近日，中国科学院南海海洋研究所研究员张帆/林间团队，联合国内外多家单位，综合利用大地电磁、地震学、岩石学及历史喷发资料，系统揭示了长白山火山区跨地壳岩浆系统的结构模型。相关成果发表于《Communications Earth & Environment》。论文第一作者为助理研究员杨博，通讯作者为研究员张帆。
长白山火山是东北亚规模最大、喷发潜在危险最高的活火山之一。近年来，该火山地震活跃、地表形变异常，显示其深部岩浆系统仍处于活跃状态。尽管多学科证据表明火山作用与岩浆活动往往贯穿整个地壳，但目前对长白山地区的跨地壳岩浆系统的深层分布规律尚较模糊。
研究团队基于长白山火山区的78个大地电磁台站数据，构建了高分辨率的三维电阻率模型，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，反映了完整的跨地壳岩浆系统。该系统包含三个明显分层又相互连通的岩浆储库：（1）下地壳玄武质岩浆储库（20-35km深），估算熔融分数2.1-3.7%，体积约19,500 km³，构成深部地壳热区主体；（2）上地壳粗面质岩浆储库（5-10km深），估算熔融分数7.0-16.3%，体积约95 km³，顶部地震频发，可能与岩浆驱动破裂有关；（3）浅部碱流质岩浆储库（2-3.5 km深），估算熔融分数18.8-23.8%，体积约36 km³，与长白山“千年大喷发”岩浆房位置吻合。
研究进一步指出，下地壳热区的熔体体积比浅部高约1-2个量级，该特征在黄石火山系统中也有发现，且也适用于部分俯冲带和裂谷火山系统，意味着深部热区可能主导浅部储库规模，进而控制火山喷发体量。
本研究得到国家重点研发计划、广东省自然科学基金、日本学术振兴会基金等项目资助。
论文信息：Bo Yang, Fan Zhang*, Makoto Uyeshima, Jian Lin, Wule Lin, Jianfeng Yang, Xubo Zhang, Wei Wang, Chen Liao, Hui Fang, Gengen Qiu & Xiangyun Hu. Deep crustal hot zones control shallow magma reservoirs in an active transcrustal magmatic system. Commun Earth Environ 7, 141 (2026)
原文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-025-03160-w
图1 长白山火山区三维电性结构模型
图2 长白山火山区跨地壳岩浆系统
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