新西兰第四纪爆炸性火山活动的海洋火山灰地层记录——近源至超远源火山灰序列的整合与全球火山灰研究框架构建

【编辑推荐】为解决新西兰陶波火山带(TVZ)喷发记录不连续的问题，研究人员通过分析IODP/ODP/DSDP钻孔中546个海洋火山灰样本的玻璃成分(EMP/LA-ICP-MS)，建立包含165个火山事件的第四纪火山灰地层序列，其中33个与陆相喷发层对应，首次揭示53 kyr持续喷发的Kidnappers-B/Potaka事件序列，为全球火山灰研究提供新框架。

　　

新西兰北岛的陶波火山带(TVZ)是全球最活跃的火山系统之一，其前身科罗曼德尔火山带(CVZ)的喷发历史却因陆相地层保存不完整而难以追溯。传统火山学研究受限于陆地露头的风化侵蚀和复杂构造变形，而海洋沉积物却像"地质硬盘"般完整保存着火山灰层序。德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心的K. Pank团队联合多国科学家，通过整合IODP 375/372、ODP 181等5个航次的546个海洋火山灰样本，在《Journal of Volcanology and Geothermal Research》发表突破性成果。

研究采用电子微探针(EMP)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析玻璃碎屑的主微量元素，结合地层学关联建立包含331个原始火山灰层的数据库。通过"地质指纹"比对，首次将165个第四纪火山事件编织成连续时间序列，其中33个与陆相标志层（如2.6-1.6 Ma期间的Welcome Bay熔结凝灰岩）成功匹配。

【Marine tephra inventory】显示90cm厚的火山灰层与毫米级"灰豆"共存，揭示TVZ存在从瞬时喷发到持续数万年的"脉冲式活动"，如Kidnappers-B/Potaka事件群持续53 kyr。

【Marine tephra correlations】建立的254条等时线显示，1.6 Ma前火山休眠期缩短至1.12 kyr（较1.6-2.6 Ma间的1.38 kyr显著加速），印证TVZ对CVZ的取代过程。

【A marine tephra framework】将海洋记录与陆相火山灰标志层（如Hikuroa浮岩段）对接，修正了传统认为的单一喷发事件认知，证明超大规模喷发实际由多个子事件组成。

该研究不仅为环太平洋火山带研究提供精确时标，其建立的"火山灰条形码"技术体系更开创了跨圈层火山灾害评估新范式。特别是发现TVZ存在千年尺度的喷发周期律，对理解板块俯冲带岩浆系统演化具有里程碑意义。团队特别指出，海洋火山灰层中保存的锆石等矿物未来可提供更高精度的Ar-Ar定年数据，这将推动第四纪火山活动与气候变化关联研究进入新阶段。