利用接收函数方法探测长白山火山区地壳结构及其流变特征OA
Receiver function constraints on crustal structure and rheology beneath the Changbaishan Volcanic Area
近年来,有关长白山天池火山是否存在潜在喷发危险的讨论引起了国内外地学研究者的广泛关注,但已有研究对天池火山下方岩浆系统的了解仍十分不足.本研究为了精细刻画长白山火山区的地壳结构与岩浆活动状态,利用 2023年在天池火山和望天鹅火山及其周边地区布设的一个高密度地震台阵,通过接收函数 H-κ 叠加分析获得了研究区高分辨率的地壳厚度和Vp/Vs结构图像.成像结果显示,研究区内远离火山区域的地壳厚度在 35 km左右,Vp/Vs在1.76左右.天池火山口下方的地壳明显增厚(>39 km),Vp/Vs比值也显著升高至 1.93以上.值得注意的是,望天鹅火山下方的地壳无明显异常(约 34 km),但却表现出同样超过 1.90的高波速比.基于经验公式估算天池火山和望天鹅火山下方存在 3%~5%的部分熔融.本研究结果表明,长白山火山区下方源自地幔的熔体可能首先在天池火山下方的莫霍面附近聚集,岩浆底侵作用导致地壳增厚,下地壳熔体上涌过程中通过横向迁移补给了天池和望天鹅两座火山下方独立的岩浆储层.本研究发现长期被认为已"死亡"的望天鹅火山仍存在活跃的岩浆系统,强调了重新评估长白山火山区多座火山活动性和开展更全面火山监测的必要性,同时也为理解该区域火山活动的协同演化提供了关键证据.
In recent years,the potential eruption hazard of Changbaishan Tianchi volcano has attracted increasing attention from geoscientific researchers worldwide.However,the magma plumbing system beneath the Tianchi volcanic area remains inadequately understood.This study aims to characterize the crustal structure and magmatic activity beneath the Changbaishan volcanic region in detail.We analyze data from a high-density seismic array deployed in 2023 around the Tianchi and Wangtian'e volcanoes and their surrounding areas,using receiver-function H-κ stacking to obtain high-resolution images of crustal thickness and Vp/Vs ratios.The results show that in regions distant from volcanic centers,the crust is approximately 35 km thick with an average Vp/Vs ratio of~1.76.Beneath the Tianchi caldera,the crust is significantly thickened(>39 km)and exhibits markedly elevated Vp/Vs ratios(>1.93),suggesting the presence of partial melting.In contrast,although the crust beneath Wangtian'e volcano does not display significant thickening(~34 km),it is also characterized by high Vp/Vs ratios exceeding 1.90.Based on empirical relationships,we estimate partial melting of approximately 3-5%beneath both the Tianchi and Wangtian'e volcanoes.These observations suggest that mantle-derived melts beneath the Changbaishan volcanic region initially accumulate near the Moho beneath Tianchi,contributing to localized crustal thickening.Subsequently,melt within the lower crust migrates laterally,supplying independent magma reservoirs beneath both Tianchi and Wangtian'e volcanoes.Our findings indicate that the long-considered"extinct"Wangtian'e volcano still hosts an active magmatic system,highlighting the need to reassess volcanic activity across the Changbaishan volcanic field and to implement more comprehensive volcanic monitoring.This study provides important constraints on the interconnected evolution of magmatic systems in the region.
杨馨茹;杨戴宁;纪云杰;范兴利;牛晓猛;丁雨晗
成都理工大学 地球物理学院,成都 610059||成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059成都理工大学 地球物理学院,成都 610059||成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059成都理工大学 地球物理学院,成都 610059||成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059成都理工大学 地球物理学院,成都 610059||成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059成都理工大学 地球物理学院,成都 610059||成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059成都理工大学 地球物理学院,成都 610059||成都理工大学 地球勘探与信息技术教育部重点实验室,成都 610059
天文与地球科学
长白山天池火山望天鹅火山地壳厚度纵横波速比部分熔融
Changbaishan Tianchi volcanoWangtian'e volcanocrustal thicknessVp/Vs ratiopartial melting
《物探化探计算技术》 2026 (4)
603-612,10
国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFF0802800)国家自然科学基金项目(42374065,42304067)
评论