为什么长白山距离板块交界处这么远还能形成活火山？ 第1页

根据地震层析成像反演的结果，长白山的地下是早先俯冲、后来停留在400-600km深处地幔附近的古太平洋板块^[1]。

从下图的a剖面可以很容易看出，一条蓝色的岩石P波低速带，从日本以东的海沟斜插进地球深处，伴随着大量地震由浅及深分布构成贝尼奥夫带（Benioff zone），最后在中国东部的地下深处停滞，转变为地幔里的停滞板片（stagnant slab）

放大长白山地区^[2]

这个叫做停滞板片的家伙，在地下很不老实，发生各种转变，主要的变化是向地幔转移了很多水分。

而水这个玩意就很坏事，它会引起地幔岩石熔点的降低。一个高温高压的环境里，岩石熔点的降低，就意味着熔融成岩浆。

而岩浆又是一种低密度的高温熔体，那它就会向上走，在长白山及其他地方，发生从600km深处的地幔起源的岩浆物质上涌^[3]

而除了长白山，类似的情况也发生在东北其他地区和华北，整个中国东部尤其是长江以北到东北地区，都在经受这种来自地下深处的高温考验^[4]。

这个过程的影响之深远、时间跨度之巨大，改变了整个东亚地区自侏罗纪以来的地质格局，形成了包括华北平原、长江中下游平原、松辽平原等中国东部的大平原，和中国东部的火山群，完成了亚洲东部从中生代的丘陵高原向新生代的盆地平原的转化，形成了中国陆地的第三级阶梯，而且在其成型过程里，在地壳浅部的沉积盆地区里同时产生了大量的油气资源。

以上表述，你可以在《华北克拉通破坏》一书里找到。

下图是个大致的时间线^[5]。

而在这个跨越超长时间、覆盖超大空间的地球级重大地质事件里，长白山的诞生，只是其中的一个小小的水花。

前面说到，地下600km处存在停滞板片，这是一个最近几千万年里不断发生的故太平洋俯冲板块后撤过程产生的结果。

而长白山一带又正好存在一些深大断裂带，形成了一个局地薄弱区，给岩浆上涌创造了条件^[6]。

于是，这里先后经历了2000多万年的散点状火山喷发形成一大堆小火山、500万年前的溢流式玄武岩喷发形成玄武岩台地（上图绿色区域）、数十万年里岩浆性质逐渐变得粘稠发生造锥喷发，最后形成我们今天看见的长白山火山。

正所谓太阳底下无新事，长白山火山的产生，同样是太平洋板块俯冲的诸多结果之一。

但为什么它并不如岛弧/山弧火山这么广为人知呢？

答案在于，这还是一个十分年轻的理论。

华北克拉通破坏，是最近几十年里中国地质学家重新深刻理解中国东部中新生代地质演变后，原创出来的一个新的理论体系，是中国地质学家在21世纪里攀上得一座具有划时代意义的高峰。

2017年，这个成果体系荣获当年国家自然科学进步二等奖。

它还远远没有走进高校的本科普通地质学教材，更别说走进普通高中地理课本了。

一个新生的学术成果，还需要更多的时间才能走进基础教育，从而变得家喻户晓。

不过我相信，总有一天，“华北克拉通破坏”的成因、机制和结果，一定会和魏格纳的板块构造学说一样，成为一个众人皆知的东西。

而在实现这一点的过程里，我很乐意站在向大众普及这一重大学术成果的第一线~

1. ^ Dapeng Zhao (2009). Multiscale seismic tomography and mantle dynamics. , 15(3-4), 297–323. doi:10.1016/j.gr.2008.07.003
2. ^ Zhao, Dapeng (2019). Importance of later phases in seismic tomography. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 296(), 106314–. doi:10.1016/j.pepi.2019.106314
3. ^ Lei, Jianshe; Xie, Furen; Fan, Qicheng; Santosh, M. (2013). Seismic imaging of the deep structure under the Chinese volcanoes: An overview. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 224(), 104–123. doi:10.1016/j.pepi.2013.08.008
4. ^ Kusky T M, Windley B F, Wang L, et al. Flat slab subduction, trench suction, and craton destruction: Comparison of the North China, Wyoming, and Brazilian cratons[J]. Tectonophysics, 2014, 630: 208-221.
5. ^ Liu J, Cai R, Pearson D G, et al. Thinning and destruction of the lithospheric mantle root beneath the North China Craton: a review[J]. Earth-Science Reviews, 2019, 196: 102873.
6. ^ Zhang M, Guo Z, Liu J, et al. The intraplate Changbaishan volcanic field (China/North Korea): A review on eruptive history, magma genesis, geodynamic significance, recent dynamics and potential hazards[J]. Earth-science reviews, 2018, 187: 19-52.