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火山噴發廣泛分散,火山碎屑空落物質,噴發年齡時間受古地磁約束
2023/12/04

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對陶波火山爆發的火山灰進行古地磁分析地球上最猛烈的火山噴發之一,收集火山碎屑沉積物立方體被推入陶波噴發序列的每個單元,由空落單元和覆蓋的凝結巖組成,以細灰層和基質為目標,火山石大小的材料會顯著影響分析的質量。

使用專門設計的收集裝置對樣品進行定向, 以最大限度地提高準確性,來自陶波火熔巖的唯一熱沉積的單位也經過熱退磁,位點平均的偏角和傾角范圍與已發表的陶波火灰巖巖屑碎片的結果非常一致。

陶波火山噴發的古地磁分析

單元的平均不符合其他單元的置信限,相對較粗的顆粒及礦床二次加工,顯示熔結巖的熱剩磁和共同評估火山灰的碎屑剩磁之間的一致性,驗證我們進一步研究火山灰的方法,地質觀測和利用角度差的古地磁,陶波火山噴發序列的持續時間不到幾十年,

與使用約會工具的新西蘭古世俗變異記錄相比,有可能支持比報告的擺動匹配噴發年齡更年輕的年齡, 爆炸性噴發尤其是硅質火山的噴發,廣泛分散火山碎屑空落物質,這些物質可以在沉積序列中提供關鍵的標記床。

地層地層學和年代學研究在隨著時間的推移經常遭受爆發性流紋巖火山活動的地區得到很好的發展,新西蘭北島的陶波火山帶,火山巖含有磁性礦物鈦磁鐵礦和鈦赤鐵礦,它們在冷卻和沉積過程中保留沿地球磁場方向的剩磁。

火山沉積物記錄的古地磁信息與已知的長期變化記錄之間的相關性可以提供獨立的年齡估計,用于生成世界各地火山的高分辨率噴發歷史,對火山熔巖和熔結凝灰巖礦床只有少數關于火山空落沉積物的研究。

由于收集此類材料的定向樣本存在困難,考慮到地磁方向變化,當用較小的確定碎石地點平均方向時,測年方法可提供數十年時間分辨率的結果,。

陶波火山噴發是過去年來全球最猛烈的火山噴發之一, 根據陶波噴發序列空氣墜落和熔凝灰巖確定古地磁方向,使用不同過程記錄的古地磁剩磁,討論爆炸性噴發沉積物用于古地磁測年的優點和局限性。

陶波火山噴發產物和序列

對在相對較低溫度下沉積的火山灰進行古地磁測年可以提供一種新方法來限制大型噴發的年齡和持續時間,包括那些火山灰廣泛分布在全球各地的火山噴發。

第一次千年陶波火山噴發是陶波火山的第次噴發,形成破火山口的奧魯努伊火山噴發之后,在研究中與同步沉積的普林尼內早期火凝灰巖流單元,發生在多個噴發點沿陶波湖地區公里長的裂縫,噴發序列因其噴發類型的復雜性而受到全球認可,這與其相當均勻的巖漿成分無關,

歸因于巖漿揮發物含量、泡化和碎裂深度的異質性,以及巖漿和外部水相互作用的極端變化。

從超普林期降級為普林期,噴發序列的第階段仍然是過去年來全球最強大的噴發之一,最大羽流高度為公里,隨后是[高·潮]階段出現陶波熔凝巖。

噴發類型和就位機制以及基于已發表的定性觀察結果的噴發序列的持續時間,始于裂縫的西南部伴隨著一次小型的巖漿噴發, 最初的火山灰從最大羽流高度公里處沉積下來,噴發的第二階段就從同一噴口源開始,噴發速率顯著增加。

清除噴口區域的湖水,導致相對連續的普林尼活動和粗哈特佩普林尼浮石在一段時間內的垂直沉積,由于沒有明顯的時間中斷,隨著湖水進入噴口并沉積哈特佩火山灰,普林尼期火山噴發很快轉變為普林尼期噴發,哈特佩火山灰發生廣泛的河流源侵蝕和沖溝。

陶波火山噴發序列中最長的中斷時間,可能長達數周隨后對第階段和第階段沉積物進行的高分辨率研究, 階段結束時發生侵蝕發現互層的和火山灰沉積物,各個階段之間的同步性,而不是明顯的時間中斷。

陶波火凝灰巖內含豐富有機材料

沉積物的特征和分布表明,巖漿脫氣程度更高從裂隙東北端的不同來源噴發,羅通蓋奧火山灰可能是陶波火山噴發沉積物中最復雜的, 風巖漿起源單層內的侵位模式各不相同,最初的垂直驅動的火山灰降落到受斜坡影響和河流再加工的火山灰。

從濕噴發的火山灰到干燥的浮石的突然變化,同時噴口位置又轉移回或接近西南噴口,陶波普林尼浮石是由強大的噴發羽垂直沉積而成,一項相對較新的研究個現場位置確定沉積物中的個子單元,證明質量排放率在其持續時間內隨羽流高度的相應變化而變化。

與間歇性柱塌陷有關這些流動單元與第階段火凝結巖的規模相比顯得蒼白無力,轉變伴隨著巖漿噴發速率的顯著增加,高達兩個數量級陶波熔結巖不僅僅是第五階段噴發羽流柱塌陷的影響,更是從噴口向各個方向噴射的爆炸,整個火凝灰巖在大約秒內的速度就位,距離噴口源最遠公里。

每個噴發階段的噴發率結合序列中沉積物非火山侵蝕的證據,陶波火山噴發的總持續時間最長為數周至數月, 這種更定性的地質證據即對沉積物的現場觀察,噴發期間沒有出現數年至數十年的顯著時間間隔。

從潮濕到干燥的噴發羽流的落差和流動沉積物,以及間歇性混合垂直到橫向輸送,同步噴發充滿水的水流沉積物的就位溫度,濕羽流或強大的高干噴發柱的相對冷沉積,及相火灰巖相關的更定向電流的熱侵位變化很大。

陶波火凝灰巖含有豐富的有機材料,木炭和碳化原木已通過方法多次測定年代,樣本物種和測年方法的多樣性導致日期分散,放射性碳測量結果可能受到巖漿二氧化碳污染。

熔結巖碎屑沉積物就位溫度

對整個陶波噴發序列進行采樣,初始火山灰沉積物除外太薄無法采樣,使用的單位名稱和噴發階段來引用陶波噴發地層, 通過將塑料或鋁立方體推入地層各相的細灰層中來收集古地磁樣品,立方體內的火山石大小的材料會顯著影響分析的質量,無法對含有粗浮石的和礦床進行采樣。

哈特佩灰和陶波火灰巖的較細部分仔細采集的,很難避免其立方體中出現火山灰大小的顆粒,由于火山灰沉積模式解釋的復雜性,采樣水平進一步分為沉積物下部和上部,在與其源噴口不同且更近的位置進行采樣,火山灰垂直落下與湖水沖刷的橫向埋置。

古磁法和巖石磁法分析包括測量磁化率各向異性,漸進交變磁場之前和之后的自然剩磁或熱退磁,目的是限制火山碎屑的輸送機制和方向,隨后使用消磁器對大多數樣品進行逐步處理,達到的峰值交變磁場,剩磁通過使用熔爐被認為是唯一熱沉積的單元。

峰值溫度高達計算的數據點是從向量分量圖原點最穩定的分量中選擇的,和單元的最大角度偏差,沉積物和樣品的退磁圖顯示較大的色散, 主成分分析返回的值超過樣品數據被拒絕,平均方向和置信區間是使用統計根據單個樣本方向計算的。

古地磁分析對樣品進行粒度分析,以評估火山石大小的材料對古地磁分析質量的影響,將每個立方體的樣品干燥并以為間隔進行篩分,通過激光散射粒度分析儀更細的部分,對這些數據進行組合和計算以確定中位數和排序。

陶波火凝灰巖礦床巖屑碎片的就位溫度估計分布在北島中部各地點的陶波火熔巖礦床的古地磁方向, 在連續長期變化記錄或模型可用之前進行的,目的是重建距噴口一定距離的熔結巖碎屑沉積物的就位溫度。

陶波火山噴發時代的古地磁控制

沉積物的總體平均方向與新西蘭可用的古世變曲線進行比較,磁偏角、磁傾角和強度的時間機率密度函數的組合,為古地磁測年提供一種計算工具,考慮離散磁偏角和磁傾角記錄以及長期變化曲線的不確定性。

根據新西蘭最近發布的輻射年齡和火山數據進行更新,來自三個湖泊的十個沉積巖芯的古地磁數據編制而成,每個沉積巖芯均使用所含有機物質的放射性碳測年和火山灰相關性相結合來獨立測年。

將其他位置的古地磁方向與進行比較, 有必要將其重新定位以補償磁場的地理變化,特別是由于其占主導地位的地心軸向偶極子分量而導致的緯度變化,最常見的是通過虛擬地磁偶極子重定位,這需要計算產生觀測結果的地心偶極子的方向和或強度。

具有匹配年齡范圍的機率密度函數峰值于和,在達到峰值匹配年齡范圍中較小的一個包含等人的的擺動匹配日期,接近最高機率峰值和對來自陶波噴口遠端區域的樣本進行校準年齡的廣義線性模型擬合等人提出的噴發,強調鄰近地區巖漿二氧化碳的可能性可能會影響等人的擺動匹配年齡。

在擺動匹配日期的采樣點不太可能出現地下水污染,我們的古地磁測年的機率密度場的置信度排除,與等人建議的年齡更加一致,古地磁測年得出匹配的年齡范圍在年至之間及更年輕的匹配。

古地磁年齡與校準的機率峰值重疊日期也承認更年輕的年齡,我們的數據不拒絕陶波火山噴發的擺動匹配日期或馬帕拉火山噴發年齡,由于巖漿碳通量仍然存在有偏差的日期的可能性,整個陶波噴發序列獲取的古地磁數據的研究,它的目的是利用古地磁技術對陶波火山噴發的噴發年齡和持續時間提供進一步的限制。

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