广东硇洲岛火山碎屑成因与水下火山喷发机制

广东硇洲岛火山碎屑成因与水下火山喷发机制

硇洲岛是中国最大的第四纪火山岛，其独特的火山地质特征为研究水下火山喷发机制提供了宝贵资料。本文通过分析硇洲岛那晏湾剖面的火山喷发堆积序列，揭示了水-岩浆相互作用对火山碎屑成因的影响，并提出了硇洲岛火山喷发的三阶段模式。

研究背景与意义

硇洲岛位于广东湛江，是雷琼火山群的重要组成部分，也是中国最大的第四纪火山岛。该岛的那晏湾剖面保留了完整的火山喷发堆积序列，为研究水下火山喷发机制提供了独特的机会。研究团队来自西北大学地质学系、中国地震局地质研究所等机构，通过详细的地质调查和实验室分析，揭示了硇洲岛火山喷发的复杂过程。

主要发现

研究发现，硇洲岛火山喷发过程中形成了三类主要的火山碎屑：塑变熔岩碎屑、碎玄玻璃及玄武玻璃。这些碎屑的形成与水-岩浆相互作用的程度密切相关，其中碎玄玻璃的形成需要最高的水参与度，其次是玄武玻璃，最后是塑变熔岩碎屑。研究还发现，水-岩浆混合质量比（Mwater/Mmelt）是控制爆炸强度和火山碎屑粒度的关键因素。

喷发过程与机制

通过对硇洲岛火山喷发序列的分析，研究团队将其喷发过程分为三个阶段：

1. 早期阶段：类似于冰岛苏特塞火山的喷发模式，表现为浅水环境下的蒸汽爆炸与"火喷泉"喷发。
2. 中期阶段：过渡为典型的"火喷泉"喷发，同时伴有陆上的射汽岩浆喷发。
3. 晚期阶段：以岩浆溢流式喷发结束。

这一发现不仅丰富了我们对水下火山喷发机制的认识，也为预测和防范火山灾害提供了科学依据。

图片说明

图 1 雷州半岛地区(a)及硇洲岛(b)DEM渲染图

图 9 硇洲岛水下火山早期喷发阶段模式图

图 10 硇洲岛水下火山中期喷发阶段模式图