716 刘嘉麒等:长白山火山研究进展 天池火山历史喷发碎屑岩 天池气象站碱流岩 白头山Ⅲ粗面岩/碱流岩 白头山Ⅱ粗面岩/老虎润玄武岩 白头山粗面岩 老房子小山玄武岩 粗安岩 望天鹅Ma 碱性流纹岩 炮台山玄武粗安岩 粗面岩和碱流岩 红头山粗面岩 望天鹅锥体多晶玄武岩 炮台山玄武岩 十九道沟玄武岩 普天统玄武岩 双山玄武岩 4基底 沿江村玄武岩 4136 43 图7望天鹅、天池、炮台山3个喷发中心层序柱状图 (据樊祺诚等,2007;陈晓雨等,2008; Wei et modified from Fan Qicheng et aL., 2007; Chen Xiaoyu et al., 2008: Wei et al., 2013 and this study 境内炮台山等火山区。而在此阶段(2~3Ma)形成火山气体(例如,CO2、SO2、H2S、HC1、HF等)及气溶 了望天鹅火山的中酸性岩。更新世(~2Ma)开始胶与地质历史时期的区域乃至全球尺度上的气候 望天鹅火山区火山活动结束,而炮台山火山短期内与环境变化密切相关( Robock,2000)。尽管休眠火 喷发形成了玄武岩-粗面岩-碱流岩,与此同时天池山的温室气体释放强度低于喷发期,但休眠期的持 进入到白山期玄武岩造盾阶段,并同时形成了小白续时间长、温泉和土壤微渗漏气体的释放面积大 山粗安和粗面岩。中更新世(1Ma)开始炮台山火导致休眠火山区释放的火山气体(主要是CO2)总 山活动结束,长白山进入天池火山独立活动演化时量同样不容忽视,甚至高于火山喷发期的气体释放 期从粗面岩和碱流岩造锥到近代喷发的火山碎屑规模( Sigurdsson,2000; Schmincke,2004; Werner et 岩。但此阶段内玄武质岩浆活动继续进行,形成长al.,2008)。 白山火山区广泛分布的玄武质小火山渣锥。因此 长白山火山是一座具有潜在喷发危险的火山 从长白山火山的喷发物时空分布规律和地貌格局在地质历史时期发生了多次大规模火山喷发(刘嘉 可以看出,3个主要喷发中心北-西-东三足鼎立的地麒,1987,1988)。地球物理研究揭示了目前长白山 质和地貌格局代表了其基本的喷发序列的特点。 火山下方残留的高温岩浆房( Zhang et al.,2002; 5长白山火山气体及其环境效应 Zhao et al.,2009),并且火山区内的水热活动和土壤 微渗漏仍然很强烈( Zhang et a.,2015)。因此,不论 火山气体是火山活动的产物之一,在全球气候处于喷发期还是休眠期,长白山火山释放的火山气 与环境变化研究中发挥着重要的作用( Fischer et体(包括温室气体)对地质历史时期与当今全球气 l,2007)。研究表明,大规模火山喷发产生的巨量候环境变化均产生了潜在的影响。刘嘉麒等：长白山火山研究进展 图 ７ 望天鹅、天池、炮台山 ３个喷发中心层序柱状图 （据樊!诚等，２００７；陈晓雨等，２００８；Ｗｅｉｅｔａｌ．，２０１３；本文） Ｆｉｇ．７ ＶｏｌｃａｎｉｃａｇｅｈｉｓｔｏｇｒａｍｆｏｒＷａｎｇｔｉａｎｅ，ＴｉａｎｃｈｉａｎｄＮａｍｐｈｏｔｈｅｖｏｌｃａｎｏ （ｍｏｄｉｆｉｅｄｆｒｏｍＦａｎＱｉｃｈｅｎｇｅｔａｌ．，２００７；ＣｈｅｎＸｉａｏｙｕｅｔａｌ．，２００８；Ｗｅｉｅｔａｌ．，２０１３ａｎｄｔｈｉｓｓｔｕｄｙ） 境内炮台山等火山区。而在此阶段（２～３Ｍａ）形成 了望天鹅火山的中酸性岩。更新世（～２Ｍａ）开始 望天鹅火山区火山活动结束，而炮台山火山短期内 喷发形成了玄武岩粗面岩碱流岩，与此同时天池 进入到白山期玄武岩造盾阶段，并同时形成了小白 山粗安和粗面岩。中更新世（１Ｍａ）开始炮台山火 山活动结束，长白山进入天池火山独立活动演化时 期从粗面岩和碱流岩造锥到近代喷发的火山碎屑 岩。但此阶段内玄武质岩浆活动继续进行，形成长 白山火山区广泛分布的玄武质小火山渣锥。因此， 从长白山火山的喷发物时空分布规律和地貌格局 可以看出，３个主要喷发中心北西东三足鼎立的地 质和地貌格局代表了其基本的喷发序列的特点。 ５ 长白山火山气体及其环境效应 火山气体是火山活动的产物之一，在全球气候 与环 境 变 化 研 究 中 发 挥 着 重 要 的 作 用 （Ｆｉｓｃｈｅｒｅｔ ａｌ．，２００７）。研究表明，大规模火山喷发产生的巨量 火山气体（例如，ＣＯ２、ＳＯ２、Ｈ２Ｓ、ＨＣｌ、ＨＦ等）及气溶 胶与地质历史时期的区域乃至全球尺度上的气候 与环境变化密切相关（Ｒｏｂｏｃｋ，２０００）。尽管休眠火 山的温室气体释放强度低于喷发期，但休眠期的持 续时间长、温泉和土壤微渗漏气体的释放面积大， 导致休眠火山区释放的火山气体（主要是 ＣＯ２）总 量同样不容忽视，甚至高于火山喷发期的气体释放 规 模 （Ｓｉｇｕｒｄｓｓｏｎ，２０００；Ｓｃｈｍｉｎｃｋｅ，２００４；Ｗｅｒｎｅｒｅｔ ａｌ．，２００８）。 长白山火山是一座具有潜在喷发危险的火山， 在地质历史时期发生了多次大规模火山喷发（刘嘉 麒，１９８７，１９８８）。地球物理研究揭示了目前长白山 火山 下 方 残 留 的 高 温 岩 浆 房 （Ｚｈａｎｇｅｔａｌ．，２００２； Ｚｈａｏｅｔａｌ．，２００９），并且火山区内的水热活动和土壤 微渗漏仍然很强烈（Ｚｈａｎｇｅｔａｌ．，２０１５）。因此，不论 处于喷发期还是休眠期，长白山火山释放的火山气 体（包括温室气体）对地质历史时期与当今全球气 候环境变化均产生了潜在的影响。 ７１６