提出在龙岗火山区存在着低平火山口。吉林省地质矿产局在1／20万区调工作中对区内广为发育的一百多座火山的分布、分期做了普查。刘祥等(1997)把四海火山渣层

5、的喷发来源定为金龙顶子火山，估计的喷[收稿日期]2008—03—20收稿，2008—10—11改回。[基金项目]地震行业科研专项“中国主要活动火山喷发序列研究与灾害预测”(20070827)资助。①吉林省地质矿产局，1979，靖字县幅1／20万区域地质调查报告。1期刘强等：吉林龙岗四海火山碎屑物粒度分析与地质意义1l3发碎屑物体积为0．024km，次布里尼式喷发柱高度在7～8km之间。但李智等(2006)工作中利用厚度对数与面积平方根方法估算的金龙顶子火山四海火山灰的喷发物体积为0．1km，并由此模拟了喷发柱伞状云

6、的高度约为14km，最大火山碎屑物扩散范围为23km，最大空降物厚度可达6m。魏海泉等(1999，2000)对龙岗火山区内单成因火山作用特征与低平火山口发育特征做了较为详细的表述。白志达等(2006)详细研究了龙岗火山区内第四纪爆破性火山作用类型与喷发期次，把区内火山作用分为4个旋回的9个期次。并且分出了岩浆喷发、射气岩浆喷发和射气喷发等3种爆破性火山喷发类型。徐德兵等(2005)则对龙岗火山群射气岩浆喷发物的堆积序列与沉积构造开展了详细的研究，并给出了低平火山口建造序列的相模型。由此可见，在对金龙顶子火山爆破性火

7、山作用和四海火山灰动力学参数研究中不同作者尚存在分歧。国内不少学者(刘若新等，1998)在天池火山研究中应用了碎屑物粒度分析方法，取得了很好的成果。在龙岗火山研究中少有人用碎屑物粒度分析方法，张秉良等(2005)用分形理论分析了吉林龙岗火山碎屑物粒度的分形结构特征，但与本文的研究不同。本文将以最近野外调查与室内研究工作取得的最新资料为基础，详细讨论四海火山灰的粒度特征和地质意义。1四海火山灰概况四海火山灰主要分布于红旗林场一犁树村一程家店一四海林场一四海村一徐家店一带近椭圆形范围内，岩性特征为灰黑色玄武质火山渣，局

8、部可见火山弹、熔岩饼。近源相堆积物中含有较多的橄榄石、歪长石、辉石巨晶和二辉橄榄岩包体的碎屑，另外也有花岗片麻岩碎块及已发生部分熔融的花岗片麻岩碎屑。近火山口部位碎屑物常含比重相对较大的碎屑，发育多个递变层理。下伏地层古风化壳顶部的黄色黏土层普遍存在厚约2～3cm的烘烤层，由火山渣底部所含炭化木测得c年龄为(1580±70)aBP(刘祥等，1997)。喷发期