汤加-克马德克俯冲带的地质构造与地震火山特征

2022年1月15日西南太平洋的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生了爆炸式的剧烈喷发,吸引了全球的关注。洪阿哈阿帕伊岛海底火山位于汤加-克马德克俯冲带,综合前期研究结果,对汤加-克马德克俯冲带的地质构造特征、地震和火山分布进行初步分析,发现：（1）从汤加-克马德克俯冲带弧前向海方向直到俯冲的太平洋板块,构造上主要表现为大规模正断层。（2）路易斯维尔海山链的俯冲将汤加-克马德克俯冲带分为北部的汤加俯冲带和南部的克马德克俯冲带,沿汤加俯冲带板块汇聚率为67～84 mm/a,沿克马德克俯冲带板块汇聚率为41～58 mm/a,板块俯冲速度的差异造成汤加俯冲带和克马德克俯冲带目前俯冲深度的不同。（3）在路易斯维尔海山链以北,太平洋板块上覆沉积物厚度不足0.4 km,而在南侧达到1 km左右,由于俯冲板块上覆沉积物厚度的差异而造成北部的汤加俯冲带和南部的克马德克俯冲带孕育地震能力的差异。这些认识对研究该俯冲带的火山喷发机制、大地震成因机理及其灾害风险具有重要意义。     

火山成因的海啸触发机制分析

2022年汤加火山爆发,引发了全球范围内的海啸,使火山海啸这一非典型性海啸受到学界的广泛关注。整理了全球历史火山海啸事件相关数据,分析了火山地震、火山结构失稳、水下爆炸、火山碎屑流、气压波这5种触发海啸的机制,介绍了2022年汤加火山海啸事件触发机制。指出未来火山海啸的研究方向为：从地质构造角度分析潜在海啸灾害的时空分布规律;以气象海啸和水下爆炸为重点,发展完善火山海啸各机制及传播理论;从技术角度解决火山海啸的相关预警问题。     

汤加火山的地震学研究

俯冲带的地震监测仍然是一个挑战,特别是对于人口稠密地区。2022年1月汤加的洪阿汤加—洪阿哈阿帕伊火山的喷发以及引发的地震凸显了这一需求的急迫性。综合汤加地震学观测,推测汤加部分火山近期仍有小规模喷发风险。选取2009—2010年覆盖汤加的海底地震仪台阵数据,应用机器学习算法进行数据处理,得到汤加火山岛链附近高分辨率的地震目录。     

汤加发生30年来全球强度最大的火山喷发

近日,南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生喷发.数据显示,这是全球自1991年菲律宾皮纳图博火山喷发以来强度最大的一次火山喷发.     

1525-2000年强火山喷发与ENSO事件的关系

根据美国Smithsonian研究院的全球火山计划发布火山喷发年表,筛选出1525-2000年强火山喷发(火山喷发指数IVE≥4),并分为强火山喷发(IVE=4)和极强火山喷发(IVE≥5);利用Gergis重建了1525-2000年ENSO 年表,得到不同类型的ENSO 事件,分别对强火山喷发和ENSO 事件进行10a累计统计.对1525-2000年强火山喷发次数和ENSO事件次数进行匹配.结果表明:1525-2000年,强火山喷发出现195次,其中IVE=4的强火山喷发153次,极强火山喷发42次;ENSO 事件出现399次,包括188次厄尔尼诺事件和211次拉尼娜事件.强火山喷发后的ENSO 事件次数明显多于出现前2a内无强火山喷发的ENSO 事件次数,且强火山喷发后的ENSO 事件中厄尔尼诺、拉尼娜次数相当,而出现前2a内无强火山喷发的ENSO 事件中拉尼娜事件明显多于厄尔尼诺事件.强火山喷发后的厄尔尼诺事件出现137次,拉尼娜出现136次,两者出现次数持平.不同强度的火山喷发后,厄尔尼诺事件与拉尼娜事件出现概率基本相等.      

古龙断陷营城组一段火山岩特征与火山喷发模式

 利用钻、测井及地震等资料和技术,对松辽盆地古龙断陷营城组一段火山岩特征及火山喷发模式进行研究。结果表明,研究区发现有火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩4类火山岩石类型,主要发育爆发相、喷溢相和火山沉积相3种火山岩相。平面上,爆发相火山岩主要发育在研究区北部,沿各级控陷断裂呈串珠状分布;喷溢相火山岩沿断裂向构造低部位运移,在研究区大部分地区都有分布;火山沉积相主要分布在断陷的构造低部位。根据研究结果建立了研究区火山岩沿各级控陷断裂喷发的裂隙-中心式喷发模式。     

太平洋火山特征与深部成因机制

太平洋板块边界和内部均发育大量火山,是研究地球火山的天然实验场。综述了太平洋火山特征与深部成因机制,表明研究人员对地球不同环境下的火山（包括大洋中脊、俯冲带岛弧、板内地幔柱等）进行了系统性研究,分别构建了减压熔融、俯冲板片脱水与富水地幔楔熔融、地幔柱高温熔融的经典模式。但目前学界对于板内非地幔柱型火山的深部岩浆起源以及浅部喷发通道等重要科学问题仍缺乏清晰的认识。未来需要采用创新观测手段,开展多学科交叉研究以取得突破。