中文摘要：

普林尼空降浮岩气孔结构记录了爆炸性火山喷发过程中岩浆结构的演化，是探索岩浆微观物理性质、流变行为、气泡化及碎屑化过程，揭示爆炸性火山喷发机制的重要途径。实现不同尺度上气孔形貌特征的三维结构量化是准确刻画普利尼空降浮岩气孔结构的关键。基于天池火山千年大喷发普林尼空降浮岩的典型堆积剖面，系统地进行野外观测和样品采集；利用光学显微镜、SEM、TEM等多种显微分析手段研究普林尼空降浮岩气孔的微观结构和变形行为；应用高分辨率锥束CT成像技术实现普林尼空降浮岩气孔的三维结构重建；利用重建得到的体数据提取气孔结构的点云数据，计算孔径、纵深比和体积等气孔结构基本参数；分析气孔结构基本参数间的定量关系，并运用分形方法研究普林尼空降浮岩气孔三维结构的复杂形态，揭示气孔结构对岩浆脫气过程和喷发机制的指示意义，为理解火山喷发物理过程和爆炸性火山喷发机制提供科学依据和理论基础。

结论摘要：

本项目结合复杂性科学理论分析方法，基于天池火山普林尼空降浮岩的典型堆积剖面，以系统的野外观测和样品采集为基础，利用光学显微镜、SEM、高分辨率锥束CT等多种显微分析手段系统研究了天池火山普林尼空降浮岩碎屑形态和气孔结构。取得以下主要认识和进展（1）空降浮岩碎屑形态和气孔结构在堆积层序上存在自相似和长程关联特性，空降浮岩碎屑形态和气孔结构的标度行为揭示了酸性火山爆炸过程蕴含着自组织临界性特征；（2）在高分辨率锥束CT成像技术的有效精度范围内，建立了不同尺度上刻画浮岩气孔三维空间结构复杂形态的三维重建技术方法；（3）爆炸性火山喷发过程中岩浆气泡成核、生长和聚合过程，通过多重分形走向自组织临界性，可能是这一过程最终导致岩浆的碎屑化，气泡聚合过程可能指示着连续发生的分岔现象。