مطالعه ویژگی‌ها وشکل‌گیری حباب‌ها در هنگام فوران واحد اسکوری آتشفشان دماوند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

اسکوری‌ها یکی از مواد آذرآواری سازنده آتشفشان دماوند هستند.کانی‌های اصلی موجود در واحد اسکوری به‌ترتیب فراوانی شامل پلاژیوکلاز، پیروکسن و الیوین است. در این مطالعه، فرایند تشکیل حباب‌ها در هنگامفوران اسکوری‌های آتشفشان دماوند با استفاده از روش توزیع اندازه حباب‌ها و با محاسبه فراوانی، سهم حجمی، مدل‌سازی سه بعدی، هسته‌بندی و رشد حباب‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. حباب‌ها در سه بعد عمود بر هم (X, Y, Z) از سنگ اسکوری منطقه به طور کمی اندازه‌گیری و نتایج ابعاد مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. در مجموع در سه بعد  16830 حباب (X=7357, Y=5385, Z=4088) رسم و شمارش شد.سهم حجمی حباب‌ها در سه بعد به‌ترتیب(X=47.21, Y=40.27,Z=40.01)درصد محاسبه شد. شکل سه‌بعدی حباب‌ها با استفاده از محاسبه سه قطر عمود بر هم بازسازی شد. بهترین میانگین نسبت ابعاد برای هر وجه برابر با (X=1:1:4,Y=Z=1:1:3.4) اندازه‌گیری شد و شکل رسم شده در هر 3 وجه یک بیضوی‌گون است که طول قطر کشیده آن (L) تقریبا" 4 برابر دو قطر دیگر (I, S) است. راستای L همان راستای عمود بر سطح است که کمترین فشار به ماگما وارد می‌شود و حباب‌ها توانایی رشد 4 برابری را در آن راستا داشته‌اند. وجود سه قله در نمودار پراکندگی فراوانی اندازه حباب‌ها، نشان‌دهنده سه رخداد هسته‌زایی مجزاست(F1, F2, F3) که توزیع پلی‌مدال تا نمایی را برای حباب‌های موجود در اسکوری‌های دماوند پیشنهاد می‌کند.در آتشفشان دماوند سه نسل حباب در سه رخداد هسته‌زایی تشکیل شده است که به ترتیب از نسل اول تا سوم چگالی هسته‌بندی افزایش و رشد حباب‌ها کاهش یافته است. شکل این سه نسل حباب در سه وجه اسکوری دماوند همانند است  و  نسبت میانگین 1:1:3.7 دارد که یک شکل بیضی‌گون است. نسل اول  حباب‌ها در آشیانه ماگمایی و نسل دوم در هنگام صعود ماگماتشکیل شده‌‌اند. نسل سوم ممکن است در میان حباب‌های بزرگ‌تر پیشین و یا در آخرین مرحله بیرون‌ریزی ماگما از دودکش آتشفشانی تشکیل شده باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Characterization of Bubbles and Their Formation during the Eruption of Damavand Volcano Scoria

نویسندگان [English]

  • B Rahimzadeh 1
  • F Masoudi 2
  • Sh Ranjbar 3
1 Ph.D. Student, Faculty of Earth Sciences, ShahidBeheshti University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Earth Sciences, ShahidBeheshti University, Tehran, Iran
3 M. Sc., Department of Geology, Faculty of Sciences, KharazmiUniversity, Tehran, Iran
چکیده [English]

Scoria is one of the main pyroclastic units in Damavand volcano, which its main crystals are plagioclase, olivine and pyroxene. In this study, characterization of bubbles and their formation during the eruption considered using Bubble Size Distribution (BSD) method including study of volume, 3D modeling, nucleation and bubble growth. For selected sample, thebubbles investigated in 3 perpendicular dimensions (X-Y-Z) and in total 16830 bubbles (X=7357, Y=5385, Z=4088) were measured and drawn. The Bubbles volumes calculated in 3 dimensions are X=47.21, Y=40.27, Z=40.01 percent. The Bubbles axes were calculated: X=1:1:4, Y=Z=1:1:3.4 and the 3D schematic shape is ellipsoid which  the longest axis (L) is about 4 times longer than the other two axes (I, S). The L axis is parallel to the lowest pressure dictated on magma and the bubbles could be grown 4 times more in that direction. The bubbles shape of Damavand scoria is an ellipsoid with an average of 1:1:3.7 for its axes. The presence of 3 peaks in frequency distribution versus bubble size diagram, suggesting polymodal events of bubbles generation and in the Damavand volcano the bubbles nucleation occurred in 3 events(F1, F2, and F3). The nucleation density increased from F1 to F3 but the bubbles growth reduced in the same direction. The first group of bubbles formed in the magma chamber and the second group formed during the magma ascent. The third group of bubbles could form either in the space between earlier groups or in the last stage of magma eruption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bubble size distribution (BSD)
  • Scoria
  • Damavand volcano