《Journal of Volcanology and Geothermal Research》：The 14.04?Ma Hrabovec Tuff Megabed: Subaqueous deposit resulting from a major explosive eruption in the Pannonian Basin System
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东斯洛伐克盆地Hrabovec凝灰岩层喷发事件研究：通过锆石测年确定其发生于约14.039 Ma，单次喷发，海洋环境密度流沉积，估算体积22-39 km3，为中Miocene火山活动重要组成部分，需纳入区域地层学框架。
作者名单：Katarína ?arinová、Samuel Rybár、Jana Br?eková、Dawid Szymanowski、Fred Jourdan、Marcel Guillong、Júlia Kotulová、?ubomír Sliva、Natália Hudá?ková、Lukács Réka
斯洛伐克布拉迪斯拉发科梅尼乌斯大学矿物学、岩石学与经济地质学系，地址：Ilkovi?ova 6，842 15，布拉迪斯拉发，斯洛伐克共和国
摘要
东斯洛伐克盆地是中新世潘诺尼亚后弧盆地系统的一部分，该系统形成于阿尔卑斯-喀尔巴阡-迪纳里克交界处俯冲板块撤退后发生的地壳拉伸作用。在该盆地中，Hrabovec凝灰岩是一层厚度为100–140米的沸石化流纹岩/英安岩凝灰岩“巨层”，位于下巴登期（Langhian）地层顶部。这种原始为玻璃质的凝灰岩主要由玻璃碎片、斜长石和黑云母组成，其中含有少量斜长石和石英晶体。随着埋藏深度的增加，玻璃碎片逐渐被各种沸石矿物以及蛋白石/石英所替代。通过LA-ICP-MS和高压CA–ID–TIMS测年技术以及40Ar/39Ar黑云母测年方法确定，Hrabovec凝灰岩的喷发时间约为百万年前。多个样本中锆石地球化学成分的均匀性表明这些物质来自同一次喷发事件。颗粒大小特征、成分变化以及海洋化石的存在表明其沉积环境为水下喷发形成的密度流沉积。基于地震数据的保守体积估计约为22立方公里。Trhovi?te-26井的建模结果显示该凝灰岩的压实厚度约为211米，因此整个研究区域的喷发体积估计为39立方公里。由此可见，Hrabovec凝灰岩是中新世火山活动的重要事件，应被纳入喀尔巴阡-潘诺尼亚地区的火山地层学研究。
引言
晚白垩世至始新世期间，阿尔卑斯特提斯洋岩石圈在北欧板块与ALCAPA板块之间的俯冲作用导致了地壳拉伸，随后潘诺尼亚盆地系统（PBS）发生热沉降（参考文献：Royden等人，1982年；Ková?等人，1995年；Fodor等人，1999年；Tari等人，1999年；Ustaszewski等人，2008年；Matenco和Radivojevi?，2012年；Horváth等人，2015年；Balázs等人，2016年）。这一过程伴随着大规模的火山活动，包括多次强烈的爆发事件（参考文献：Lukács等人，2018年；Lukács等人，2024年；Karátson等人，2022年；Brlek等人，2023年；Hencz等人，2024年；Harangi等人，2026年）。近年来，这些喷发产物在喀尔巴阡-潘诺尼亚地区广泛分布，对区域火山地层学研究具有重要意义（参考文献：Szakács等人，2012年；Lukács等人，2015年；Lukács等人，2018年；Lukács等人，2021年；Lukács等人，2024年；Rocholl等人，2018年；Trinajsti?等人，2023年；?egvi?等人，2023年；Brlek等人，2023年；Brlek等人，2024年）。通过锆石测年技术，已确认在约18.1至11.5百万年前发生了八次大规模喷发（参考文献：Lukács等人，2018年；Lukács等人，2021年；Lukács等人，2024年；Dani?ík等人，2021年；Karátson等人，2022年；Brlek等人，2023年；Trinajsti?等人，2023年；?egvi?等人，2023年）。
在潘诺尼亚盆地系统中，东斯洛伐克盆地（ESB）是火山地层学研究较为薄弱的区域之一。该盆地是特兰斯喀尔巴阡盆地的一个独立子盆地，含有大量火山碎屑岩层（见图1）。其中最显著的地层是Hrabovec凝灰岩巨层，厚度可达100–140米，属于Ni?ny Hrabovec组（参考文献：Rudinec，1978年；Vass和?ver?ko，1985年；Vass，2002年）。由于强烈的沸石化作用，传统的放射性同位素测年结果存在偏差。Ar全岩分析得到的年龄为7.7±1.3百万年和8±0.9百万年（参考文献：Slávik等人，1968年；Bagdasarjan等人，1971年），这些结果与黑云母的生物地层学定位（下巴登期顶部，参考文献：Vass，2002年；Subová等人，2022年）不符。早期研究将东斯洛伐克盆地的Hrabovec凝灰岩与乌克兰的Novoselica凝灰岩以及罗马尼亚的Dej凝灰岩进行了对比（参考文献：Bagdasarjan等人，1971年；Pecskay等人，2002年；Vass，2002年）。其在斯洛伐克的分布面积约为300平方公里，体积约为578立方公里（参考文献：Slávik等人，1968年）。然而，这些初步的空间数据主要基于地层对比和流纹岩/英安岩成分的相似性。
本研究旨在精确确定Hrabovec凝灰岩的沉积时间、地球化学特征、空间分布及沉积机制。量化此次喷发产生的火山碎屑物体积对于重建喷发强度及理解相关火山-构造过程至关重要。研究初期重点关注盆地的西北部区域。
地质背景
中欧地区的地质演化与亚得里亚-非洲板块和欧亚板块的长期汇聚密切相关，这导致了特提斯洋的闭合及阿尔卑斯-喀尔巴阡造山运动的形成（参考文献：Csontos和V?r?s，2004年；Horváth等人，2006年；Schmid等人，2008年）。俯冲和碰撞过程之后，复杂的后碰撞构造事件重塑了阿尔卑斯-喀尔巴阡区域（参考文献：Csontos等人，1992年；Dilek，2006年；Matenco等人）
分析方法
Hrabovec凝灰岩的样品来自两个商业采石场和两口深井（见图1、表1）。这两个采石场相距约1公里，分别于2020年和2023年进行了采样。Nafta a.s.公司提供的井芯数据存在间断性，因为取芯仅针对特定层位进行。样品代码包含采石场名称和层位信息（例如，Ku?ín-0表示Ku?ín采石场的最底层）。
地层学
Hrabovec凝灰岩构成了Langhian Ni?ny Hrabovec组的顶部厚层（见图2）。尽管所有原始描述中都使用“凝灰岩”一词，但根据其沉积机制，更合适的术语应为碎屑沉积物。
通过采石场露头可以更好地了解岩石学特征，而单井岩心数据仅提供不连续的点状信息。我们的野外数据与以往研究结果相结合，形成了完整的地层框架。
Hrabovec凝灰岩的喷发时间与各站点之间的相关性
所有采样点的LA-ICP-MS锆石测年结果在分析不确定性范围内一致，且与更精确的CA-ID-TIMS测年结果相符（见图10、图11）。这种高度一致性表明所有样本很可能记录了同一次火山事件。根据CA-ID-TIMS数据，Hrabovec凝灰岩的喷发时间约为百万年前。40Ar/39Ar黑云母测年结果进一步验证了锆石TIMS数据，表明所分析的锆石具有相似的年龄特征。
结论
研究结果表明，Hrabovec凝灰岩形成于约14.04百万年前，属于一次大规模硅质喷发事件。这层厚度为100–140米的凝灰岩巨层代表了该地区中新世火山活动的重要组成部分。
作者贡献声明
Katarína ?arinová：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、研究设计、资金申请、数据管理、概念构思。Samuel Rybár：初稿撰写、数据可视化、验证、研究。Jana Br?eková：数据可视化、验证、研究。Dawid Szymanowski：数据可视化、验证、研究监督。Fred Jourdan：数据验证、研究监督。Marcel Guillong：数据验证、研究监督。Júlia Kotulová：
未引用参考文献
Cas和Wright，1991年
Jeon等人，2022年
Kali?iak等人，1991年
Kennedy等人，2014年
Marantos等人，2012年
Sawyer等人，2023年
利益冲突声明
本人无需要声明的利益冲突。
致谢
本项目由斯洛伐克研究与发展署（合同编号：APVV-23-0227）、斯洛伐克教育、科学和文化部的科学资助机构（合同编号：VEGA 1/0336/25）、NextGenerationEU（通过斯洛伐克恢复与韧性计划，项目编号：09I03-03-V04-00127）以及匈牙利国家研究、发展与创新办公室（项目编号：145905）资助。本研究得到了MTA–HUN-REN项目的支持。
