2 0 0 5 年全国第四次火山学术研讨会北海台、岩滩、海蚀崖、海蚀洞等，以及形态各异、栩栩如生的狮子观海、海蚀桥、海蚀蘑菇等海蚀地貌景观，成为岛上旅游观光景点，2 0 0 4 年建立起了涠洲岛国家火山地质公园。本研究获得国家自然科学基金( 批准号4 0 5 7 2 0 4 4 ) 资助。参考文献F i s h e rRVa n dS e h m l n c k eH U1 9 8 4 P y r o c l t i cR o c k s S p r i n g e r - V e r l a g H e i d e l b e r g樊祺诚，孙漾李霓等2 0 0 4 琼北火山活动分期与全新世岩浆演化岩石学报2 0 ( 3 ) ：5 3 3 - 5 4 4广西壮族自治区地质矿产局1 9 9 0 北海市区域综合地质调查报告黎希明，刘传章1 9 9 1 涠洲岛碱性玄武岩类岩石学特征的初步研，究广西地质，4 ( 1 ) ：4 3 - 5 0刘传章1 9 8 6 ，涠洲岛南湾火山口地貌及地质特征广西地质。1 ：5 7 - 6 4刘嘉麒王文远，郭正府等2 0 0 0 中国玛珥湖的时空分布与地质特征第叫纪研究，2 0 ( 1 ) ：7 8 8 6刘祥，向天元1 9 9 7 中国东北地区新生代火山和火山碎屑堆积物资源与灾害长春：吉林大学出版考l ：，8 3 1 0 5卢进林1 9 9 3 北海市涠洲岛火山喷发活动特征广西地质。6 ( 3 ) ：5 3 5 7孙谦，樊棋诚，魏海泉等2 0 0 3 琼北晚更新世射气岩浆喷发初步研究地震地质，2 5 ( 2 ) ：2 8 9 2 9 7天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制初步探讨樊祺诚隋建立2 孙谦。李霓1 中国地震局地质研究所，北京1 0 0 0 2 92 中国科学院地质与地球物理研究所，北京1 0 0 0 2 9天池火山距今约一千年的碱流质岩浆大喷发( 下文称千年大喷发) ，迄今累积了数以百计的碳化木”C 年龄尽管对千年大喷发尚存年代学争议，但这次犬喷发的全球意义却毋庸置疑( G i l le ta 1 ，1 9 9 2 ；刘若新等，1 9 9 7 ；H o r ne ta 1 ，2 0 0 0 ) 。在千年大喷发之后，相继还有1 6 6 8 年、1 7 0 2 年和1 9 0 3 年等多期中小规模历史喷发活动( 金东淳等，1 9 9 9 ) 。围绕天池诸峰顶部披覆的的近代喷发物，提供了开展天池火山喷发地层学、年代学和岩石学研究的最佳场所。长白山天池火山经历了粗面玄武岩浆造盾、粗面质岩浆造锥和近代碱流质岩浆爆破喷发三个阶段，是一座巨型层状复式火山。根据天池火山主体岩石类型( 粗面玄武岩、粗面岩和碱流岩) 以双峰式火山岩分布为特征，过渡类型( S i 0 2 5 2 。6 4 ) 的玄武质粗安岩粗安岩很少。近些年我们在中朝两国的天池火山周边地区( 天池公路、五十岗北坡、朝鲜鲤明水等地) 发现少数露头，其岩石化学成分为玄武质租安岩和粗安岩，这些地表喷发物记录了岩浆房经历了复杂的岩浆结晶演化S U 或岩浆混合过程。天池火山顶部诸峰披覆的喷发物残存了近代喷发的火山地层层序为我们恢复和研究天池火山近代喷发历史和岩浆演化与喷发机制提供了重要的地质基础。作为全球意义的天池火山千年大喷发，它的喷发年代与喷发机制是研究天池火山过去和预测未来的关键问题。根据天池火山岩浆演化和地球物理深部探测结果，刘若新等( 1 9 9 8 ) 曾提出天池火山下面存在地壳和地幔双层岩浆房，认为由于地幔玄武质岩浆注入地壳岩浆房而触发了千年大喷发，出现玄武质粗安岩浆与碱流岩浆共喷发的事实。通过这些年的深入考察和研究，本文从千年大喷发浮岩中的角砾和条带状岩浆混合现象，初步探讨千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制。近些年的考察发现，在天池火山千年大喷发的浮岩中常见各种大小不一的黑色角砾状岩块，随着离天池火口渐远而粒径渐小。由于天池火山千年大喷发时刮西风，在南坡5 号界一带堆积了巨厚2 l2 0 0 5 年全国第四次火山学术研讨会北海浮岩，浮岩中3 - 5 c m 大小的黑色角砾状岩块十分常见，由于比重大，多数角砾己从浮岩中脱落散布于浮岩之上，像似散落了一层煤块。在天池以东的园池、双目峰以及朝方三池渊等地浮岩中见到的角砾仅厘米级乃至更小。以往都将这些黑色捕虏体误认为玄武岩，经成分测定绝大多数为天池火山地表少见的玄武质粗安岩或粗安岩，少数粗面岩。天池火山千年大喷发的碱流质灰色浮岩中除了含有丰富的玄武质租安岩和粗安岩角砾外，还发现碱流质灰色浮岩与黑色浮岩呈条带状包裹关系，提供了两种岩浆混合的证据。从岩石薄片的电子探针贝散射图像清晰可见两种岩浆的接触关系( 图略) 灰色岩浆条带的基质玻璃成分为碱流岩( 即千年大喷发的浮岩) ，黑色岩浆条带的基质玻璃成分变化于玄武质粗安岩一粗安岩粗面岩，特别是对于同一样品的黑色条带基质玻璃显示了不同的过渡成分，显然是两种岩浆混合的结果。黑色条带中的矿物成分分别为贵橄榄石一透铁橄榄石( F 0 5 ”9 ) 、普通辉石( W 0 3 8 _ 4 s E n 3 0 - 3 9 F s 2 2 2 4 ) 和中拉长石( A n o 。) ，这与基质玻璃成分一致反映了黑色条带为玄武质粗安岩粗安岩粗面岩成分。其中两个千年大喷发的灰色岩浆条带中歪长石斑晶的熔融包裹体玻璃成分为粗面岩，指示了碱流质岩浆从粗面质岩浆结晶分异演化过程中，歪长石斑晶捕获其粗面质母岩浆的证据。千年大喷发碱流质浮岩中存在橄榄石与石英非平衡共生现象，以及长石、石英和橄榄石矿物普遍遭强烈熔蚀，常见呈筛状骸晶，也提供了两种岩浆混合的证据。从天池周边不同地点采集的千年大喷发的灰色浮岩及其基质玻璃均为碱流岩，而浮岩中的角砾和黑色岩浆条带的基质玻璃成分跨越了玄武质粗安岩、粗安岩和粗面岩区，推测是来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房。与碱流质岩浆不同程度混合的产物，不同于由结晶分异形成的天池火山双峰式火山岩。天池火山之下存在地幔和地壳双层岩浆房，地幔的粗面玄武质岩浆不断向地壳岩浆房的注入和补充，是天池火山长寿的秘诀，使它保持了百万年以上的喷发历史。天池火山不同阶段火山岩相似的同位素组成说明它们是同源岩浆玄武质岩浆演化的产物( 解广轰等，1 9 8 8 = B a s ue ta 1 ，1 9 9 1 ；刘若新等，1 9 9 8 ) 。根据岩浆结晶演化规律，天池火山造锥阶段粗面岩和千年大喷发的碱流质岩浆，属于基性玄武质岩浆演化的晚阶段或最终端元，如此巨量的酸性粗面质碱流质岩浆不可能由岩浆混合形成，只能是岩浆结晶分异的产物，符合O H a r a ( 1 9 8 1 ) 提出的岩浆周期性补充、抽出和分离结晶作用的模型( R T F ) ，所以分离结晶作用主导了天池火山岩浆演化形成双峰式火山岩的分布。天池火山千年大喷发浮岩中包含的角砾和条带为玄武粗安岩粗安岩粗面岩过渡成分，提供了天池火山岩浆混合作用的证据。由于地幔粗面玄武岩浆注入地壳岩浆房触发了天池火山千年大喷发，高温( ，= 1 1 0 0 1 2 0 0 ) 玄武质岩浆进入相对低温( T = 8 5 0 - 9 0 0 “ C ) 的碱流质岩浆而淬火和混台作用。随着玄武质岩浆的大量注入，地壳岩浆房的温度升高，局部出现玄武质岩浆与碱流质岩浆呈条带状混合。千年大喷发的碱流质浮岩中发现的铁橄榄石与石英非平衡共生f 以及大量熔蚀状矿物等岩相学特征，也为玄武质岩浆与碱流质岩浆发生强烈混合作用，导致碱流质岩浆与玄武质粗安岩粗安岩共喷发提供了证据。岩浆分离结晶作用和混合作用都是火成岩多样性的原因，也是我们认识天池火山岩浆演化的基础。岩浆的分离结晶作用导致天池火山双峰式火山岩( 粗面玄武岩与粗面岩- 碱流岩) 分布特征，而地幔粗面玄武岩浆注入地壳岩浆房与碱流质岩浆的混合形成了过渡类型的玄武粗安岩粗安岩，并触发了天池火山的千年大喷发。本研究获得国家自然科学基金( 批准号4 0 3 7 2 0 4 4 ) 资助。参考文献G i l lGD u n l a pC ，M c e u r t yM 1 9 9 2 V o l c a n i s ma n dg l o b a lc h a n g e ，M a r c h2 3 2 7 ，H i l l ，H a w a i iH o r nH ，S c h m i n c k eH - S 2 0 0 0 V o l a t i l ee m i s s i o nd u r i n gt h ee r u p t i o no fB a i t o u s h a nV o l c a n o ( C h l n N N o r t hK o r e a ) 9 6 92 22 0 0 5 年全国第四次火山学术研讨会北海A D B u l l V o l c a n o 6 1 ：5 3 7 5 5 5O H a r aM J 1 9 7 7 G e o c h e m i c a le v o l u t i o n d u r i n g f r a c t i o n a lc r y s t a l l i z a t i o n o f a p e r i o d i c a l l yr e f i l l e d m a g m a c h a m b e r N a t u r e 2 6 6 ：5 0 3 - 5 0 7O H a mM J ，M a t h o w sR E 1 9 8 1 G e o c h e m i c a le v o l u t i o ni na na d v a n c i n g ，p e r i o d i c a l l yr e p l e n i s h e d ，p e r i o d i c a l l yt a p p e d c o n t i n u o u s l yf r a c e i o n a t e dm a g m ae h 8 x n b e r J G e 0 1 S o c ，1 3 8 ：2 3 7 2 7 7X i eG H , W a n gJ W , 1 9 8 8 P e t r o c h e m i s 时a n dS t , N d ，P b - i s o t o p i cg e o e h e m i s t r yo fC e n o z o i cr o c k s ，C h a n g b a l s h a na r e a ,N o 口 t h a n s tC h i n aA c t aP e t r o l o g l e aS m i c a ，4 ：1 - 1 3 nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s u a c t )樊祺诚刘若新魏海泉等1 9 9 9 长白山天池火山全新世喷发与岩石地球化学特征地质论评，4 5 ：2 6 3 2 7 1樊祺诚刘若新。隋建立等2 0 0 1 长白山地区火山活动与岩浆演化新构造与环境( 卢演傅等主编) ，北京：地震出版社。3 6 6 3 7 1金东淳崔钟燮1 9 9 9 长白山天池火山喷发历史文献记载的考究地质论评，4 5 ( 5 u p ) ，3 0 4 3 0 7李昌年2 0 0 2 岩浆混台作用及其研究评述地质科技情报。2 l ( 4 ) ：4 9 5 4刘若新，仇士华，蔡莲珍等1 9 9 7 长白山天池火山最近一次大喷发年代研究及其意义中园科学( D 辑) ，2 7 ( 5 ) ：4 3 7 4 4 l刘若新，樊棋诚邦祥身等1 9 9 8 长白山天池火山的岩浆演化中国科学( D 辑) ，2 8 ( 3 ) ：2 2 6