長白山天池火山千年大噴發火山碎屑流堆積相特征

作者：衣健,王璞珺,單玄龍,CARNIEL Roberto,武成智,王寒非,孫松,郭劍南

摘要：發生于公元946年的長白山天池火山千年大噴發(Millennium Eruption,ME)形成的火山碎屑堆積物體積高達100~172km3,并可分為大規模的ME-Ⅰ和小規模的ME-Ⅱ兩個噴發階段。通過對圍繞長白山天池火山53個典型露頭剖面進行火山地質測量(單元構成、垂向堆積序列和堆積特征),結合篩析法粒度分析、偏光顯微鏡成分分析,刻畫了長白山千年大噴發火山碎屑流堆積物特征,探討了相和亞相劃分,并建立了火山碎屑流搬運和堆積模式。根據火山碎屑的堆積特征,將長白山千年大噴發火山碎屑流堆積分為峽谷充填火山碎屑流相(包括塊狀峽谷充填亞相和層狀峽谷充填亞相)和火山碎屑流沖擊扇相(包括扇頭亞相和扇體亞相)等兩相四亞相。峽谷充填火山碎屑流相主要發育在天池火山錐體周緣距離噴發中心8~23km左右范圍內(坡度在15°~60°之間)的火山U型谷中;火山碎屑流沖積扇相主要發育在距離噴發中心23~45km左右范圍內,地形相對平緩的熔巖臺地處(坡度在5°~15°之間),火山碎屑流的搬運不受地形限制,一般形成較大縱橫比扇狀堆積。塊狀峽谷充填亞相和扇體亞相以塊狀混雜堆積為主要特征,而層狀峽谷充填亞相和扇頭亞相則以多火山碎屑流單元垂向疊加為主要特征。多單元疊加現象是由搬運過程中火山碎屑流單元發生分離增生作用形成。根據火山碎屑流的最大分布范圍和厚度,如果再次發生與長白山千年大噴發類似規模的普林尼式噴發,至少距長白山天池火山噴發中心45km范圍內具有巨大的火山碎屑流災害風險。該研究有利于進一步深入認識長白山千年大噴發火山碎屑流堆積物的空間分布特征和相變規律,對火山碎屑噴發災害的預防具有指導作用。

發文機構：吉林大學 吉林大學地球科學學院 Dipartimento Politecnico di Ingegneriae Architettura 長白山天池火山監測站 Department of Geological Sciences

關鍵詞：長白山天池火山千年大噴發火山碎屑流堆積相模式火山災害Changbaishan Tianchi volcanoMillennium EruptionPyroclastic density currentsFacies variationFuture volcanic disaster

分類號： P317[天文地球—固體地球物理學]