尽管板内火山在地球上分布广泛（中欧、澳大利亚东部、北非、北美和东亚），但其起源和结构仍存在争议，而与停滞板块相关的板内火山作用及其跨岩石圈管道系统图像，更是鲜为人知。中国东北地区广泛发育有新生代的板内火山，是研究板内火山作用及其岩浆传输系统的理想场所。
吉林大学翁爱华教授的团队在中国东北开展的面积性长周期大地电磁探测，并在新生代的镜泊湖火山场以火山场为中心布置面积性的宽频大地电磁观测（图1），基于获得的大地电磁数据利用三维反演技术，获得了火山场地区深达400公里的三维电性结构（图2）。
图1. 东北地区长周期大地电磁观测(A)及镜泊湖火山场宽频电磁探测测点分布(B)
在软流圈尺度上，电阻率模型揭示在中国东北地区下方的软流圈中存在大规模低阻异常；其中过镜泊湖火山场，在张广才岭深部的软流圈中低阻异常电阻率只有欧姆米。岩石物理分析表明, 这些低阻异常可能是由高含水量、甚至部分硅酸盐碳酸盐熔融物质引起。这些软流圈中流体熔融物质上升到岩石圈底部, 蚀穿岩石圈后喷出地表, 形成中国东北地区的新生代火山。上述上地幔深部流体运移过程在岩石圈尺度上，进一步为镜泊湖火山场深部的电性结构所揭示。探测发现，镜泊湖火山场下方存在不同尺度的三个低阻异常，分别位于中下地壳、岩石圈以及软流圈，其中软流圈的低阻异常与长周期的异常高度一致。结合最新的岩石物理实验，软流圈中异常被解释为富CO2熔体，当深度浅于120km时超过富CO2熔体的稳定场，其与橄榄岩熔体共同组成岩石圈的低阻异常，底劈于岩石圈顶部。地壳尺度的异常位于岩石圈异常的顶部，被解释为镜泊湖火山场的浅部岩浆储集区。
该研究结果发现：（a）板内火山场的管道系统比以前认知的岩床或岩墙更复杂，其由不同尺寸的部分相互连接的熔体储层组成；（b）底侵过程影响滞留板块上方的岩石圈，（c）地幔热物质上涌的熔体供给地壳储层，在地壳储存期间演化，并可能沿断层喷发到地表。最后，研究强调了富CO2熔体和岩浆供应率在区分板内火山与会聚地球动力学环境中的作用。该成果为地球深部碳的分布和循环的地球物理探测与研究提供范例。
图2. 板内火山跨圈层传输系统概念图. 初始岩浆熔融发生软流圈中，以碳酸盐与硅酸盐熔融形式出现；进入岩石圈，岩浆主要成分转换为硅酸盐熔融；进入地壳，发生脱气（CO2和H2O），喷发形成新生代火山岩. A 软流圈中熔流体三维分布及其对地表火山作用空间位置的制约；B镜泊湖火山跨岩石圈岩浆传输系统
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）团队的李世文博士、李亚彬博士、李建平博士和吉林大学地球科学学院许文良教授、意大利国立地球物理研究所的Guido教授合作完成。相关工作得到了国家自然科学基金（42074080）和国家自然科学重点基金项目（91858211）共同资助。
上述研究成果发表在著名地学期刊《Geology》和《Science China – Earth Sciences》上。
Li Shiwen（李世文）, Weng Aihua*（翁爱华）, Li Jianping（李建平）, Shan Xuanlong（单玄龙）, Han Jiangtao（韩江涛）, Tang Yu（唐裕）, Zhang Yanhui（张艳辉）, Wang Xueqiu（王雪秋）. Deep origin of Cenozoic volcanoes in Northeast China revealed by 3-D electrical structure. Science China Earth Sciences，2020, 63: 533–547. 论文链接： https://doi.org/10.1007/s11430-018-9537-2
Yabin Li（李亚彬）, Aihua Weng*（翁爱华）, Wenliang Xu（许文良）, Zonglin Zou（邹宗霖）, Yu Tang（唐裕）, Zikun Zhou（周子琨）, Shiwen Li（李世文）, Yanhui Zhang（张艳辉）, Guido Ventura; Translithospheric magma plumbing system of intraplate volcanoes as revealed by electrical resistivity imaging. Geology. 2021. 49 (11). 论文链接：: 1337–1342. 论文链接： https://doi.org/10.1130/G49032.1
