L'eruzione del Qixiangzhan, Changbaishan - Shijiazhuang Lago dei Cigni Co.,Ltd

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 22485 (2022) Citare questo articolo

2135 accessi

5 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

La doppia datazione con zirconi (ZDD) della lava comendite rivela un'età di eruzione di 7,0 ± 0,9 ka per l'eruzione Qixiangzhan (QXZ), vulcano Changbaishan-Tianchi, Cina/RPDC. Questa età è supportata da nuovi esperimenti con sanidino 40Ar/39Ar e da un precedente controllo dell'età tramite carbone alla base del QXZ. L’età rivista supporta correlazioni con la cenere distale nella Cina orientale e nel Giappone centrale e stabilisce un’eruzione significativa (stimata con l’indice di esplosività vulcanica 5+) che può fornire un utile indicatore stratigrafico dell’Olocene nell’Asia orientale. La nuova era indica che la lava QXZ non registra ca. 17 ka Escursione del campo geomagnetico Hilina Pali/Tianchi ma piuttosto un'escursione più giovane dell'Olocene fino ad ora non riconosciuta a ca. 7–8 ka. Il confronto tra la cristallizzazione dello zircone U-Th e l'età sanidina ZDD e 40Ar/39Ar indica un periodo prolungato di accumulo del magma QXZ che si estende da ca. 18 ka all'età dell'eruzione. Ciò connota un'eruzione che ha mescolato cristalli (antecristi) formati in anticipo rimobilizzati da stadi precedenti di accumulo di magma con cristalli formati vicino al momento dell'eruzione. Sulla base di questi risultati, un tasso di recidiva di ca. 7–8 ka per il sistema magmatico Changbaishan-Tianchi si trovano negli ultimi due principali cicli di eruzione.

L’età accurata delle eruzioni quaternarie è fondamentale per una delineazione affidabile delle storie vulcaniche e delle scale temporali associate, con implicazioni per la geodinamica e i rischi vulcanici, nonché per lo sviluppo e l’evoluzione dei sistemi magmatici. I depositi diffusi di tefra sono anche importanti marcatori cronostratigrafici e quindi l'età eruttiva accurata è cruciale per limitare la stratigrafia quaternaria. Tuttavia, sta diventando sempre più chiaro che ottenere età dirette robuste e precise (registrate in materiale giovanile) per eruzioni < 100 ka può essere molto impegnativo, compromettendo l'accurata cronologia vulcanica in questo periodo di tempo critico. L'eruzione Qixiangzhan (QXZ) del vulcano Changbaishan-Tianchi (CBS-TC) al confine tra Cina e Repubblica popolare democratica di Corea (RPDC) (Fig. 1) esemplifica molte di queste sfide poiché diversi metodi geocronologici hanno portato a eruzioni spesso contrastanti interpretazioni dell'età1,2,3. L'evento QXZ è un'eruzione chiave nel nord-est della Cina/Giappone poiché apparentemente registra un'escursione del campo geomagnetico a livello mondiale all'interno dei suoi depositi piroclastici di lava e saldati. Questa escursione è stata variamente correlata al ca. Evento Blake di 120 mila anni4 e, più recentemente, all'escursione di Hilina Pali che ha portato a un nuovo evento paleomagnetico postulato "Hilina Pali/Tianchi"1. L’adeguata assegnazione dell’età dell’eruzione ha acquisito ancora più significato a causa della recente correlazione della QXZ con i depositi di cenere distali in Cina (Lago Yuanchi – a 30 km di distanza2) e Giappone (Lago Suigetsu – a 900 km di distanza5), che connotano un’eruzione esplosiva di importanza regionale con il potenziale per aiutare a correlare l '"evento 8,2 ka" dell'emisfero settentrionale, una brusca transizione di raffreddamento a ca. 8,2 mila BP (rif.6). La convalida di una qualsiasi di queste potenziali associazioni dipende dalla tempistica precisa del QXZ.

Contesto geografico e dettagli dell'eruzione Qixiangzhan (QXZ) dal vulcano Changbaishan-Tianchi. (a) Rilievo ombreggiato del vulcano Changbaishan-Tianchi e dintorni locali che mostrano la posizione e la distribuzione del flusso di lava Qixiangzhan sul versante nord della caldera Changbaishan-Tianchi. La linea nera continua è il confine internazionale tra Cina e Corea del Nord. (b) Immagine satellitare del flusso di lava di Qixiangzhan e mostra le posizioni dei nostri campioni. (c) Contesto regionale più ampio del vulcano Changbaishan-Tianchi che mostra i luoghi in cui sono stati localizzati i correlativi della tefra/cenere dell'eruzione del Qixiangzhan.

Ad oggi, la datazione diretta dei materiali giovanili della QXZ ha restituito risultati variabili e l'età più recentemente promossa di ca. 8,1 ka si basa su date indirette dal radiocarbonio-14 (14C), stratigrafia e tefrocronologia2,5. In questo contributo, affrontiamo questa sfida utilizzando l'applicazione combinata di (U–Th)/He e 238U/230Th datazione con disequilibrio dello zircone7, nota come doppia datazione dello zircone (ZDD)8, che indica una nuova età diretta di 7,0 ± 0,9 ka per il QXZ. Inoltre, abbiamo condotto esperimenti di riscaldamento incrementale a cristallo singolo sanidino 40Ar/39Ar ad alta precisione che producono età che vanno da 7,2 ± 1,3 a 14,3 ± 0,7 ka che supportano questa nuova giovane età. Il risultato di questo studio ha importanti implicazioni per la tefrocronologia regionale, la storia del campo geomagnetico, la deglaciazione come fattore scatenante dell’eruzione, la storia magmatica del vulcano Changbaishan-Tianchi e la datazione delle eruzioni vulcaniche quaternarie.

850 μm) sanidine crystals from sample QXZC were chosen for analysis by the single crystal incremental heating (SCIH) 40Ar/39Ar technique. These yield individual crystal plateau ages ranging from 14.3 ± 0.7 to 7.2 ± 1.3 ka. The plateau ages are concordant with their respective normal, inverse, and total fusion ages (Fig. S2; Table S2). All but one of the six coarse sanidine crystals analyses yielded 40Ar/39Ar ages concordant with the ZDD age, with the youngest sanidine 40Ar/39Ar age of 7.2 ± 1.3 ka obtained in our own experiments overlapping with our ZDD eruption age within uncertainty. The ca. 7–20 ka range of sanidine 40Ar/39Ar ages14,17 is within the range of U–Th zircon crystallization age range of ca. 7.7–59 ka that necessarily predate the eruption./p> 5000 shards per gram of sediment) strongly suggests that the QXZ may be dispersed in a wider area than the very limited distribution currently known (Fig. 1)2,5. We follow Sun et al.2 and McLean et al.5 in asserting that this tephra layer potentially offers an important early Holocene marker horizon around East Asia and may help constrain the extent of important paleoenvironmental events like the "8.2 ka event"./p> 850 μm), washing, ultrasonic bathing and the use of magnetic separations using a FrantzTM model LB-1 magnetic separator. Mineral separates were cleaned by rinsing each sample with cold water, then washing in an ultrasonic cleaner for 15 min using triple distilled water (Milli-Q Water) then dried in a drying oven at 55 °C. Special care was taken to remove any alteration material from the groundmass using an intensive acid leaching procedure using a combination of HCl and HNO3 at different acid strengths and dried in a drying oven at 55°C57. The sanidine and anorthoclase concentrates were further treated with a 15% solution of HF for 7 min to remove adhering glass. The mineral concentrates were put through a solution of Lithium Heteropolytungstate (LST) using a density of 2.582 to float the anorthoclase and sink any possible plagioclase or anorthoclase with heavy inclusions. Samples were then washed with Milli-Q water and tried at 55 °C. Once the samples were dried, they were re-sieved between 250 μm to remove finer fractions produced from the ultrasonic cleaning. Final separates were obtained using a binocular microscope to obtain purities of > 99.9%./p>

2.3.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0091-7613%281997%29025%3C0483%3AHCIAPW%3E2.3.CO%3B2" aria-label="Article reference 6" data-doi="10.1130/0091-7613(1997)0252.3.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0091-7613%282001%29029%3C0275%3AMIHEAI%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 32" data-doi="10.1130/0091-7613(2001)0292.0.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>