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岩浆上升速率 | magma ascent rate

岩浆上升速率(magma ascent  rate)

火山喷发前或火山喷发时,岩浆在浅层地壳的上升速率。

影响因素有很多,比如岩浆组分。一个因素是挥发分出溶(volatile exsolution)。在岩浆向地表上升过程中,受到的压力逐渐降低,此时,溶解在熔体中的不同种类挥发分出溶形成气泡。不同种类的挥发分具有不同的溶解度,其出溶速率是岩浆成分和压力的函数。研究喷发物中的气泡结构以及不同种类挥发分的脱气行为,能够加强我们对岩浆上升速率的理解。

通过测试喷发物基质结构也能够获取岩浆上升速率,微晶的多少、粒度分布以及形态特征都可以记录同喷发岩浆上升(通常在地表1000米以内)速率和类型,即根据微晶成核速率和减压过冷却速率推算。斑晶和熔体的反应同样可以用来约束岩浆上升速率,尤其是含水斑晶。例如角闪石,通常在中地壳岩浆房水饱和熔体(晶体结构中包含2% wt.的水)中结晶。在上升到地表的过程中,当熔体中的溶解水浓度在低压下减少,角闪石变得不稳定并且与周围熔体反应。如果岩浆以很缓慢的速率上升,就会形成一个脱水矿物的反应边,例如辉石、斜长石,并且在与熔体接触的部位,围绕晶体生长铁、钛氧化物。

另外,通过对活动火山进行密集的地震监测,也能够推测岩浆上升速率。

参考文献

路凤香, 桑隆康. 2002. 岩石学. 地质出版社. 北京.

Browne, B., Szramek, L. 2015. Rates of magma ascent and storage. In: Sigurdsson, H. et al. (ed) The Encyclopedia of Volcanoes. 2nd edition. Academic Press, London.