长白山火山的历史与演化

长白山火山跨越中朝两国,在我国境内包括天池火山、望天鹅火山、图们江火山和龙岗火山,火山活动从上新世持续到近代,是我国最大的第四纪火山分布区。长白山火山的母岩浆是钾质粗面玄武岩,将长白山火山岩区称钾质粗面玄武岩省,岩浆结晶分异作用和混合作用主导了岩浆演化过程。天池火山之下地壳岩浆房和地幔岩浆房具双动式喷发特点,一方面来自地幔的钾质粗厨玄武岩浆直接喷出地表;另一方面钾质粗面玄武岩浆持续补给地壳岩浆房,发生岩浆分离结晶作用和混合作用,导致双峰式火山岩分布特征和触发千年大喷发。西太平洋板块俯冲-东北亚大陆弧后引张是长白山火山活动的动力学机制。     

长白山火山区深部结构探测的研究进展与展望

文章较系统地梳理了针对长白山火山区开展的地球物理观测和探测研究情况,概述了地壳和上地幔结构探测研究的主要进展,即长白山火山下方地壳和上地幔中存在与火山岩浆系统相关的低速低阻体,长白山火山在成因机制上与西太平洋板块俯冲活动密切相关.在此基础上,指出了深入探测研究方面待解决的科学问题,包括中国和朝鲜半岛开展联合探测研究,火山岩浆囊三维分布和流变性的多学科精细探测研究,以及长白山火山潜在喷发危险的科学评估和动态监测系统建设等.     

火山活动状态及其机理的初步探讨

根据火山喷发实例总结了火山喷发在不同阶段的活动状态,并探讨了可能的物理机理。火山活动从岩浆补给到岩浆喷发的物理过程可分为3个阶段:1)岩浆补给阶段,岩浆囊压力差或过剩压力的大小决定了火山活动是否休眠或扰动,岩浆补给速率对压力差起了决定性的作用;2)通道形成阶段,当过剩压力超过围岩破裂强度时,围岩开始破裂,之后水热活动起了重要的作用;3)岩浆运移与失稳喷发阶段,主要是岩浆运移与地壳盖层的相互作用与失稳的过程。文中还讨论了火山活动状态与火山喷发危险性等级之间的关系,7个危险性等级分别对应于火山活动的7种状态,即休眠、平静、扰动、动荡、临界、活动、灾变     

第四纪火山活动典型地区地震活动特征研究

火山活动区内的地震活动有其特殊性与复杂性。针对我国第四纪典型火山区的火山活动及地震活动特征进行了分析总结,认为第四纪火山区内的地震活动的最大震级不高于6.5级,且火山区内的地震活动强度相对其周边地区来说要弱,这表明火山活动区不利于积累大的弹性应变能,其地壳内岩浆房的存在,可能限制了地壳岩石的孕震能力,从而使火山区无强震发生,火山区内活动断裂的活动主要表现在作为深部岩浆的上涌通道,故对火山区的未来地震危险性评价方面要有所区别。同时由于中强地震多发生在火山区的外部边缘,因此我们要特别注意火山外缘地区的中强地震活动,特别是加强对位于火山外缘地区的活动断裂的研究。     

长白山天池火山地震预测与应力状态的初步研究

１９９７年６月￣９月在长白山天池火山区布设数字化流动地震观测台网,对长白山火山地震活动进行了近震源观测,获取了大量与火山活动相关的地震信息。通过本次观测吸资料处理,对长白山火山地夺及其所反映出的应力状态有一定的认识,长白山火山活动研究提供了科学依据。     

卫星热红外遥感在火山活动性监测中的应用

介绍了卫星热红外遥感在国内外火山监测研究中的应用现状,结合热红外遥感在地震中的应用成果,对利用卫星热红外遥感监测火山活动的可行性及方法进行了探讨,提出通过火山区热红外亮温旬变、月变和年变模型扣除地形地貌、岩性、植被等地表环境因素的影响,通过火山区和邻近参照区红外亮温差值运算扣除气象因素影响的火山活动性热红外异常提取方法。并以长白山火山为例,利用1999、2003和2004年的NOAA卫星影像资料,对长白山火山及周围地区的热红外影像特征进行了分析解译,对长白山火山区与外围参照区的红外亮温年变差异进行了统计分析。结果表明:1)长白山火山区的红外亮温分布特征在空间上主要受地形控制,总体表现为以天池为中心,向外围逐渐升高的漏斗状,天池则是低温背景上的明显高温标记。在时间上,长白山火山区红外亮温的演变过程主要受季节变化的影响,具有明显的夏高冬低年变特征。2)相对于1999年,2003和2004年长白山火山区均显示出明显的升温趋势,升温幅度可达2K左右。我们认为这可能是近年来天池火山活动性逐年增强的反映。这也意味着利用卫星热红外遥感监测火山活动性将是行之有效的新途径,也是值得深入研究的课题     

长白山天池火山地震活动与西北太平洋俯冲带内中深源地震关系的研究

根据长白山火山活动的地球动力学背景,综合分析西北太平洋俯冲带俯冲作用所引起的中深源地震与长白山火山地震活动及温泉流体化学气体释放变化趋势的关系。认为在北纬35°以北,西北太平洋板块俯冲作用引起的地幔对流的扰动作用下,长白山火山活动从1999年至目前大体经历了3个阶段:1999年6月至2002年5月为扰动起始阶段,2002年6月至2004年为扰动增强阶段,2005年至目前为扰动衰减阶段。在分析了3个阶段内长白山火山地震活动及温泉气体释放特征的基础上,讨论了长白山天池火山目前的活动状态。从日本海至中国东北深源地震区地震活动期和平静期存在的韵律性活动过程出发,对长白山天池火山未来喷发的可能性进行了分析     

龙岗火山喷发危险性初探

阐述了龙岗火山的地质构造及历史喷发特点,重点分析了龙岗火山区的现今地震活动性及地壳变形特点。结果表明,龙岗火山区现今地震活动性在不断增强,震源深度逐渐变浅;地壳形变有明显变化,火山活动趋于加强,未来潜在喷发的危险性不容忽视。     

长白山天池火山地震类型及火山活动性的初步研究

2002年以来，长白山天池火山区出现了地震活动增强、地形变加剧和多种地球化学异常等现象，火山口附近发生的多次有感地震在社会上产生了较大影响。本文利用2002年以来的流动地震观测资料，采用频谱分析、时频分析和多台站资料对比的方法，对火山区地震事件的类型进行了分析；对火山活动的危险性进行了初步研究。结果表明，目前天池火山区出现的大量地震活动仍然属于火山构造地震，少量台站地震记录中表现出的低频特征主要是由于局部介质影响造成的，排除了长周期地震引起的可能。尽管长白山天池火山地震活动明最增强，震群活动较为频繁，但仍属于岩浆活动的早期阶段，短期内发生火山喷发的危险性较小。     

腾冲火山多地球物理参数模型

腾冲火山区是中国最年轻的板内火山之一,岩浆活动频繁以及高温地热异常使其受到广泛关注.以往的地球物理探测结果显示腾冲火山区下方存在地壳岩浆囊,但其深部几何形态和分布一直存在争议.本文基于腾冲火山地区的大地电磁测深结果,并结合相关地质与地球物理资料,提出腾冲火山岩石圈尺度的多地球物理参数模型.我们的模型显示在腾冲火山区中下地壳内存在三个岩浆囊;腾冲火山区岩石圈上地幔可能存在岩浆囊,但需要长周期大地电磁测深数据进一步的验证.     

长白山天池火山喷发序列研究

长白山天池火山周边的11个钻孔资料揭示了长白山天池火山的喷发序列和岩浆演化过程.天池火山的喷发序列分为3个旋回:早期旋回喷发于上新世至早更新世,对应着周边地区的造高原喷发,天池火山熔岩盾主体开始形成,岩浆演化顺序是粗面玄武岩到粗面岩;中期旋回是早更新世的玄武岩浆演化到粗面岩和粗安岩(相当于小白山组);晚期旋回是从更新世到全新世,老房子小山组的玄武岩演化到白头山组粗面岩及碱流岩.在粗面质岩浆喷发过程中,有寄生火山的玄武质岩浆伴随喷发.全新世内天池火山千年大喷发主体由碱流质火山碎屑堆积物构成,松散堆积物的钻孔堆积层序表明,天池火山在全新世至少发生过两期巨型造伊格尼姆岩喷发.     

长白山火山研讨会在长白山天池火山观测试验站召开

由中国地震局监测预报司主办、中国地震局地质研究所、吉林省地震局和长白山科学研究院承办的长白山火山研讨会于2006年8月28日至31日在吉林省二道白河市新落成的国家野外科学观测研究站———长白山天池火山观测试验站举行。来自中国科技部、中国地震局、中国科学院、高等院校、国土资源部等20余个单位的共70余名代表出席了会议。这是一次全国范围内活动火山监测与研究的盛会,丁国瑜、邓起东和刘嘉麒3位院士参加了会议,并做了重要发言。会议期间代表们考察了中国规模最大和最具潜在喷发危险性的天池火山口,天池巧夺天工的火山地貌给大家留下了十分深刻的印象。长白山地处中国东北的东部和朝鲜北部,主峰海拔2691米,为东北最高峰。位于主峰之颠的天池及其附近的十几个火山群,构成了规模庞大的火山系统,是目前中国境内保存最为完整的新生代多成因复合火山,被认为是世界上最具潜在喷发危险性的火山之一。据地震部门监测,2002年下半年以来长白山火山出现了震群活动,火山活动呈现出趋于活跃的态势。为了交流火山监测与研究的经验,探讨中国大陆火山活动的趋势、火山未来喷发的危险性、火山活动在现今构造活动中的意义,减轻火山重新活动可能带来的灾害,本次会议以“火山活动     

海口地区火山活动初步研究

海口地区的马鞍岭-雷虎岭火山群是中国为数不多的几个休眠火山群之一。通过对区域火山活动期次划分、深部岩浆囊探测以及对火山类型、规模、物质组成和溶岩覆盖面积的分析,总结了海口地区火山活动的时、空、强特征。结合对火山区地震、地磁、体应变和地热等观测资料的分析,对火山区深部岩浆活动的状态进行了初步评估。研究认为海口全新世火山区最后一次火山喷发距今约4 000a左右,其现今火山活动已趋于平静,未来的火山活动可能向1605年琼州7.5级大地震震中区迁移     

长白山玄武岩盖层地质构造研究

长白山火山区经历了漫长的地质演化,多期火山喷发,形成了复杂的地质构造,特别是新生代中期火山活动形成的大面积的玄武岩覆盖层遮盖了它古老的面貌.为了解该区地下详细信息,本文介绍了长白山地区地层及岩性,结合长白山地区布格重力异常和航空磁异常分析长白山地区重磁特性.本文还根据长白县某地区一条重力,磁法及CSAMT联合物探剖面资料,并结合当地地质资料对测区地质构造进行综合解释.得出测区玄武岩厚度在50-200m,由南向北逐渐变厚,并得出玄武岩盖层下地层分布,圈定了6处断裂构造和2处岩体侵入.     

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.     

长白山近代火山活动与地震

概述了长白山火山区的构造环境及其构造的活动性，以天池火山为主体的长白山火山区近代喷发的构造的活动，表现有继承与新生的构造双重性和不均衡的脉动性，区内的火山地震与区域性构造地震趋于同步活动。     

长白山天池火山地震观测与应力状态的初步研究

１９９７年６～９月在长白山天池火山区布设了数字化流动地震观测台网,对长白山火山地震活动进行了近震源观测,获取了大量与火山活动相关的地震信息。通过本次观测及资料处理,对长白山火山地震及其所反映出的应力状态有了一定的认识,为长白山火山活动研究提供了科学依据。     

腾冲火山活动监测,预测与对策研究中的若干重要问题

《膳冲火山活动监测、预测与对策研究》项目是一项集火山活动监测研究、防灾及资源综合开发与利用为一体的系统工程。需要火山地质、地震、地球化学、地球物理、地壳形变及地热等诸多相关学科的合理配置和联合攻关。在过去的３０年,众多学和研究实体对腾冲火山进行 大量的观察和研究获得一批与火山活动的相关的基础研究成果。其中也不乏说明腾冲火山存在在喷发危险性的证据。为了保证本重大项目能在有限时间内及有限的人力、财务     

太平洋板块俯冲对长白山天池火山的影响

长白山天池火山是我国最具潜在喷发危险的活火山之一,属于远离海沟的陆内火山.太平洋板块平卧于长白山天池火山的下方,其俯冲过程对长白山天池火山形成及活动具有重要意义.本文通过二维热力学耦合的数值模型对海洋板块俯冲的动力学过程进行了模拟,分析了海洋板块俯冲对远离海沟的陆内火山的深部温压条件、速度场、岩浆补给量等的影响.依据模拟结果探讨了太平洋板块对长白山天池火山活动影响的可能性及方式.     

长白山天池火山2002~2005年火山扰动机制研究

地震、形变、火山气体地球化学等观测结果表明2002~2005年长白山天池火山经历了1次扰动事件。长白山站地震台（CBS台）记录到了扰动事件前后连续稳定的宽频带地震观测资料。前人的观测研究结果认为长白山天池火山扰动期间的火山地震类型主要为构造型火山地震，伴随少量的谐频型地震。本文通过匹配滤波技术，对1999~2007年扰动事件前后CBS台单台三分量地震观测数据进行模板扫描，获得3763个清晰的火山地震事件，其中谐频（HS）事件125个，构造（VT）事件3618个，并发现长周期（LP）事件20个。进而将火山扰动期间火山地震事件分为3种类型：构造型事件、长周期事件和谐频型事件，并提出2002~2005年长白山天池火山扰动机制模型：深源地震-火山能量传递模型，即汪清深源地震能量释放和传递，引发长白山火山区岩石圈应力状态波动。地幔岩浆房受应力干扰后，岩浆通道打开，少量岩浆侵入地壳岩浆房。岩浆混合脱气导致地壳岩浆房升压，引起顶部岩石微破裂，产生构造型火山地震，气体和流体填充这些裂隙，从而产生LP和HS型火山地震事件。