破火山口是火山发生大规模爆炸式喷发后遗留下的锅型地貌, 恢复其原始锥体形貌对于理解火山发展演化和灾害过程具有重要意义。长白山天池火山是一座保存完整的大型破火山口, 其原始锥体形貌和形成过程备受关注。文中借鉴国内外相关破火山口的锥体重建方法, 在全球范围内寻找与天池火山形貌相似的大型火山, 通过分析这些火山地形建立锥体形貌的三段式经验方程, 结合长白山现今地貌恢复了长白山天池火山的古锥体形貌。天池火山古锥体最高可能约达4 100m, 火口顶部直径约390m, 深度约为170m, 锥体外缘上部陡峭, 平均坡度角为27°, 外缘下部坡度略缓, 平均坡度角为18.5°。天池火山古锥体形貌的恢复为理解天池火山的发展演化历史、 冰川地貌的形成和喷发成灾的过程提供了科学依据。

琼北作为中国最大的第四纪火山区之一, 其火山活动表现出多期、 多旋回的特征, 但位于其西北角的峨蔓火山岩的喷发时代依然存在争议。文中对峨蔓火山区展开了详细的火山地质及地貌调查, 并结合全岩主量元素分析及火山岩K-Ar年代学和贝壳¹⁴C年代学研究, 揭示了其火山活动时代和喷发特征等。峨蔓火山区包括笔架岭、 春历岭、 兵马角、 龙门激浪、 龙门灯塔及张屋等火山, 其火山喷发方式主要为溢流式喷发、 射汽-岩浆爆破式喷发和弱岩浆爆破式喷发。熔岩流几乎遍及整个火山区, 分布面积约为26.3km²; 基浪堆积物、 溅落堆积物以及火山渣分布范围较小, 仅限于龙门激浪-五彩湾和张屋村附近。峨蔓火山岩成分变化较大, 整体偏中性, 主要由玄武安山岩、 玄武粗安岩和粗安岩组成, 岩浆演化过程经历了橄榄石和单斜辉石的结晶分异。综合火山岩风化程度(球形风化、 红土层)、 火山地质与地貌特征(锥体形貌、 坡度)、 岩石学和地球化学特征(橄榄石斑晶蚀变、 全岩成分差异)以及K-Ar年龄(0.12~0.44Ma)和贝壳¹⁴C年代学结果((43.27±0.67)ka BP), 分析认为峨蔓火山区的火山活动时代应属于中、 晚更新世。

长白山天池火山是一座大型的复合式活火山, 公元946-947年发生的大喷发和2002-2005年的岩浆扰动事件, 使其受到社会和学者的高度关注。然而, 目前对天池火山的岩浆演化过程, 尤其是玄武岩-粗安岩-粗面岩-碱流岩的演化过程还未能获得良好的认识, 存在诸多争议。文中通过大量野外工作, 获得了天池火山各阶段的岩石样品, 对其进行了全岩地球化学测试与分析。结果显示, 不同喷发阶段的火山岩主量元素随着岩浆硅含量的上升有着连续渐变的趋势, 稀土及微量元素的分布也具有一致性, 反映了一个连续的演化过程。同时, 文中基于MELTS模型对天池火山的岩浆演化进行了模拟, 模拟结果与天池火山的演化过程具有良好的吻合性, 并发现粗面岩向碱流岩的演化过程中除经历分离结晶作用外, 还遭到了浅部地壳花岗岩的同化混染。这些对天池火山岩浆演化过程的新认识, 加深了对天池火山发展演化过程的理解, 也为未来火山喷发的灾害预警和监测数据解释提供了理论支撑。

全面系统地了解一座活火山的喷发特征与历史,对于预测其未来喷发形式及灾害性具有重要意义。长白山天池火山晚更新世或全新世以来存在3期大规模的喷发活动,天文峰期喷发与千年大喷发皆为典型的大规模的布里尼式爆炸喷发,而气象站期喷发方式却在爆炸式或溢流式的喷发类型上存在着激烈的争论。气象站期喷发物在遥感影像上表现为以气象站为寄生火口,向北流动长约5.4km,形貌上似一条熔岩流,但文中研究认为是小规模的脉冲式爆炸喷发而形成的岩层形态。主要依据为: 1)岩石成分为高黏度的酸性岩浆; 2)野外露头与剖面的薄层状堆积特征; 3)晶屑的棱角状破碎形态; 4)岩石的颗粒支撑结构。研究结果表明,气象站期的堆积物是爆炸喷发产生的碎屑物沿山坡以火山灰流的形式快速流动,在高温与高流速的剪切力作用下,火山灰流形成1套薄层状的熔结凝灰岩。因此,长白山天池火山晚更新世或全新世以来3期喷发活动均为爆炸式喷发,而非以前认为的爆炸—溢流—爆炸式喷发。

文中主要探讨缅甸兰里岛泥火山灾害与成因机制,结合兰里岛地质背景以及泥火山活动现状,对在兰里岛东北部、中部以及西部所取3个泥火山采样点的样品进行粒度分析以及显微形貌分析,发现样品粒度在1～100μm之间,均呈单峰正态分布,粒径中值相近,粒度分布集中,分选较差,粒度对称程度呈很正偏态; 样品基质以泥质为主含有大量泥质碎屑、细小晶体碎屑以及少量气孔,并含有少量蚀变强烈的斜长石晶屑和辉石晶屑,可判定样品点物源相同。据此推断兰里岛普遍存在均匀泥质层作为泥火山喷发的统一物源。