Abstract Volcanic gas sampling and SO2 flux measurements were performed on Taftan volcano (3920 m height, SE Iran, Makran volcanic arc) and Damavand volcano (5610 m height, Northern Iran, Alborz Mountains). Both volcanoes possess near-summit fumarolic fields with moderately intensive gas jets and temperatures up to 160 °C (Taftan) and 175 °C (Damavand). Gases of both volcanoes contain (mmol/mol): H2O (910–930), CO2 (50–80), SO2 (3–7), H2S (2–5.5), HCl (5–8.2) and HF (0.1–0.13). Both volcanoes are also similar in terms of minor gas species (mmol/mol): He (0.0005–0.0011), H2 (0.00077–0.0046), N2(ex) (0.15–0.30) and Ar(ex) (0.0006–0.0012), where subscript “ex” denotes non-atmospheric fraction. δD–δ18O systematics has shown that Damavand fumarolic gases contain 60–65% of magmatic fraction whereas the Taftan emissions correspond to almost pure magmatic (“andesitic”) vapor. Low amount of nitrogen in Taftan gases and its isotopic composition may be explained by low input of nitrogen-containing organic matter with the subducting slab due to specific geometry of the Makran subduction zone, namely, by the presence of an accretionary prism of a considerable size. The origin of high CH4 content in Damavand gases and very low concentrations of C2H6 and higher hydrocarbons (0.65 mmol/mol; CO2/CH4 ~ 80; CH4/C2H6 ~ 104) is unclear. Fumaroles of Taftan volcano are poor in CH4, similar to many other arc volcanoes (CO2/CH4 ~ 105). 3He/4He isotopic composition expressed as R/Ra was measured at 7.0–7.5 for Taftan and 6.65 for Damavand, corresponding to the CO2/3He ratio of ~1.0E+10. The δ34S of the total sulfur is +7.6 ± 2‰ (2σ) for Taftan fumaroles and + 8.1 ± 2‰ (2σ) for Damavand fumaroles; δ13C (CO2) is −5.9 ± 2.0‰ (Damavand) and − 4.3 ± 0.15‰ (Taftan). Concentrations of major gas species (H2O/CO2/S/HCl ratios) and isotopic data (R/Ra, CO2/3He, δ34S) show that the volcanic gas composition on both volcanoes have a distinct arc signature. This conclusion is especially important for the intraplate Damavand volcano, which has an uncertain tectonic affinity but according to the latest geochemical studies was considered having hotspot/rift origin. Mini-DOAS measurements of the SO2 fluxes showed 20 ± 12 t/d SO2 at Taftan and 43 ± 20 t/d SO2 at Damavand, which places both volcanoes as small SO2 emitters.

中文翻译：

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伊朗火山塔夫坦和达马万德的火山气体排放

摘要 对塔夫坦火山（海拔 3920 m，伊朗东南部，马克兰火山弧）和达马万德火山（海拔 5610 米，伊朗北部，阿尔伯兹山脉）进行了火山气体采样和 SO2 通量测量。两座火山都拥有接近顶峰的喷气场，喷出中等强度的气体，温度高达 160 °C (Taftan) 和 175 °C (Damavand)。两座火山的气体都含有 (mmol/mol)：H2O (910-930)、CO2 (50-80)、SO2 (3-7)、H2S (2-5.5)、HCl (5-8.2) 和 HF (0.1-) 0.13）。两座火山在次要气体种类 (mmol/mol) 方面也相似：He (0.0005–0.0011)、H2 (0.00077–0.0046)、N2(ex) (0.15–0.30) 和 Ar(ex) (0.0006–0.0012) ，其中下标“ex”表示非大气部分。δD-δ18O 系统学表明 Damavand 喷气式气体包含 60-65% 的岩浆成分，而 Taftan 排放对应于几乎纯的岩浆（“安山岩”）蒸气。Taftan 气体中氮含量低及其同位素组成可能是由于 Makran 俯冲带的特定几何形状导致的含氮有机物输入量低，即存在相当大的增生棱柱. Damavand 气体中高 CH4 含量和非常低浓度的 C2H6 和高级烃（0.65 mmol/mol；CO2/CH4 ~ 80；CH4/C2H6 ~ 104）的来源尚不清楚。与许多其他弧形火山（CO2/CH4 ~ 105）相似，塔夫坦火山的喷气孔中 CH4 含量较低。以 R/Ra 表示的 3He/4He 同位素组成测得的 Taftan 为 7.0-7.5，Damavand 为 6.65，对应于 ~1.0E+10 的 CO2/3He 比率。总硫的δ34S对于Taftan喷气孔为+7.6±2‰（2σ），对于Damavand喷气孔为+8.1±2‰（2σ）；δ13​​C (CO2) 为 -5.9 ± 2.0‰ (Damavand) 和 - 4.3 ± 0.15‰ (Taftan)。主要气体种类的浓度（H2O/CO2/S/HCl 比率）和同位素数据（R/Ra、CO2/3He、δ34S）表明，两座火山上的火山气体成分具有明显的弧特征。这一结论对于板块内的达马万德火山尤为重要，该火山具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷成因。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。Taftan 喷气孔为 6 ± 2‰ (2σ)，Damavand 喷气孔为 + 8.1 ± 2‰ (2σ)；δ13​​C (CO2) 为 -5.9 ± 2.0‰ (Damavand) 和 - 4.3 ± 0.15‰ (Taftan)。主要气体种类的浓度（H2O/CO2/S/HCl 比率）和同位素数据（R/Ra、CO2/3He、δ34S）表明，两座火山上的火山气体成分具有明显的弧特征。这一结论对于板块内的达马万德火山尤为重要，该火山具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷成因。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。Taftan 喷气孔为 6 ± 2‰ (2σ)，Damavand 喷气孔为 + 8.1 ± 2‰ (2σ)；δ13​​C (CO2) 为 -5.9 ± 2.0‰ (Damavand) 和 - 4.3 ± 0.15‰ (Taftan)。主要气体种类的浓度（H2O/CO2/S/HCl 比率）和同位素数据（R/Ra、CO2/3He、δ34S）表明，两座火山上的火山气体成分具有明显的弧特征。这一结论对于板块内的达马万德火山尤为重要，该火山具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷成因。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。主要气体种类的浓度（H2O/CO2/S/HCl 比率）和同位素数据（R/Ra、CO2/3He、δ34S）表明，两座火山上的火山气体成分具有明显的弧特征。这一结论对于板块内的达马万德火山尤为重要，该火山具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷成因。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。主要气体种类的浓度（H2O/CO2/S/HCl 比率）和同位素数据（R/Ra、CO2/3He、δ34S）表明，两座火山上的火山气体成分都具有明显的弧特征。这一结论对于板块内的达马万德火山尤为重要，该火山具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷成因。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。它具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷起源。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。它具有不确定的构造亲和力，但根据最新的地球化学研究被认为具有热点/裂谷起源。SO2 通量的 Mini-DOAS 测量显示，Taftan 的 SO2 为 20 ± 12 t/d，Damavand 的 SO2 为 43 ± 20 t/d，这使两座火山都成为 SO2 的小排放源。