مطالعه ويژگي‌ها وشكل‌گيري حباب‌ها در هنگام فوران واحد اسكوري آتشفشان دماوند

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

اسكوري‌ها يكي از مواد آذرآواري سازنده آتشفشان دماوند هستند.كاني‌هاي اصلي موجود در واحد اسكوري به‌ترتيب فراواني شامل پلاژيوكلاز، پيروكسن و اليوين است. در ‏اين مطالعه، فرايند تشكيل حباب‌ها در هنگامفوران اسكوري‌هاي آتشفشان دماوند با استفاده از روش توزيع اندازه حباب‌ها و با محاسبه فراواني، سهم حجمي، مدل‌سازي سه ‏بعدي، هسته بندي و رشد حباب‌ها مورد بررسي قرار گرفته است. حباب‌ها در سه بعد عمود بر هم (‏X, Y, Z‏) از سنگ اسكوري منطقه به طور كمي اندازه‌گيري و نتايج ابعاد ‏مختلف با يكديگر مقايسه شدند. در مجموع در سه بعد 16830 حباب (‏X=7357, Y=5385, Z=4088‎‏) رسم و شمارش شد‏‎.‎سهم حجمي حباب‌ها در سه بعد ‏به‌ترتيب(‏X=47.21, Y=40.27,Z=40.01‎‏)درصد محاسبه شد‎.‎‏ شكل سه‌بعدي حباب‌ها با استفاده از محاسبه سه قطر عمود بر هم بازسازي شد. بهترين ميانگين نسبت ابعاد براي هر ‏وجه برابر با (‏X=1:1:4,Y=Z=1:1:3.4‎‏) اندازه‌گيري شد و شكل رسم شده در هر 3 وجه يك بيضوي گون است كه طول قطر كشيده آن (‏L‏) تقريبا" 4 برابر دو قطر ديگر (‏I, S‏) ‏است. راستاي ‏L‏ همان راستاي عمود بر سطح است كه كمترين فشار به ماگما وارد مي‌شود و حباب‌ها توانايي رشد 4 برابري را در آن راستا داشته‌اند. وجود سه قله در نمودار ‏پراكندگي فراواني اندازه حباب‌ها، نشان‌دهنده سه رخداد هسته‌زايي مجزاست(‏F1, F2, F3‎‏) كه توزيع پلي مدال تا نمايي را براي حباب‌هاي موجود در اسكوري‌هاي دماوند ‏پيشنهاد مي‌كند.در آتشفشان دماوند سه نسل حباب در سه رخداد هسته‌زايي تشكيل شده است كه به ترتيب از نسل اول تا سوم چگالي هسته‌بندي افزايش و رشد حباب‌ها كاهش ‏يافته است. شكل اين سه نسل حباب در سه وجه اسكوري دماوند همانند است و نسبت ميانگين 1:1:3.7 دارد كه يك شكل بيضي‌گون است. نسل اول حباب‌ها در آشيانه ‏ماگمايي و نسل دوم در هنگام صعود ماگماتشكيل شده‌‌اند. نسل سوم ممكن است در ميان حباب‌هاي بزرگ‌تر پيشين و يا در آخرين مرحله بيرون‌ريزي ماگما از دودكش ‏آتشفشاني تشكيل شده باشد.‏

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.‎