188bet足球地球和空間科學學院張海江教授團隊聯合英國牛津大學和美國康奈爾大學，通過地球物理高分辨率成像、巖石學分析和巖石物理模擬，確定了南美玻利維亞Uturuncu火山下方的巖漿熱液系統和流體遷移路徑，揭示了其在沉寂超過25萬年后于近幾十年出現活動性的原因。相關研究成果以“Anatomy of the magmatic-hydrothermal system beneath Uturuncu volcano,Bolivia, by joint seismological and petrophysical analysis”為題，通過直投方式于4月28日發表在《美(mei)國(guo)國(guo)家科學院院刊》。
由于納茲(zi)卡板塊向南(nan)美大(da)(da)陸的俯沖(chong)作用(yong)，在(zai)南(nan)美俯沖(chong)帶形成(cheng)了一系(xi)列(lie)的弧火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)（圖1）。Uturuncu火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)是位于玻利維亞的一個(ge)弧后火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)，形成(cheng)于更新世，其(qi)下方存在(zai)一個(ge)全(quan)球最(zui)大(da)(da)規模(mo)之一的巖漿房（APMB）。該(gai)火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)上(shang)次噴發距(ju)今已超過25萬年，近幾(ji)十年以來，地(di)表形變(bian)和地(di)震活動(dong)等多種證據表明Uturuncu火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)具有一定的活動(dong)性，因此被稱為“僵(jiang)尸”火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)。但(dan)是目前還不清楚(chu)該(gai)火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)是否(fou)能夠從“僵(jiang)尸火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)”復活成(cheng)為一個(ge)超級(ji)火(huo)(huo)(huo)(huo)山(shan)。
圖1(A)南美俯(fu)沖帶(dai)北部(bu)的全新世火(huo)山分(fen)布(bu)（三角(jiao)形）；(B)Uturuncu火(huo)山口實(shi)拍照(zhao)片。
火山活動是(shi)其下方從(cong)下地殼(ke)延伸至地殼(ke)淺(qian)部的(de)(de)(de)跨地殼(ke)巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)系統的(de)(de)(de)表征(zheng)。在下地殼(ke)中長期穩定(ding)存在的(de)(de)(de)巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)房(fang)通過供給富(fu)含(han)揮(hui)發(fa)(fa)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)熔(rong)體，在中地殼(ke)聚集形成次級(ji)巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)房(fang)，并進一步向(xiang)上地殼(ke)供給巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)。當巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)到達(da)地殼(ke)淺(qian)部，其噴發(fa)(fa)危險性(xing)會顯(xian)著增加，尤(you)其是(shi)在巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)富(fu)含(han)揮(hui)發(fa)(fa)分(fen)(fen)時。但(dan)是(shi)現有研究缺乏對Uturuncu火山地殼(ke)淺(qian)部巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)-熱(re)液系統的(de)(de)(de)精細(xi)刻(ke)畫和對于(yu)巖(yan)(yan)(yan)(yan)漿(jiang)部分(fen)(fen)熔(rong)融程度、流體遷(qian)移路徑和揮(hui)發(fa)(fa)分(fen)(fen)含(han)量等的(de)(de)(de)定(ding)量分(fen)(fen)析(xi)，因此對于(yu)該“僵(jiang)尸火山”出現活動性(xing)的(de)(de)(de)原因及未來噴發(fa)(fa)危險性(xing)尚未形成共識。
研究團(tuan)隊利(li)用(yong)長(chang)達(da)3年(nian)的(de)地(di)震(zhen)觀測數據，基于(yu)中國(guo)金宝搏入口188團(tuan)隊開發的(de)先進地(di)震(zhen)成像算法，獲得(de)了火(huo)山(shan)區域(yu)(yu)的(de)高分(fen)(fen)辨率(lv)三維地(di)震(zhen)波速度結構和(he)各(ge)向異性(xing)(xing)結構（圖(tu)2）。結合(he)已有的(de)電阻率(lv)和(he)地(di)震(zhen)衰減結構（圖(tu)2），通過巖(yan)石(shi)(shi)(shi)學分(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)巖(yan)石(shi)(shi)(shi)物(wu)(wu)理模擬，定量(liang)化解析(xi)(xi)了Uturuncu火(huo)山(shan)下方(fang)(fang)的(de)巖(yan)漿–熱液系統結構。巖(yan)石(shi)(shi)(shi)學分(fen)(fen)析(xi)(xi)結果表(biao)明(ming)，Uturuncu火(huo)山(shan)下方(fang)(fang)的(de)巖(yan)石(shi)(shi)(shi)骨架主要有三層(ceng)(ceng)（A-C），從淺(qian)至深(shen)分(fen)(fen)別為：古生代沉積層(ceng)(ceng)、富含石(shi)(shi)(shi)英(ying)片(pian)巖(yan)層(ceng)(ceng)和(he)變(bian)泥質片(pian)麻巖(yan)層(ceng)(ceng)。巖(yan)石(shi)(shi)(shi)物(wu)(wu)理計算表(biao)明(ming)具有高Vp/Vs、低(di)電阻率(lv)和(he)低(di)Qp/Qs的(de)柱狀異常體(ti)（區域(yu)(yu)E），存在部(bu)分(fen)(fen)熔融和(he)鹵水或者(zhe)氣(qi)體(ti)的(de)混合(he)相，其中氣(qi)體(ti)的(de)飽(bao)和(he)度不(bu)超(chao)過30%。該柱狀體(ti)認為是流(liu)體(ti)或部(bu)分(fen)(fen)熔融從APMB（區域(yu)(yu)D，低(di)Vp、低(di)Vs、高Vp/Vs、低(di)電阻率(lv)）向地(di)殼淺(qian)部(bu)遷移的(de)通道。流(liu)體(ti)在區域(yu)(yu)E頂部(bu)發生分(fen)(fen)離形成鹵水和(he)氣(qi)體(ti)，最終氣(qi)體(ti)在裂(lie)(lie)隙(xi)發育程(cheng)度較低(di)（弱各(ge)向異性(xing)(xing)）的(de)區域(yu)(yu)F儲(chu)集（約2.5%～8.2%的(de)孔隙(xi)率(lv)），而鹵水則(ze)遷移至裂(lie)(lie)隙(xi)充分(fen)(fen)發育（強各(ge)向異性(xing)(xing)）的(de)區域(yu)(yu)G（約2.7%～4.2%的(de)孔隙(xi)率(lv)）。
圖2(A)沿著(zhu)東西向垂直剖(pou)面(mian)P1的Vp、Vs、Vp/Vs、方(fang)位(wei)(wei)各向異性(xing)、電阻率和(he)Qp/Qs結構。黑色(se)圓點為(wei)重定位(wei)(wei)之后(hou)的地(di)震分布(bu)，剖(pou)面(mian)位(wei)(wei)置如圖B所(suo)示(shi)。(B)地(di)震（橙色(se)圓點）和(he)臺站（三角(jiao)形(xing)）分布(bu)，紅色(se)三角(jiao)形(xing)為(wei)Uturuncu火山口位(wei)(wei)置。
基(ji)于上述地球物理綜(zong)合成像結(jie)果和(he)定量分(fen)析(xi)，研究團隊推測(ce)Uturuncu火(huo)(huo)(huo)山(shan)的(de)(de)(de)活(huo)動性主要來(lai)自鹵(lu)水(shui)和(he)氣(qi)體(ti)(ti)由(you)APMB（區(qu)域D）經由(you)通道（區(qu)域E）向(xiang)(xiang)淺(qian)部（區(qu)域F和(he)G）運移引起(qi)的(de)(de)(de)，最終(zhong)氣(qi)體(ti)(ti)在(zai)火(huo)(huo)(huo)山(shan)口正下方聚集(ji)。該(gai)流體(ti)(ti)/氣(qi)體(ti)(ti)向(xiang)(xiang)上的(de)(de)(de)遷(qian)移引起(qi)了地表每年大約1厘米的(de)(de)(de)抬升。考慮到(dao)火(huo)(huo)(huo)山(shan)口下方較低的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)飽和(he)度和(he)減(jian)緩的(de)(de)(de)地表變形速率(lv)，推測(ce)Uturuncu火(huo)(huo)(huo)山(shan)當前的(de)(de)(de)噴發(fa)危險(xian)性較低。該(gai)項研究采取(qu)的(de)(de)(de)技術路(lu)線也可以(yi)用于刻(ke)畫全球其它火(huo)(huo)(huo)山(shan)的(de)(de)(de)巖漿(jiang)熱液系統，對于火(huo)(huo)(huo)山(shan)噴發(fa)危險(xian)性的(de)(de)(de)評估具(ju)有重要價(jia)值。
論文第一單位為(wei)188bet足球，第一作者(zhe)為(wei)中國金宝搏入口188地球和空間科學(xue)學(xue)院劉影特任副(fu)研(yan)究員，通訊(xun)作者(zhe)為(wei)張(zhang)海江教授(shou)(shou)和英國牛(niu)津大(da)學(xue)Michael Kendall教授(shou)(shou)，合作者(zhe)包(bao)括英國牛(niu)津大(da)學(xue)Jonathan Blundy教授(shou)(shou)和Thomas Hudson博士，康奈(nai)爾大(da)學(xue)Matthew Pritchard教授(shou)(shou)和Patricia MacQueen博士。本(ben)研(yan)究得到了國家重點研(yan)發(fa)計劃(hua)和國家自然科學(xue)基(ji)金委的支持(chi)。
論文鏈接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2420996122
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//www.discovermagazine.com/planet-earth/a-zombie-volcano-shows-signs-of-activity-could-it-rise-from-the-grave（Discover Magazine）
//www.eurekalert.org/news-releases/1081500(美(mei)國科學促進會EurekAlert!)
//phys.org/news/2025-04-anatomy-zombie-volcano-unrest-uturuncu.html（美國物理學會）
//bioengineer.org/unraveling-the-mystery-of-zombie-volcanoes-probing-the-unrest-within-uturuncu/（生物工程網站）
（地球和空間科學(xue)學(xue)院(yuan)、科研(yan)部）
