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(jiān)測站

天池火山巖漿組分由玄武質(zhì)和粗面質(zhì)向鈉閃堿流質(zhì)粗面質(zhì)演化，可據(jù)此劃分火山噴發(fā)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(cè)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(fā)生溢流性火山噴發(fā)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(nèi)，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(fā)階段以粗面質(zhì)、堿流巖質(zhì)為主，噴發(fā)持續(xù)了整個更新世。形成錐體的粗面質(zhì)、堿流質(zhì)巖漿，均以現(xiàn)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(fā)形式主要是自天池火山口的中心式溢流（劉若新等，1998）。根據(jù)長白山莊鉆孔巖芯采樣層位與化學分析測試結(jié)果，天池火山造錐粗面巖噴發(fā)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(fā)生的玄武質(zhì)噴發(fā)，構(gòu)成了天池火山復合錐體范圍內(nèi)不同地點星散裝寄生火山口與附近小規(guī)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(fā)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(shù)據(jù)與遙感技術(shù)的不斷進步與融合，綜合分析與預測成為地質(zhì)研究的發(fā)展趨勢（吳昀昭等，2003）。遙感地球化學（Pieters et al，1993）反演的關(guān)鍵為建立地球化學元素與遙感影像之間的對應關(guān)系（姚佛軍等，2015）。由于地球化學異常分布具有不連續(xù)性、突變性、多樣性等非線性特征（趙海士，2017），基于傳統(tǒng)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(gòu)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(qū)，選取研究區(qū)巖石地球化學數(shù)據(jù)與遙感影像進行反演分析，建立非線性對應關(guān)系，實現(xiàn)研究區(qū)玄武巖大范圍高精度巖石地球化學數(shù)據(jù)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(xiàn)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(jù)。