地球科学动态监测快报

2022年第15期

英国研究人员揭示超级火山喷发机理

2022年8月3日,《自然》(Nature)发表题为《岩体生长、岩浆库形成和超级喷发的时间尺度》(Timescales for pluton growth, magma-chamber formation and super-eruptions)的文章,该文指出,在地壳深处聚集的数百万年间形成的大量岩浆迅速移动至地表后,会破坏原先存在的岩石,从而引发火山超级喷发。

硅质岩浆的生成会导致花岗岩体侵位、巨大的爆发性火山喷发以及大陆地壳和弧壳的物理化学分带。虽然硅质岩浆在中地壳和深地壳的生成时间延长,但岩浆向上地壳迁移后再发生喷发是幕式且快速的。因此,来自英国布里斯托大学的研究人员研究了来自安第斯山脉中部4个地点的中新世火成岩的继承锆石和透长石的年龄,结果表明:从岩体侵位开始到超级火山爆发,时间间隔约为4.6百万年,具有1 百万年周期。继承锆石和透长石晶体在与熔灰岩岩浆结合前,是保存在温度小于470°C的岩体当中。而观测结果可以用中地壳热区的硅熔体偏析来解释,熔体在该区顶部的不稳定层呈幕式上升,且在时间尺度受上地壳流变性特征的控制。在不断“生长”的岩体热潜伏后,上地壳中大型的岩浆库可以在几千年或更短的时间内通过来自热区熔融层的岩脉搬运而形成。而早期深成岩的不稳定和破裂发生在超级火山爆发之前或期间的几十年或更短的时间内。

研究人员表示,通过研究与熔融岩一起喷发的微小晶体的年龄和特征,可以揭示这种喷发是如何发生的,既有助于了解发生超级喷发时所处的地质环境,也有助于确定有可能在未来发生超级喷发的火山。

(王晓晨 编译)