近日，中国科学院南海海洋研究所研究员张帆/林间团队联合国内外多家科研单位，综合运用大地电磁、地震学、岩石学研究方法，并结合历史喷发资料，系统揭示了长白山火山区跨地壳岩浆系统的结构模型。相关研究成果发表于《通讯地球与环境》（Communications Earth & Environment）。
长白山火山区三维电性结构模型。研究团队供图，下同
论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员杨博介绍，长白山火山作为东北亚地区规模最大、潜在喷发危险最高的活火山之一，近年来地震活动频繁、地表形变异常，种种迹象表明其深部岩浆系统依旧处于活跃状态。尽管多学科研究证据显示，火山作用与岩浆活动通常贯穿整个地壳，但截至目前，对于长白山地区跨地壳岩浆系统在深部的分布规律，学界仍缺乏清晰认知。
在国家重点研发计划、广东省自然科学基金等项目的资助下，研究团队基于长白山火山区78个大地电磁台站所获取的数据，成功构建了高分辨率的三维电阻率模型。通过该模型，研究团队在天池火山下方识别出从浅地表至上地幔垂向连续分布的低阻异常区域，这一发现反映了长白山火山存在完整的跨地壳岩浆系统。
长白山火山区跨地壳岩浆系统。
进一步研究发现，该跨地壳岩浆系统包含三个层次分明且相互连通的岩浆储库：其一为下地壳玄武质岩浆储库，深度范围在20-35千米，经估算其熔融分数为2.1-3.7%，体积约达19,500立方千米，是深部地壳热区的主体部分；其二是上地壳粗面质岩浆储库，深度处于5-10千米之间，估算熔融分数为7.0-16.3%，体积约95立方千米，该储库顶部地震活动频繁，推测可能与岩浆驱动破裂现象有关；其三是浅部碱流质岩浆储库，深度在2-3.5千米，估算熔融分数为18.8-23.8%，体积约36立方千米，其位置与长白山“千年大喷发”的岩浆房位置相吻合。
论文通讯作者张帆表示，研究还进一步指出，下地壳热区的熔体体积比浅部高出约1-2个数量级。这一特征不仅在黄石火山系统中有所发现，而且也适用于部分俯冲带和裂谷火山系统。这意味着深部热区可能在很大程度上主导着浅部储库的规模，进而对火山喷发的体量起到控制作用。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-03160-w
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