长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积相特征

发生于公元946年的长白山天池火山千年大喷发（Millennium Eruption,ME）形成的火山碎屑堆积物体积高达100~172km³,并可分为大规模的ME-Ⅰ和小规模的ME-Ⅱ两个喷发阶段。通过对围绕长白山天池火山53个典型露头剖面进行火山地质测量（单元构成、垂向堆积序列和堆积特征）,结合筛析法粒度分析、偏光显微镜成分分析,刻画了长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物特征,探讨了相和亚相划分,并建立了火山碎屑流搬运和堆积模式。根据火山碎屑的堆积特征,将长白山千年大喷发火山碎屑流堆积分为峡谷充填火山碎屑流相（包括块状峡谷充填亚相和层状峡谷充填亚相）和火山碎屑流冲击扇相（包括扇头亚相和扇体亚相）等两相四亚相。峡谷充填火山碎屑流相主要发育在天池火山锥体周缘距离喷发中心8~23km左右范围内（坡度在15°~60°之间）的火山U型谷中;火山碎屑流冲积扇相主要发育在距离喷发中心23~45km左右范围内,地形相对平缓的熔岩台地处（坡度在5°~15°之间）,火山碎屑流的搬运不受地形限制,一般形成较大纵横比扇状堆积。块状峡谷充填亚相和扇体亚相以块状混杂堆积为主要特征,而层状峡谷充填亚相和扇头亚相则以多火山碎屑流单元垂向叠加为主要特征。多单元叠加现象是由搬运过程中火山碎屑流单元发生分离增生作用形成。根据火山碎屑流的最大分布范围和厚度,如果再次发生与长白山千年大喷发类似规模的普林尼式喷发,至少距长白山天池火山喷发中心45km范围内具有巨大的火山碎屑流灾害风险。该研究有利于进一步深入认识长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物的空间分布特征和相变规律,对火山碎屑喷发灾害的预防具有指导作用。     

长白山火山1000年前火山泥流堆积及其灾害

长白山火山１０００年前大喷发,火山泥流堆积物沿松花江中上游分布。距火山较近的是火山泥流的岩屑流堆积,远离火山变为火山泥流的超高密度流堆积。探讨了火山泥流的成因,并指出长白山火山一旦再次爆发,火山泥流将是主要的火山灾害,沿松花江中上游可能造成巨大破坏,并可能危及鸭绿江、图们江中、上游。     

库伦地区早白垩世义县组(K_1y)火山碎屑流相堆积物特征及火山喷发类型

库伦地区早白垩世义县组火山岩广泛分布 ,经 1∶ 5万区域地质填图及剖面详细研究 ,将义县组上段 ( K1 y2 )火山碎屑流相堆积物自下而上划分为三个亚相 ,即地涌流堆积亚相、碎屑流堆积亚相、灰云浪堆积亚相 ;在横向上据堆积物特点及其距火口远近程度划分出近源亚相、中源亚相和远源亚相。在此基础上 ,探讨了火山喷发类型——为普林尼型喷发柱式爆发     

长白山火山历史上最大火山爆发火山碎屑物层序与分布

长白山火山历史时期规模最大的火山喷发发生在1199~1200年。这次大爆发分为两次普林尼（Plinian）式喷发:第一次（早期）喷发称赤峰期,第二次（晚期）喷发称园池期。赤峰期喷发模式为：普林尼式喷发柱（赤峰空落浮岩层）—火山碎屑流（长白火山碎屑流层）—火山泥流（二道白河火山泥流层）,主要由火山碎屑流诱发火山泥流;园池期火山喷发模式为：普林尼式喷发柱（园池空落浮岩火山灰层）—火山碎屑流（冰场火山碎屑流层）。两次普林尼式喷发空落火山碎屑物总量约120 km³,长白火山碎屑流层总量约8 km³,冰场火山碎屑流层总量约0.5 km³,火山泥流堆积总量约为2 km³。主要论述了这次大爆发的火山喷发碎屑堆积物的层序和分布。     

长白山天池火山公元1014-1019年大喷发的历史记录

长白山火山是世界著名的火山之一，是我国规模最大、最具有潜在喷发危险的一座近代活动火山。目前，国内外许多火山学者为了研究长白山火山最近一次大喷发年代问题，做了大量工作，并取得了一些年代资料，但一直未取得有关这次大喷发历史记载的证实。笔者等通过再次收集和查阅了大量文史古籍资料，通过整理、筛选、考证、对比和分析处理，首次发现了长白山（白头山）火山，于公元1014～1019年间一次大喷发的历史记载。这对于研究长白山火山喷发历史具有重要的意义。     

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.     

四川昭觉—美姑地区峨眉山玄武岩古火山机构的发现及其喷发旋回的确定

野外地质调查发现,扬子西缘昭觉—美姑一带存在多处峨眉山玄武岩组古火山机构,为研究其火山喷发旋回与方式提供了良好窗口。古火山机构的岩石类型主要由巨厚玄武岩以及少量的火山碎屑岩和火山碎屑熔岩组成,且均具火山颈爆发相、溢流相和火山洼地相堆积构造特征。系统的地质剖面研究表明,峨眉山玄武岩组存在3次快速喷发亚旋回及25个火山韵律,亚旋回之间不存在火山间歇期。其中,第一亚旋回和第三亚旋回的喷发方式均以爆发相与溢流相为主,而第二亚旋回则以溢流相为主。峨眉山玄武岩组古火山机构的系统厘定和研究,揭示了峨眉山大火成岩省的火山喷发方式和旋回韵律特征,为研究与峨眉山玄武岩组相关的成矿成藏作用提供了重要地层资料。     

长白山火山研究进展

长白山火山位于中朝边界,由数以百计的火山锥和广袤的熔岩台地组成,是一个庞大的火山群,总面积达12 000km2;它有天池、望天鹅、炮台山3个喷发中心和以基性玄武岩岩流造盾,中性粗面岩熔岩筑锥,酸性碱流岩质火山碎屑、火山灰等随后空降堆积3个主要火山喷发旋回,构成板内巨型层状复式火山。自中新世以来有10个火山幕,近代历史期间仍有过多次喷发,现为处于休眠状态的活火山;该火山受东北亚板块体系制约,与太平洋板块俯冲和东亚大陆裂谷系密切相关。目前适逢地质构造的活动期和千年大喷发、百年小喷发周期的节点,存在着潜在的再喷发危险。     

中国2007年以来全新世火山地质研究的主要进展

简要列举了近年来全新世火山地质领域的研究进展,主要涉及新确定的全新世火山、精细喷发序列与喷发频率、高分辨率火山机构多维框架研究、火山碎屑物粒度分布、形貌特征与成因、火山碎屑流、涌流和火山泥石流堆积、降落堆积成因亚类、火山活动与新构造和火山地质遗迹资源、环境及火山灾害。     

火山信息系统建立方法研究——以长白山火山区为例

火山喷发是严重的地质灾害之一。全球各地都有火山分布 ,我国也有近千座火山。其中长白山火山、五大莲池火山和腾冲火山是我国最具潜在灾难性喷发危险的活火山。以长白山火山为例 ,阐述用建立火山信息系统的方法监测、预测、评估火山灾害 ,达到减灾、防灾的目的     

The composition and sources of magmas of Changbaishan Tianchi volcano (China-North Korea)

The Changbaishan Tianchi volcano is the greatest stratovolcano within the bounds of the Late Cenozoic intraplate volcanic province of East Asia. Changbaishan Tianchi volcanic cone consists mostly of trachytes and pantellerites. It was found that the lavas composing the shield platform of Changbaishan Tianchi volcano are weakly differentiated basic rocks whose geochemical characteristics are generally similar. All the alkaline salic rocks composing the cone of the volcano are characterized by conformable normalized trace element patterns. The concentrations of rare-earth elements in these rocks are high and amount up to 1000 ppm. The character of the distribution of trace elements in the basic rocks of Changbaishan Tianchi volcano is close to that in the OIB-type basalts. Within the series from basalts to pantellerites, the rocks are enriched in REE and zirconium, but depleted in barium, strontium, and europium. According to the obtained geochemical data, it was shown that the rock series of Changbaishan Tianchi volcano, varying from basalts to trachytes and pantellerites comprises compositions geochemically interrelated by the processes of crystal fractionation. The parental magma for the rocks of the volcano was derived from plume sources of the same type as those of OIB and sources of the Late Cenozoic intraplate province of East Asia.     

长白山天池火山公元1199—1200年大喷发历史记载的发现及其意义

长白山天池火山是世界著名的火山之一,是我国规模最大、最具有潜在喷发危险的一座近代活动火山。目前国内外许多火山学者为了研究天池火山最近一次大喷发年代问题,做了大量工作,并取得了较为精确的＾１４Ｃ年代资料,但地直未取得有关这次大喷发历史记载的证实。本文通过再次收集和查阅上千万字的文史古籍资料进行整理、筛选、考证和分析,首次发现了白头山天池火山于公元１１９９￣１２００年间一次特大喷发的历史记载。这对于长     

长白山地区黑曜岩地质特征及宝玉石特性研究

长白山位于华北地台东缘,是国内唯一的复合型火山.区内断裂构造发育,火山运动频繁,其独特的中心喷发方式,形成了独具特色的长白山黑曜岩.文章从长白山火山地质特征入手,通过对样品检测、分析研究,揭示了长白山黑曜岩产出特征、高温高压形成机理,及具有高能量、强吸附、弱电磁、富含微量元素的特性,得出了其为国内独有的宝玉石、养生保健石的结论.     

长白山火山区高精度Rayleigh面波相速度结构与岩浆系统

近年来,有关长白山火山是否存在潜在喷发危险的讨论引起了国内外地学研究者的广泛关注,但人们目前对其壳幔岩浆系统的了解却十分不足,已有的研究对长白山火山壳内岩浆房存在的深度位置、形态规模及其部分熔融程度的认识仍存在较大分歧。本研究通过汇集长白山火山及邻区(包括朝鲜境内)多个密集流动地震台阵和区域固定地震台网的观测资料,采用背景噪声成像方法获得了长白山火山区高精度的Rayleigh面波相速度模型。成像结果表明:长白山火山中-下地壳深度位置存在显著低波速异常,可能指示了岩浆房的存在。上地壳局部低速区可能反映了壳内深部岩浆向上运移的通道或者是区域小尺度的岩浆聚集体。长白山火山上地幔顶部的低速可能揭示了软流圈热物质上涌,其减压熔融为壳内岩浆房提供了幔源岩浆补给。     

基于重力剖面的长白山天池火山地壳岩浆囊建模

长白山天池火山是中国最具潜在喷发危险的多成因复式火山,在近2000年来,曾经发生过世界上最大规模的喷发。为了进一步研究长白山天池火山的潜在危险,有必要研究火山的岩浆囊位置和分布。为此,在长白山天池火山开展了一条南北方向的重力剖面测量。结合前人工作,如地震勘探P波速度反演和大地电磁测深（MT）电阻率反演,以及地质信息,采用人机交互的形式,建立了一条长约150km的密度模型。从建模结果图中可以发现：（1）长白山天池下方存在地壳岩浆囊;（2）长白山天池北坡地壳存在一个高阻、低密度体,深度在7~15km,距离天池2~10km,可能是富含气体的岩浆囊;（3）在南坡和北坡大约3km深度处普遍存在一个岩浆岩层;（4）在天池下存在一个已经塌陷堵塞的火山颈。     

长白山天池地区全新世以来火山活动及其特征

长白山火山全新世规模最大的喷发活动发生在公元1199-1200年,即800年前的大爆发,被确定为普林尼或布里尼(Plinian)式喷发。这次大爆发形成体积巨大的、分布广泛的以空中降落堆积物为主的火山喷发碎屑堆积物,在长白山火山周围,远至日本都留下了地质记录。文章辨认并划分了这次大爆发火山碎屑物的成因类型:火山喷发空中降落堆积物(airfalltephra)、火山碎屑流(pyroclasticflow)状堆积物和火山泥流(lahar)堆积物,并且点、面结合,近、远和国内、国外兼顾,分析了这些火山碎屑物的主要特征、分布和相互关系,进而确定这些火山碎屑物分别属于两次普林尼式爆发。第1次(早期)普林尼式爆发称赤峰期,火山喷发模式为:普林尼式喷发柱(赤峰空落浮岩层)-火山碎屑流(长白山火山碎屑流层),随即主要由火山碎屑流诱发火山泥流(二道白河火山泥流层);第2次(晚期)普林尼式爆发称园池期,喷发模式为:普林尼式喷发柱(园池空落浮岩火山灰层)-火山碎屑流(冰场火山碎屑流层)。在层序上将气象站期碱流岩置于800年前大爆发火山碎屑物之下是正确的,其时代为晚更新世-全新世早期。     

长白山火山下方地幔转换带中滞留的俯冲太平洋板块存在空缺吗?

针对近年来长白山火山下方地幔转换带中是否存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺"而引起的不同科学认识的热烈辩论,本文主要回顾了我国东北地区地幔转换带的体波成像结果。使用相对走时残差的远震体波成像结果显示,长白山火山以西地幔转换带中存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺";而使用绝对走时残差的区域成像和全球成像结果,尽管展示出长白山火山以西比以东略低的波速异常,但长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域下方的地幔转换带均展示出明显的连续的高波速异常。在接收函数分析时,如果以全球平均值660km而非我国东北地区平均值670km作为基准,来分析660km间断面是抬升还是下沉;以全球平均值250km而非我国东北地区平均值260km作为基准,来分析地幔转换带是增厚还是减薄的话,则可以得到长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域660km间断面下沉与地幔转换带增厚的认识。这种与绝对走时残差成像结果展示的地幔转换带为连续的高波速异常结果相一致的结果,说明太平洋板块俯冲前缘已由日本海沟抵达我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处。结合高温高压实验、数值模拟与岩石地球化学研究结果,本文并不支持长白山火山以西的地幔转换带存在低波速异常指示的板块"空缺"和地幔转换带"减薄"的认识。长白山火山的深部起源与太平洋板块深俯冲至我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处形成的"大地幔楔"结构动力学相关。     

长白山天池老虎洞期火山活动地质特征及成因意义

长白山天池火山老虎洞期火山活动发生在更新世晚期白头山组碱性粗面岩喷发之后,火山活动的产物主要为玄武岩质火山碎屑岩和少量玄武岩质或粗面岩质熔岩;老虎洞组火山岩的稀土元素地球化学特征介于早期玄武岩和气象站组碱流岩两者之间,将二者有机地联系在一起,使整个天池火山岩的演化趋势更加清晰。老虎洞组火山岩的存在充分证明了天池火山的粗面岩类与该区早期的大量玄武岩具有成因联系。长白山天池火山活动的成因并非简单地用西太平洋板块的俯冲作用所能解释的。     

长白山黑曜岩地质特征与成因浅析

长白山黑曜岩是火山活动的产物,除了具有长白山火山特有的喷出方式,与众不同的地质特征之外,还是长白山历史文化的重要物证.通过化学成分分析、物理性能测试,对长白山黑曜岩的特征、形成、分布及成因进行了初步分析,为了解长白山黑曜岩及今后开发利用提供了依据.