長白山天池火山玄武巖邊界的圈定

孫立影楊 帆李萌萌韓 迪孫紀財顧國輝閆東晗

1）中國長春130117 中國地震局火山研究所

2）中國長春130117 吉林省地震局

3）中國吉林130613 長白山火山監測站

天池火山巖漿組分由玄武質和粗面質向鈉閃堿流質粗面質演化，可據此劃分火山噴發階段（Pan et al，2020）。天池火山造盾噴出物以玄武巖為主。天池火山東北側造盾玄武巖熔巖流的長度多集中在30—50 km，意味著天池火山未來發生溢流性火山噴發時，溢流相玄武巖流動的最大距離可達50 km。因此，在火山口50 km 范圍內，沿途低洼地帶均需采取必要的減災措施。天池火山造錐噴發階段以粗面質、堿流巖質為主，噴發持續了整個更新世。形成錐體的粗面質、堿流質巖漿，均以現今天池火山口或其附近為噴出口，有時夾有少量玄武巖漿的噴出，噴發形式主要是自天池火山口的中心式溢流（劉若新等，1998）。根據長白山莊鉆孔巖芯采樣層位與化學分析測試結果，天池火山造錐粗面巖噴發早期階段含有明顯的玄武巖成分。這些造錐期間主火山口以外寄生火山發生的玄武質噴發，構成了天池火山復合錐體范圍內不同地點星散裝寄生火山口與附近小規模熔巖流（魏海泉，2014）。因此，圈定天池火山不同熔巖流流動單元玄武巖平面分布邊界，不僅可以推斷火山噴發范圍，也可對預防災害的范圍有更準確的認識。

隨著地球化學數據與遙感技術的不斷進步與融合，綜合分析與預測成為地質研究的發展趨勢（吳昀昭等，2003）。遙感地球化學（Pieters et al，1993）反演的關鍵為建立地球化學元素與遙感影像之間的對應關系（姚佛軍等，2015）。由于地球化學異常分布具有不連續性、突變性、多樣性等非線性特征（趙海士，2017），基于傳統線性回歸方法難以獲得令人滿意的效果，直接影響了反演的可靠度。由于天池火山造盾噴出物以玄武巖為主，基于此，本研究針對玄武巖的地球化學異常提取問題，探究地表玄武巖范圍，并針對該異常分布的非線性特征，構建地球化學元素與遙感影像非線性反演模型。

本研究以長白山天池火山作為研究區，選取研究區巖石地球化學數據與遙感影像進行反演分析，建立非線性對應關系，實現研究區玄武巖大范圍高精度巖石地球化學數據的預測反演，并對本研究建立的遙感地球化學反演模型的有效性進行驗證分析，最終實現精確勾畫天池火山玄武巖邊界，為探究天池火山溢流相造盾玄武巖流動范圍提供科學依據。