长白山火山灾害及其对大型工程建设的影响

长白山火山是世界著名的活火山,历史时期有过多次喷发,有再次爆发的危险.长白山火山最大的一次爆发发生在公元1199-1200年,这次大爆发的火山灰最远到达距其1 000km远的日本北部.依据这次大爆发由火山喷发空中降落堆积物、火山碎屑流和火山泥流造成的巨大火山灾害,预测了长白山火山未来爆发火山灾害的类型、强度和范围,并编制了长白山火山未来爆发火山喷发空中降落堆积物灾害预测图、火山碎屑流灾害预测图和火山泥流灾害预测图.该研究可预防和减轻火山灾害,指导核电站等大型工程选址.     

中国东北地区4个活火山群的火山灾害

东北地区有4个活火山群,它们是长白山火山群 、五大连池火山群、龙岗火山群和镜泊湖火山群。这些活火山群中的活火山有潜在的喷发危险,一旦再次爆发,由火山喷发空中降落堆积物、火山泥流、火山碎屑流、火山碎屑崩塌和熔岩流等造成的灾害和环境污染将是巨大的。当务之急是重塑火山喷发历史和模式,编制火山灾害预测图。东北地区火山灾害类型如此之多,影响范围如此之广,进行专项火山灾害调查研究是必须的。     

长白山天池火山潜在的火山灾害评价

长白山天池火山是世界上著名的具有潜在灾害性喷发危险的火山 。该火山于公元1215年发生一次大规模的爆炸式喷发,其爆发指数为7,是世界上较罕见的一次大喷发。以这次大规模喷发为参照系,采用“以古论今”的原则,将未来潜在的火山灾害分为降落灾害、火山碎屑流灾害、火山泥石流灾害3种主要类型,对这3种灾害分别确定了分布范围,并划分了灾害程度带。     

火山灾害与监测

世界各地几乎都有火山分布,平均每年约有50次喷发。火山喷发在给人类创造财富的同时也带来许多灾害。火山灾害取决于火山喷发的类型、性质、规模和所处的地点等因素。火山喷发动力作用引起冲击波、地震、海啸、滑坡、泥石流等灾害,火山喷出的气体、灰烬、碎屑流和熔岩流等也会造成很大灾害。由于火山造成的灾害严重又来得突然,因此必须采取有效的防范措施,认真监测以掌握火山活动的脉搏。火山监测工作主要有两方面,一是基础地质调查,二是火山活动指标的监视和测量。在中国,具有潜在危险的火山主要分布在长白山、五大连池、台湾、雷琼、腾冲以及西昆仑阿什库勒等地,其中潜在危险最大的是长白山火山。     

长白山天池火山地质学研究的若干进展与灾害分析

通过以减轻火山灾害为目的的天池火山锥体顶部地区地质填图工作，发现了天池火山锥体附近不同期次火山泥石流，部分火山泥石流显示的高温定位特征指示了其与千年大喷发的成因联系。这些火山泥石流构成了严重的火山泥石流灾害，天池火山锥体近顶部大型滑坡体的发现则指示了天池火山另一种重要的灾害类型。滑坡体堆积物结构上可分为3种类型。天池火山千年大喷发时不同成分与物性的岩浆混合作用十分发育，指示了天池火山喷发前不同岩浆批的混合与共喷发机理。本文还论述了天池火山近代历史记录喷发物的分布与鉴别特征。     

论五大连池老黑山和火烧山火山喷发过程和喷发类型

本文概述了黑龙江省五大连池火山群中两座近代火山老黑山、火烧山的基本情况,浮岩碎屑堆积物和熔岩流的分布和特点。在此基础上,论证了老黑山火山不是单成因火山,火烧山可归属为单成因火山;火山喷发活动过程的特点是先裂隙式喷发、后转为中心式喷发;浮岩碎屑喷发是同岩浆喷溢伴随发生的。并同冰岛拉基火山（Laki volcanoes）、美国夏威夷火山及意大利斯通博利火山进行了对比,提出了应把中国黑龙江五大连池老黑山火山喷发类型命名为“五大连池老黑山型”,即一种兼有上述火山的特点,又同它们有明显差别的新的火山喷发类型。这种观点对于评估五大连池火山再次喷发的危险性和预测预报火山灾害,以及丰富对火山喷发类型的认识均有理论和实际意义。     

火山喷发机制、气候效应及火山地球工程

火山是地球内部与表层系统连接的纽带,是地球充满生机活力的体现.减轻大型火山喷发对全球气候和环境的影响是地球科学的重大研究主题.提出探索岩浆储库的累积组装和演变规律,研究火山喷发的触发机制,聚焦地球内、外层圈的相互作用,认识火山活动与全球气候和表层环境变化的互馈关系,构建火山地球工程的理论体系和技术框架,是减轻火山灾害对全人类不利影响的关键.其中,基于岩浆动力学和火山学的岩浆通道系统研究,将会为火山活动的预测和监测提供新的理论依据.火山活动的影响是全球性的.所以,我们要抢占先机,在深化火山喷发机制理论研究和构建减轻火山灾害影响的工程技术体系等方面有所作为.      

基于数值模拟的长白山天池火山泥石流灾害展布范围分析及预测

利用模拟软件LAHARZ,基于长白山天池火山1/25万数字地形图,对二道白河、松花江、鸭绿江以及图们江4条泥石流易发河道进行了火山泥石流的数值模拟。模拟中依据历史喷发柱高度和地形平均坡度设定能量锥最佳阈值为0.07;通过实际河流与计算所得河流的对比匹配,设定河流最佳阈值为5 000;根据历史上长白山地区火山泥石流的爆发规模,设定了10⁸ m3,10⁹ m3,10¹⁰ m3和10¹¹ m³ 4个体积阈值。通过模拟计算发现,不同河道设定不同阈值流动影响范围有所不同,其灾害规模也相应变化,且模拟所得灾害分布范围与长白山地区的历史火山泥石流分布范围相似。依据模拟计算结果,将长白山火山泥石流灾害区划为4级,其对应的覆盖半径分别约为40 km,70 km,80 km和100 km,该结果可为长白山地区的建设规划提供参考。另外,该模型与灾害区划的方法也可为其它火山区的火山泥石流灾害区划提供借鉴。     

基于简化Newmark模型的长白山天池火山诱发崩塌滑坡危险性评价

火山喷发过程所伴生的地震活动会诱发大量的崩塌滑坡次生灾害,其所造成的人员财产损失甚至超过火山活动本身。2002年以来长白山天池火山区地震活动的异常,表明火山深部的岩浆正在发生变化,天池火山存在喷发的危险。地震崩塌滑坡的危险性区划是降低生命财产损失的有效手段。将火山伴生地震作为崩塌滑坡灾害的诱发因素并据此设置地震参数,利用简化的Newmark累积位移模型,考虑地形因素对地震的放大效应,对长白山地区天池火山喷发下次生崩塌、滑坡灾害的危险性进行评价。通过探讨不同地震震级下的危险性分区结果,认为不同地震参数的设置对危险性分区结果没有影响。将研究区划分为极高、高、中等、低、极低等5个危险等级,其中,极高危险区主要分布在3个区域:以天池口为中心,40km为半径的范围内;沿江乡—两江镇—松江镇条带区域;长白县境内鸭绿江沿岸区域。     

长白山天池火山泥石流展布特征及其灾害研究

长白山天池火山是我国最具灾害性喷发危险的活动火山,火山泥石流是最致命的火山灾害之一.本文根据距离火山口远近不同堆积物所展现的不同特征,基于野外实地调查的剖面,系统阐述了长白山天池火山千年大喷发形成的泥石流的物源、堆积方式及分布特征,探讨了火山泥石流的成因和灾害规模.通过对千年前火山爆发的分析,初步预测并划分了火山泥石流灾害的高、低危险区,并利用ERDAS软件对火山爆发造成的天池水下泻灾害（包括下泻的出水口及下泻流量）进行了预测,为本地区的防灾减灾提供科学依据.     

全球主要火山灾害及其分布特征

本文研究了火山灾害各种致灾因子的物理过程和灾害特点,根据文献中记载的全球火山灾害,在进行火山灾害分区研究的基础上,研究了全球火山灾害分布特征.全球主要的火山灾害分布在8个主要区域.有记载的火山灾害在热带占73%,远高于火山喷发分布于热带区的比例.全球两个最强烈的火山灾害分布区都是围绕着位于板块结合部表现为复杂构造结的班达海和加勒比海,而且每一个灾害区都有3条分支.热带区第3个灾害区为中非区,地幔上隆是这里主要的动力学背景.本文还研究了1700年以来火山灾害时间分布特征,以及1993年以来各种火山灾害发生频次.     

Merapi (Java,Indonesia): anatomy of a killer volcano

Merapi is Indonesia's most dangerous volcano with a history of deadly eruptions. Over the past two centuries, the volcanic activity has been dominated by prolonged periods of lava dome growth and intermittent gravitational or explosive dome failures to produce pyroclastic flows every few years. Explosive eruptions, such as in 2010, have occurred occasionally during this period, but were more common in pre‐historical time, during which a collapse of the western sector of the volcano occurred at least once. Variations in magma supply from depth, magma ascent rates and the degassing behaviour during ascent are thought to be important factors that control whether Merapi erupts effusively or explosively. A combination of sub‐surface processes operating at relatively shallow depth inside the volcano, including complex conduit processes and the release of carbon dioxide into the magmatic system through assimilation of carbonate crustal rocks, may result in unpredictable explosive behaviour during periods of dome growth. Pyroclastic flows generated by gravitational or explosive lava dome collapses and subsequent lahars remain the most likely immediate hazards near the volcano, although the possibility of more violent eruptions that affect areas farther away from the volcano cannot be fully discounted. In order to improve hazard assessment during future volcanic crises at Merapi, we consider it crucial to improve our understanding of the processes operating in the volcano's plumbing system and their surface manifestations, to generate accurate hazard zonation maps that make use of numerical mass flow models on a realistic digital terrain model, and to utilize probabilistic information on eruption recurrence and inundation areas.     

内蒙古扎兰屯柴河火山地质遗迹特征及其对比分析

内蒙古扎兰屯市柴河火山群, 位于大兴安岭中段西南部, 是我国东北火山区的重要组成部分, 对于研究我国东部构造带新生代以来的活动具有重要的科学价值。该区火山受地质构造影响, 呈北东向带状分布, 火山结构完整, 火山地质遗迹类型丰富, 保存完好, 火山喷发方式多样。本文在地质遗迹资源调查研究的基础上, 将该区火山旅游资源分为6个大类14个亚类共39处典型景观资源, 依此对区内主要火山地质遗迹类型及其特征进行了归纳与总结, 并与内蒙古东部的典型火山进行了地质遗迹资源的对比分析, 突出了其资源优势。     

Probabilistic assessment of tephra fallout hazard at Changbaishan volcano,Northeast China

Natural Hazards - Tephra fallout is an important type of hazard caused by volcanic eruption, and is also one of the main hazards at Changbaishan volcano, Northeast China. Numerical simulation is an...     

基于GIS的滑坡、泥石流灾害危险性区划关键问题研究

随着GIS技术的引入,滑坡、泥石流灾害危险性区划的效率和准确性得以大大提高。依据工程地质类比原则,在灾害学理论指导下,结合专家打分、层次分析、人工神经网络、信息量、Logistic回归、统计量等模型方法,以MAPGIS软件为平台,利用C++语言开发了滑坡、泥石流灾害危险性区划评价分析系统;并重点探讨了GIS支持下的滑坡、泥石流灾害危险性区划过程中的因子分析、模型选取、模型复合、单元划分、系统集成、结果评价等关键问题,建立了一整套基于GIS的滑坡、泥石流灾害评价方法体系。应用该系统对长江三峡库区和辽宁省鞍山市分别开展了滑坡、泥石流灾害危险性区划研究,取得了较好的效果。     

安徽晓天中生代火山岩盆地金矿成矿地质条件

本文依据区内金矿床地质特征、矿化与火山作用、矿物流体包裹体的研究,阐明区内金矿成矿条件:火山岩基底变质岩是金矿"原始矿源岩";中生代岩浆部分熔融了"原始矿源岩"所形成的后生矿源岩"为金矿成矿提供了物质来源;毛坦厂组形成时期的火山活动及与之有关的火山(次火山)热液使金发生活化、迁移,并在有利部位富集成矿;火山构造及与火山活动有关的断裂构造控制了矿化部位.流体包裹体和稳定同位素研究结果表明,成矿热液主要来自天水,少量来自岩浆.成矿物质是在低fO₂、fS₂,pH≈7的弱还原条件下沉淀的.     

Volcanic tremor-source mechanisms and correlation with eruptive activity

Signal characteristics and intensity patterns of volcanic tremor are discussed with regard to eruption phenomena. Although a generally valid relationship cannot be given, volcanic tremor is strongly correlated to the fluid dynamics of the volcano. A major difficulty in the interpretation of volcanic tremor is the lack of an appropriate source model. It is assumed that flow transients of quite different kinds act as seismic sources. The significant correlation of volcanic tremor to external forces (barometric pressure, rain-fall loading, earth tides) is discussed and included in a relation with magma-flow instabilities. Two-phase (liquid-gas) flow instabilities play an essential role in the origin of volcanic tremor and, possibly, in the occurrence of volcanic eruptions. A model is discussed, in which one cause of tremor is seen in self-sustained pressure oscillations following transitions between subsonic and supersonic two-phase magma flow (modified Steinberg and Steinberg model).