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。     

长白山天池及邻区次生火山灾害类型、分布及其与火山地质的关系

基于对长白山天池及邻区火山地质和次生火山灾害的编图结果,从岩性、断裂、地形地貌和水系等方面,分析火山喷出物的地质特征与这些火山物质所导致的次生火山灾害之间的相关性。研究表明,崩塌发生在柱状节理发育的硬质岩中,多期火山喷发以及伴生的地震活动剥蚀掏空坚硬岩层间的松散堆积体,使岩体失稳发生崩塌,局部陡崖地貌在地震影响下亦会发生崩塌灾害。软质岩和松散堆积体受流水侵蚀,河谷下切,河流两岸斜坡前缘形成开阔的滑动空间,火山地震引起山体变形,斜坡岩体结构遭到破坏发生滑坡灾害。火山先期喷出的碎屑物和崩塌滑坡产生的碎石是火山泥石流的重要物质来源,火山喷发或强地震引发的洪水灾害以及地形地貌对火山泥石流的形成、搬运和分布范围起关键性作用。     

火山海岸与环境反馈——以海岛火山海岸为例

海南岛火山海岸以沿小火山口形成的海蚀地貌和全新世火山爆发使局部海湾抬升为海岸阶地、河口堵流并形成深切海湾以及促进了珊瑚礁发育为特征。火山活动改变了海岸带的地势、坡度、动力条件、沉积特征以及海岸演变趋势,火山海岸发育受到构造内动力、波浪、潮流、风化作用等外动力以及生物作用的多重影响。火山岩岩性和时代反映出北部湾湾底的现代拉张构造活动。夏威夷火山海岸的环境效应以造陆和板块移动形成岛链、近期熔岩流喷溢改变地貌和大气质量等为特征。现代日本鹿儿岛火山碎屑喷发物掩埋道路和建筑物并促发泥石流灾害,改变着火山海岸作用过程。对比研究火山海岸及其环境效应,及时预报并进而制定有效的防灾、减灾对策。     

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.     

松辽盆地断陷层系地震火山地层学研究:典型火山岩地震相与地质解释模式

为了研究松辽盆地火山岩盆地充填模式及在无井或少井区寻找火山岩有利储层,需要对盆地火山岩地震相及其反射特征和地质内涵进行系统性的总结和分析。基于盆内钻井和过井地震剖面,应用火山地层学理论和地震火山地层学方法将松辽盆地火山岩地震相单元划分为火山岩丘、火山岩台地、洼地火山充填、穿切等4类10种亚类。通过井震对比,结合野外火山地层研究相关文献资料,阐述了这些地震相单元的地质解释模式和响应关系。火山岩地震相单元通常对应于以某种盆地火山充填类型(相或相组合)为主的火山岩体,火山岩丘地震相多可解释为侵出岩穹、酸性简单熔岩流和酸性复合熔岩流等具有丘状外形的充填类型,火山岩台地地震相多代表中基性岩的简单熔岩流和火山碎屑流等具有席状外形的充填类型,洼地火山充填多代表充填在先存洼地中的简单熔岩流和火山碎屑流,穿切地震相多可解释为岩席、岩墙。除了这些典型的地震相单元以外,对地震反射特征(外形、物理参数、反射结构)与火山岩地质属性的响应关系的分析可有助于更好地解释地震相单元所反映的地质含义。     

火山学研究的最新进展和动向──参加1993年国际火山学和地内化学会议纪要

国际火山学及地内化学会议以古老火山作用和现代类比为主题，对地幔化学演化、火山作用模型、火山岩含矿潜力和火山灾害防治等１５个专题进行了学术交流和研讨。会议展示了采用多学科多手段研究古老火山和现代火山所取得的新进展，提供了火山学家、岩石学家、经济地质学家和环境地质学家相互合作的机会。将火山学研究与岩石圈深部地质－地球物理－地球化学研究相结合，以期建立较完整的有关岩石圈四维演化的总体认识。对大陆板内和活动大陆边缘的火山活动给予更多关注。对洋底火山作用有新的认识。有关火山岩成矿的交流侧重在金刚石、镍和铂族元素。强调对构造、火山和成矿三者的统一研究。对火山灾害的防治有了更多的技术和装备。会议还讨论了火山学和岩石学的发展前景     

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,预报,评估火山灾害,达到减灾,防为的目的。     

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     

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.     

长白山火山次生泥石流灾害危险范围预测

长白山火山次生泥石流是由长白山火山喷发引起的火口湖中的水沿长白山北坡缺口,以类似水库溃坝的形式突然溢出而形成的短时间、大体积的水流,是携带着地表的松散堆积物,沿着沟谷和山坡向下快速流动的一种类似洪流的特殊泥石流.笔者在野外地质调查和室内模拟试验的基础之上,采用FLOW-3D数值模拟软件,对长白山火山喷发引起的次生泥石流灾害进行大范围的数值模拟,并着重研究其对二道白河镇地区的影响程度,旨在为政府决策和防灾提供依据.结果表明:泥石流总体积为30.27亿m³时,二道白河镇将完全被泥石流淹没;不论哪种泥石流体积假设情况,泥石流都将到达二道白河镇,并对其造成危害;一旦火山爆发,二道白河镇居民可逃生时间只有30~42 min.     

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。     

火山灰全岩与原位分析差异:以四海龙湾记录的1 600年前金龙顶子火山喷发为例

火山灰地层学主要依靠火山玻璃的成分进行源区的识别,然而,当火山玻璃成分不均一时就会对源区识别造成影响.四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,其湖泊沉积物可以记录周边的火山喷发,电子探针等方法得到的火山玻璃成分可以揭示其喷发来源.同时,玛珥湖的纹层年龄可以限定其喷发年龄.在四海龙湾沉积物(钻孔2008) 的78~79 cm岩芯处出现一层火山灰层,其纹层年龄为AD 308 a,电子探针结果显示火山玻璃具有不均一的主量元素组成,为玄武质粗安岩到碱玄质响岩.FeO、TiO₂及Al₂O₃等与MgO协变图解更清楚地显示了此次火山喷发的火山玻璃成分的不均一性.火山玻璃与火山灰全岩对比分析显示,全岩分析在火山灰地层学应用中容易造成对比偏差.      

长白山望天鹅火山双峰式火山岩的成因演化

望天鹅火山活动从早到晚分为三期：①长白期以粗面玄武岩为主,少量碱性玄武岩和玄武质粗安岩;②望天鹅期又分早晚两个亚期,早期玄武质粗安岩和粗面岩,晚期碱性流纹岩;③红头山期碱性流纹岩。望天鹅火山岩的岩石学、ＲＥＥ、不相容元素和Ｎｄ、Ｓｒ、Ｐｂ同位素（１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ、８７Ｓｒ／８６Ｓｒ、２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ分别变化于０．５１２５６７～０．５１２６４２、０．７０５１９８～０．７１６７４２和１７．４３４～１７．９３４）,揭示了岩浆源区明显受洋壳的俯冲和壳幔混合混染,三期火山岩具有共同的岩浆源区和紧密的成因演化关系,分离结晶作用控制了岩浆的演化过程。原始碱性系列玄武质岩浆经橄榄石、辉石的结晶分异,向粗面玄武岩演化;粗面玄武岩经斜长石强烈的结晶分离作用,还有辉石、钛铁氧化物和磷灰石的分离结晶作用形成具显著Ｅｕ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｐ负异常的碱性流纹岩,导致本区火山岩缺失中性（ＳｉＯ２＝５７％～６３％）的安山岩和粗安岩,呈现双峰式火山岩组合的特点。     

青藏高原陆相火山岩区填图新进展——以松多地区新生代火山机构为例

20世纪90年代以来,为了区别传统的沉积岩区填图方法,中国陆相火山岩区地质调查工作普遍采用"火山构造-火山岩相-火山岩性"三位一体的思路与工作方法,并取得重要进展。以西藏松多地区1∶5万区域地质调查工作为例,探讨该方法在高原地区新生代火山岩研究中的应用。结合遥感影像与剖面测制,通过野外地质观察与镜下岩性特征分析,对火山机构进行相带划分,从而恢复古火山的基本格架、重溯火山作用过程。同时,松多地区新生代火山机构的建立,为冈底斯岩浆带发育的林子宗火山岩与下伏地层的区域性不整合提供了新的证据,进一步限定了印度-亚洲大陆碰撞的起始时间。     

深层火山碎屑熔岩形成机理及其指相意义研究:以松辽盆地庆深气田为例

基于不同岩性、岩相条件从根本上决定了储集空间的发育程度与规模,所以找火山岩的储层集中表现为火山岩相、亚相的识别。文中以松辽盆地庆深气田为例,重点研究了深层火山碎屑熔岩形成机理及其在火山岩地质相和测井相识别中的意义。研究表明,火山碎屑熔岩类火山岩常见火山碎屑流、泡沫熔岩流、岩流自碎作用、近地表隐爆作用、再熔结(胶结)型5种成因类型,且不同成因火山碎屑熔岩具有明显不同的矿物岩石学特征和测井响应特征。根据其形成机理、矿物岩石学特征和FMI成像特征,认为上述5种成因类型的火山碎屑熔岩分别发育于爆发相热碎屑流亚相、介于爆发相和喷溢相之间的爆溢相、喷溢相、火山通道相隐爆角砾岩亚相、火山通道相火山颈亚相或近火山口相。该研究成果对于促进火山岩相、亚相的准确识别和优质储层的有效预测具有重要的指导意义。     

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面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.     

长白山天池火山双岩浆房岩浆作用与互动式喷发

广义的长白山火山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,是我国最大的第四纪火山岩分布区。长白山各个火山区的火山活动具有此起彼伏的穿时性特征,天池火山之下地壳和地幔两个岩浆房具有上下呼应、互动式喷发之特点。一方面来自地幔的钾质粗面玄武岩浆直接喷出地表,在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥;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,形成双峰式火山岩特征并触发千年大喷发。西太平洋板块俯冲-东北亚大陆弧后引张是长白山天池火山喷发的动力学机制。