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。     

五大连池老黑山火烧山火山喷发方式的探讨

从反映五大连池老黑山、火烧山火山喷发方式的几个事实入手,通过与当代著名的裂隙式喷发火山——新托尔巴奇克火山对比,探讨老黑山、火烧山的喷发方式,说明它们先经由裂隙式喷发,而后转为中心式喷发。     

老黑山火山碎屑降落堆积物研究

由中心式喷发形成的老黑山火山碎屑降落堆积物，主要是玄武质火山渣、火山弹、火山饼和少量岩屑。在火山爆发自身能量和北北西风的影响下，形成高耸的火山渣锥和向南南东展布的低缓的火山碎屑席地貌景观。区域上系统测量了火山碎屑席中火山碎屑的厚度、最大平均粒径、分选系数和中值粒径，均呈现规律性变化；剖面层序则反映老黑山火山经过两个大喷发阶段，多次脉动式喷发。经估算，老黑山火山碎屑席中火山碎屑量比火山渣锥中要少得多，老黑山火山碎屑属“建造火山锥”火山碎屑沉积。据投点，老黑山火山喷发属斯通博里型。老黑山、火烧山火山仍有再次爆发的可能。未来火山喷发的潜在危险主要来自火山喷发空落堆积物。老黑山、火烧山火山的南东、东和南，包括五大连池市在内有必要对未来火山爆发加以防范。     

五大连池新期火山锥体结构及喷发过程

五大连池新期火山（1719～1921年喷发）包括老黑山和火烧山两座火山。火山由富钾玄武质熔岩盾和锥体组成,造盾喷溢与造锥喷发交替进行。老黑山形成相对较早,喷发规模大,锥体结构复杂,为两期形成的复式套叠锥,晚期锥体中心为漏斗状火山口,火山喷发过程可分为5个阶段。火烧山为一单锥,锥体中心发育破火口,火山活动经历了3个阶段。     

老黑山期火山活动史及其与五大连池形成和演化的关系

老黑山和火烧山是五大连池火山群中最年青的次山。老黑山是叠锥状火山，喷发时间发生在公元１０００年左右和１７１９年。１７２０年的火山喷发形成了火烧山。六个大的山堰塞湖的形成与这三次火山喷发有关。     

从新发现的满文史料看五大连池新期火山喷发过程与特征

新发现的满文史料较已往史料对五大连池新期火山喷发活动记述得完整、可靠。根据新史料,老黑山火山喷发是始于公元1720年1月14日,止于1721年3月（康熙五十八年十二月五日到康熙六十年二月）,活动持续时间一年零两个月。火烧山火山喷发活动始于公元1721年4月26日,止于1721年6月（康熙六十年四月一日到五月末）,喷发持续时间近两个月。火山熔岩流截断乌德邻河形成乌德邻池（五大连池的旧称）。地震与火山喷发关系密切,地震伴随此次火山喷发的全过程。     

五大连池老黑山火山弹和喷发柱动力学模拟

火山喷发是一个气体、液体和固体混合物的复杂的流体动力学过程。正确理解这个过程是研究火山喷发的关键因素。Eject和Plumeria软件可以很好地模拟现实火山喷发过程中火山弹和喷发柱的动力学过程。在详细调查五大连池老黑山地区火山弹、火山碎屑物和整理已有数据的基础上,运用Eject和Plumeria软件对老黑山火山的火山弹和喷发柱进行了动力学模拟。结果表明:老黑山火山喷发的火山弹喷射最大高度为530 m,喷射角度45°时喷射水平距离最远为1 000 m,喷发柱最大高度为4.7 km,喷发柱半径为2.3 km。通过对其喷发规模和火山灰构成比例的探讨,认为老黑山火山喷发属于镁铁质火山小型喷发,对环境的影响范围有限。     

老黑山、火烧山火山碎屑特征及其地质意义

黑龙江省德都县五大连池火山群中部的老黑山、火烧山,是该火山群中最新的两座火山,其最后喷发时间为1719—1721年。五大连池火山群位于松辽裂谷带与小兴安岭隆起交界处,四周为深大断裂所控制,火山通道则位于次级断裂交汇处。区内地层除第四系火山岩外,尚有石炭系千枚岩、板岩,白垩系砂、页岩,第三系砂砾岩及第四系松散沉积物。侵入体有华力西及燕山期花岗岩。本区火山喷发为中心式,老黑山在前,火烧山在后,脉动式溢流和韵律式爆发相间,构成面积近70平方公里的熔岩台地和比高分别为166米、70米的老黑山、火烧山两个火山     

五大连池世界地质公园老黑山景区火山地震遗迹的发现及其意义

五大连池世界地质公园的老黑山、火烧山是我国有详实史料记载的喷发时间最新的活火山,公元1720—1721年喷发距今已300年.火山地震与火山喷发关系密切,但在熔岩台地上较难区分熔岩流动造成的岩石变形与地震造成的构造变形.前人利用地震台网记录和史料记载,对老黑山和火烧山地震的活动特征、火山喷发与地震的关系做过大量研究,但迄...     

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。     

中国东部全新世火山的镭-钍同位素年代学

活火山是指1万年来有过喷发历史的全新世火山。火山的高分辨年代学对火山灾害评估和火山分类具有重要意义。对于缺乏历史记载的全新世火山,直接对火山岩进行同位素定年很困难。本文利用具有高时间分辨率的镭-钍-铀非平衡确定中国东部年轻火山的年龄。根据镭-钍-铀同位素,海南岛的马鞍岭和雷虎岭是全新世火山(马鞍岭:4.3ka;雷虎岭:4.7ka);镜泊湖火山(4.9ka)也是全新世火山;龙岗火山存在晚更新世和全新世活动(7.0ka,15.0ka);大兴安岭阿尔山和诺敏河Ra/Th非平衡消失但~(230)Th/~(238)U非平衡显著,属于晚更新世喷发(阿尔山:63ka;诺敏河:71ka)。海南岛的马鞍岭火山、雷虎岭火山和东北地区的龙岗火山、镜泊湖火山,是4座活火山。至于东北地区的阿尔山和诺敏河火山是否是活火山,有待测试更多样品的Ra/Th同位素。五大连池老黑山和火烧山有历史喷发记录,这与它们都存在显著Ra/Th非平衡一致。五大连池老黑山和火烧山的岩浆滞留年龄分别小于4.2ka和3.2ka,岩浆上升速率 18～23m/y。     

The Vulnerability of Canada to Volcanic Hazards

Western Canada lies in a zone of active tectonics and volcanism, but thedispersed population has witnessed few eruptions due to the remoteness of the volcanoes and their low level ofactivity. This has created a false perception that Canada's volcanoes are extinct.There are more than 200 potentially-active volcanoes in Canada, 49of which have erupted in the past 10,000 years. They occur in five belts, with origins related totectonic environment. The minimum annual probability of a Canadian volcanic eruption is approximately 1/200;for an effusive (lava) eruption the probability is about 1/220, and for a significant explosive eruptionit is about 1/3333. In-progress studies show that there have been earthquakes associated with at least 9 ofthe youngest Canadian volcanoes since 1975. A scenario of an eruption of Mt. Cayley (50.1°N,123.3°W) shows how western Canada is vulnerable to an eruption. The scenario is basedon past activity in the Garibaldi volcanic belt and involves both explosive and effusive activity.The scenario impact is largely a result of the concentration of vulnerable infrastructure in valleys.Canadian volcanoes are monitored only by a regional seismic network,that is capable of detecting a M > 2 event in all potentially-active areas.This level of monitoring is probably sufficient to alert scientistsat or near eruption onset, but probably insufficient to allow a timelyforecast of activity. Similarly the level of geological knowledge about the volcanoes is insufficient to createhazard maps. This will improve slightly in 2002 when additional monitoring is implemented in theGaribaldi volcanic belt. The eruption probabilities, possible impacts, monitoring limitations and knowledgegaps suggest that there is a need to increment the volcanic risk mitigation efforts.     

内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的堆积序列及喷发过程研究

随着全球火山研究的深入,地质学家在大多数火山群中均发现了特殊成因的玛珥式火山。以低平火山口和低矮锥体著称的玛珥式火山主要由具有爬升层理、平行层理、大型低角度交错层理等结构构造的基浪堆积物组成,是火山喷发演化过程研究的重要对象。近年来,在内蒙古东部的诺敏河、阿尔山-柴河和阿巴嘎火山群中也先后发现了典型的玛珥式火山及基浪堆积物。本文从野外火山地质特征着手,以火山学与火山地质学理论为指导,结合国内外玛珥式火山的研究成果,对内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的分布、产物和结构构造等火山地质特征进行了归纳总结,将其大致划分为3个喷发期次,分别是以基浪堆积物为主的射汽-岩浆爆发、以降落-溅落堆积物为主的岩浆喷发和以碱性橄榄玄武岩为主的岩浆溢流期次。复合火山的活动时代总体属于晚更新世,其中玛珥式火山的形成时代为晚更新世早中期。通过分析研究区的地层、火山产物和区域断裂构造等地质特征,推断射汽-岩浆爆发的深度较浅,并进一步探讨了玛珥式火山的成因机制,模拟其喷发演化过程,认为玛珥式火山与斯通博利式、夏威夷式等类型火山具有继承性演化关系。     

火山学述评

火山学研究有了长足的进步。笔者总结近些年全球火山学研究各个方面的成果,包括对火山基本概念的新的认识、火山机构、火山的各种分类、火山岩石学和地球化学、火山岩相学、评估火山爆发大小的火山爆发指数、岩石和地球化学分类、各种常量和微量元素区分图、活火山分布与板块构造理论的关系、活火山给人类带来的灾害与利益和活火山的监测、曾经的火山活动与生物毁灭、单成因火山研究等。火山—构造是未来火山学研究的一个方向,通过火山与构造关系的研究以揭示火山的分布和地球的演化。火山喷出的岩浆是其通过地下以岩墙或管道形式为通道运移到地表的结果。中朝边境上的长白山的位置是个特例,应当值得深入的研究。中国分布有许多新生代火山,它们是否为单成因火山、这些火山在成分上是否有演化规律、它们的分布与大地构造的关系等都有待深入和系统的研究。     

梨树断陷双龙地区火山发育特征及油气成藏规律

松辽盆地梨树断陷双龙地区白垩系火石岭组发育中心式和裂隙式两种喷发型火山,其在发育规模、油气成藏等方面存在不同。中心式喷发型火山活动剧烈,持续时间长,火山岩分布面积广,厚度大,岩性从基性火山岩逐渐向中性火山岩转变;裂隙式喷发型火山活动弱,持续时间短,火山岩分布面积小,厚度薄,岩性主要为中性火山岩。中心式喷发型火山与湖盆水体相邻,形成火山-湖泊沉积环境,火山岩、砂砾岩、深湖-半深湖泥岩交替沉积,使得中心式喷发型火山发育区的火石岭组具有良好的生、储、盖条件,并形成自生自储型生储盖组合方式;裂隙式喷发型火山远离湖盆水体,火山岩的分布与深湖相泥岩没有直接接触,加之储层物性差,因此裂隙式喷发型火山发育区的火石岭组油气成藏条件差。通过对研究区钻井、试油、地震等资料的综合分析认为,研究区西部中心式喷发型火山发育区是火石岭组有利的勘探区域,其烃源岩为深湖-半深湖泥岩,储集体包括火山碎屑岩、砂砾岩和火山岩,储集空间主要为裂缝和孔隙。     

长白山天池火山——多成因中央式火山

长白山天池火山属新生代多成因中央式火山,也是我国最大的一座具潜在危险的活火山。火山主体由早期玄武岩盾、中期粗面岩锥和晚期伊格尼姆岩席组成。天池火山布里尼喷发柱高度最高达25 km,柱体最大宽度为半径12～13 km。天池破火山口塌陷过程可以分为四期,分别位于造锥喷发阶段和造伊格尼姆岩喷发阶段。本文对天池火山未来可能的火山灾害类型及范围也作了初步预测。     

From sink to volcanic source: Unravelling missing terrestrial eruption records by characterization and high‐resolution chronology of lacustrine volcanic density flow deposits,Lake Inawashiro‐ko,Fukushima, Japan

Eruption records in the terrestrial stratigraphy are often incomplete due to erosion after tephra deposition, limited exposure and lack of precise dating owing to discontinuity of strata. A lake system and sequence adjacent to active volcanoes can record various volcanic events such as explosive eruptions and subaqueous density flows being extensions of eruption triggered and secondary triggered lahars. A lacustrine environment can constrain precise ages of such events because of constant and continuous background sedimentation. A total of 71 subaqueous density flow deposits in a 28 m long core from Lake Inawashiro‐ko reveals missing terrestrial volcanic activity at Adatara and Bandai volcanoes during the past 50 kyr. Sedimentary facies, colour, grain size, petrography, clay mineralogy, micro X‐ray fluorescence analysis and chemistry of included glass shards characterize the flow event deposits and clarify their origin: (i) clay‐rich grey hyperpycnites, extended from subaerial cohesive lahars at Adatara volcano, with sulphide/sulphate minerals and high sulphur content which point to a source from hydrothermally altered material ejected by phreatic eruptions; and (ii) clay‐rich brown density flow deposits, induced by magmatic hydrothermal eruptions and associated edifice collapse at Bandai volcano, with the common presence of fresh juvenile glass shards and low‐grade hydrothermally altered minerals; whereas (iii) non‐volcanic turbidites are limited to the oldest large slope failure and the 2011 Tohoku‐oki earthquake events. The high‐resolution chronology of volcanic activity during the last 50 kyr expressed by lacustrine event deposits shows that phreatic eruption frequency at Adatara has roughly tripled and explosive eruptions at Bandai have increased by ca 50%. These results challenge hikers, ski‐fields and downstream communities to re‐evaluate the increased volcanic risks from more frequent eruptions and far‐reaching lahars, and demonstrate the utility of lahar and lacustrine volcanic density flow deposits to unravel missing terrestrial eruption records, otherwise the recurrence rate may be underestimated at many volcanoes.