岩浆传输系统直接影响着火山喷发与火山灾害的发生，它一直都是地球科学领域研究的热点。板内单成因火山的岩浆传输存储系统通常被认为相对简单，岩浆直接从岩石圈地幔的玄武岩熔体源区喷出形成火山。然而，对板内单成因火山喷发产物的岩石学与地球化学研究表明，单成因火山熔体也经历了明显的地壳存储过程，目前关于单成因火山的岩浆完整跨地壳传输路径和储存的地球物理观测鲜见报道，其形成控制因素仍不明确。

针对上述问题，地球探测科学与技术学院翁爱华教授课题组选取板内单成因火山的代表——镜泊湖火山进行了加密的大地电磁台站测量（图1），通过反演获得了镜泊湖单成因火山区跨地壳的三维电阻率结构（图2），并构建了山根控制下的板内单成因火山岩浆传输系统。具体研究成果如下：

1. 在镜泊湖火山下方发现高电阻率异常体（R）呈锥状延伸至中下地壳，深达近30km。并在高阻异常R周围发现环绕该异常体分布着圆锥状低电阻率异常，锥顶和岩石圈地幔中的低阻异常体（D）相连。同时，该锥状异常体在上地壳底部，中地壳的脆性-韧性转换带深度附近分别形成低阻异常中心（B和C异常）。

图1 (a) 研究区位置和大地电磁测点分布 (b) 镜泊湖地区地质简图

2. 高阻异常R被解释为张广才岭的坚硬的山根。结合高温高压岩石物理实验，岩石圈地幔顶部的低阻异常D被解释为玄武质熔体，中下地壳的低电阻率异常体C被解释为玄武质熔体侵入形成的岩床/岩脉群，而上地壳的低阻异常体（B）则被解释为侵入的熔体或可能是其凝固后释放的含盐流体。

3. 研究结果表明，该板内单成因火山的岩浆传输体系是整个低阻异常体构成了一个源自岩石圈地幔顶部的碟状侵入体，并认为张广才岭的山根、地形加载作用、地壳的流变结构以及周围的岩石圈断裂共同控制了镜泊湖板内单成因火山的跨地壳碟状岩浆传输系统（图3）。

图2  不同深度的电阻率切片和过火山的电阻率断面图

图3 镜泊湖火山跨地壳的碟状侵入概念图

以上研究成果于2023年12月以“Crustal root shapes the plumbing system of a monogenetic volcanic field as revealed by magnetotelluric data”为题发表于国际地学权威期刊《Earth and Planetary Science Letters》上。该项研究由吉林大学地球探测科学与技术学院翁爱华教授（通讯作者）团队的李亚彬博士和吉林大学地球科学学院许文良教授（通讯作者）、意大利国立地球物理研究所的Guido教授（通讯作者）合作完成。该工作由国家自然科学基金（42130302和42074080）和吉林大学科技创新研究团队（2021TD-050）资助。研究的详细信息请参照原文。

原文信息：

Yabin Li, Aihua Weng*, Zikun Zhou, Junhao Guo, Shiwen Li, Guido Ventura*, Wenliang Xu*. Crustal root shapes the plumbing system of a monogenetic volcanic field as revealed by magnetotelluric data. Earth and Planetary Science Letters, 626(November 2023), 118523.

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118523