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.     

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。     

长白山天池火山热(温)泉观测与研究

火山热 (温 )泉的观测与研究 ,对掌握休眠火山的活动状态、评估其潜在喷发危险性及火山喷发预测预报具有重要意义。延边朝鲜族自治州地震局于 1985年开始对长白山天池火山热 (温 )泉进行勘查、观测与分析研究。观测与研究结果表明长白山天池火山热 (温 )泉的温度和气体有较明显的变化 ,该区深部岩浆源目前可能处在不稳定时期 ;长白山火山热 (温 )泉水受较大断裂带的控制 ,与热 (温 )泉有关的断裂有EW向断裂带和近SN向断裂带     

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     

长白山天池火山区的地震活动特征分析

2002年6月以来,长白山天池火山区的地震活动明显增强。利用长白山火山中心站的观测资料对长白山天池火山地震的活动特征进行了研究。火山地震的频谱分析和时频分析结果表明,自1999年以来发生的火山地震主要为构造型火山地震。对这些火山地震进行了尾波Q值分析并与四川地区的Q值进行了对比,结果表明长白山火山区尾波Q值偏低,说明这一地区构造活动水平相对较强     

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。     

温泉逸出气体观测在长白山火山活动研究中的应用

本文回顾了流体地球化学方法在活动火山监测中的历史,重点分析了长白山火山监测站温泉逸出气体成分变化与火山活动的对应关系,得出了无论是同位素地球化学方法还是常规的温泉逸出气体检测方法,观测结果都很好地对应了火山及火山地震的活动,可以在火山喷发预报中发挥重要的作用。     

利用背景噪声研究地震波速度变化及其在长白山火山监测中的应用

介绍了利用背景噪声研究地震波瞬时波速变化的方法,应用长白山火山区的地震监测数据演示并讨论了从单台数据预处理到数据质量控制的4个数据处理步骤。应用文中介绍的方法,使用长白山火山区域地震台网的连续观测数据,研究了长白山火山区地下介质的相对地震波速变化。带通滤波范围是0.02~0.1Hz,这一滤波带的地震波速对应的敏感介质深度位于地壳与上地幔之间。长白山火山区地震波速度的长趋势变化显示出了明显的季节性影响,这可能是由当地降雨量变化引起的。2001—2007年CBS-YNB台站对的地震波速度变化幅度达到2%,高于背景值(1.5%),因为此间长白山火山地下岩浆发生了一次扰动,可能是岩浆活动导致了地震波速度变化幅度增大。     

应用地球物理CT技术研究长白山火山的岩浆囊

应用地球物理ＣＴ技术研究长白山火山的岩浆囊１．吉林省长白山火山的潜在危险性与ＣＴ技术的应用在１９９３—９４年中国灾害防御协会所瞩的中国火山学会及国内的新闻媒介报导了长白山火山存在一定的潜在危险性，地震科学联合基金会和国家自然科学基金会在近几年都资助过...     

长白山火山监测研究规划的初步构想

在总结长白山火山监测研究工作的基础上，充分借鉴国内外经验，结合吉林省的实际，笔者提出了加强长白山火山监测规划的初步构想，这对于建立长白山火山观测站及开展火山监测研究均具有实际意义。     

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     

THE HISTORICAL RECORDS OF VOLCANIC ERUPTION IN THE KOREAN PENINSULA

The historical document record is of vital significance to determine the volcanic eruption history age in the volcanology research and it cannot be replaced by ¹⁴C dating and other methods. The volcanoes are widely distributed in the northeast area of China, but there is lack of relevant historical records. However, there are the records of the volcanic eruption in the historical documents of Goryeo Dynasty(AD918-1392)and Joseon Dynasty(AD1391-1910)in the Korean Peninsula which is separated by a river with China only. Some of the records have been widely used as important information to the research of Changbaishan Tianchi volcano eruption history by researchers both at home and abroad, but they have different opinions. On the basis of the historical documents in the Korean Peninsula, that is, the History of Goryeo Dynasty and the Annals of the Joseon Dynasty so on, the phenomena of volcanic eruptions, including the intuitive eruptive events and the doubtful volcanic eruption phenomenon such as "the ash fall", "the white hair fall", "the sky fire", "the dust fall" are investigated and put in order systematically in this paper. The results are as follows:1)The intuitive eruptive events are the 1002AD eruption of Mt. Halla volcano on Jeju Island, Korea Peninsula, and the 1007AD volcanic eruption offshore to the west of Jeju Island, Korea Peninsula, as well as the 1597AD eruption of Mt. Wangtian'e volcano in Changbai County, Jilin Province, China; 2)"The ash fall" is airborne volcanic ash, and those "ash falls" happening in 1265, 1401-1405, 1668, 1673 and 1702AD are possibly the tephra of Changbaishan Tianchi volcano; 3)"The white hair fall" is Pele's hair and it is speculated that the "white hair fall "happening in 1737AD is related to Changbaishan Tianchi volcanic eruption; 4)If regarding "the sky fire" as the volcanic eruption phenomenon, "the sky fire" happening in 1533AD is possibly the Changbaishan volcanic eruption event, and "the sky fire" in 1601-1609AD may be the eruptive event of the Longgang volcano in Jilin Province, China or Changbaishan Tianchi volcano; 5)"The dust fall" is recorded in many historical documents. However, "the dust fall" is not the volcanic ash fall but the phenomenon of loess fall. So, it is improper to determine the eruptive events of Changbaishan Tianchi volcano on the basis of "the dust fall".     

长白山天池火山监测与火山活动状态的初步分析

对长白山天池火山监测站连续 4年的监测资料 ,包括测震 (含野外测震子台 )、形变 (含GPS和水准 )及水化等进行了认真的分析整理。同时将各手段所获资料与历年的资料进行了对比 ,对长白山天池火山目前的活动状态做出了初步判断。结果表明 :长白山天池火山目前正处于活跃状态 ,而且其活动性具逐年增强的趋势 ,主要表现为最近 1年来的火山地震频次和能量明显地增强     

TEPHRA RECORD FROM QUANYANG PEAT OF THE CHANGBAISHAN MILLENNIUM ERUPTION

Tephra, usually produced by explosive eruptions, is deposited rapidly, hence, it can serve as a distinctive and widespread synchronous marker horizon correlating terrestrial, marine and ice core records. The tephra from Changbaishan Millennium eruption, a widely distributed tephra, is an important marker bed across the Japan Sea, Japan Islands and even in the Greenland ice cores 9000km away from volcanic vent. In this study, a discrete tephra was identified in the Quanyang peat~45km northeast to the Changbaishan volcano. Radiocarbon ¹⁴ C dating on the plant remains constrains an age of 886-1013calAD(95.4%)to the tephra layer, which can correspond to the Millennium eruption of Changbaishan in time. In addition, there was no similar volcanic eruption in the surrounding areas except Changbaishan at the same time. This tephra shows rhyolitic glass shards major element compositions similar to those rhyolitic tephra from Millennium eruption. This study illustrates that tephra from Millennium eruption has been transported to Quanyang peat~45km northwest to the Changbaishan volcano. Additionally, the diameter of the pumice lapilli is up to 0.3cm, implying that the tephra must be transported more distal away from Quanyang peat and formed a widely distributed isochronic layer. Glass geochemistry of the Quanyang tephra, different from the distal tephra recorded at Sihailongwan, Japan, and Greenland ice, shows a close affinity to the pyroclastic flow deposits of the Millennium eruption while not from fall deposits. This may indicate that distribution of the Millennium eruption of Changbaishanin in different directions may be controlled by different stages of eruption. This layer with well-defined annual results can be used to optimize the chronological framework of the corresponding sedimentary environment, thus facilitating more accurate discussion of corresponding environmental changes, which can achieve the contrast of the ancient climate records in the whole Northeast China-Japan and arctic regions.     

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。     

长白山天池火山玻璃和长石微观特征研究

研究了长白山天池火山1000年和5000年前2次大喷发产生的浮岩和火山灰的微观特征,通过TEM-EDX和SEM-EDX分析了浮岩中的火山玻璃和长石晶屑的表面特征及风化层厚度。5000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度3·74μm,1000年前大喷发为0·98μm;5000年前大喷发浮岩中的长石表面风化溶蚀度大于1000年前大喷发物中的长石;两次大喷发浮岩中的火山玻璃风化层化学组成与火山玻璃相比富Al和Fe而Si减少。综合上述特征认为,天池火山喷发物中矿物的微观特征的差异与火山喷发年代和喷发环境有关。因此,系统研究天池火山喷发物的微观特征是十分必要的,并且具有一定的应用价值     

Overview of deep structures under the Changbaishan volcanic area in Northeast China

The Changbaishan volcano is an active and considerably hazardous volcano located on the border of China and North Korea. This paper summarizes a series of geophysical surveys as well as seismological and volcano-observational networks around the Changbaishan volcanic area. We characterize deep structures related to the Changbaishan volcanic area. The prominent low-velocity anomalies and low-resistance bodies associated with the magma system under the Changbaishan volcano were detected in the crust and upper mantle, and high-velocity anomalies were imaged within the mantle transition zone,suggesting that the origin of the Changbaishan volcano is related to the subducted Pacific slab. However, there exist a few major obstacles for comprehensively elucidating the deep structure of the Changbaishan volcano as well as for the preparedness for and response toward future volcanic unrest and activity. It is essential to collect data from both China and Korean Peninsula to image the deep structure beneath the Changbaishan volcanic area. A multi-disciplinary approach comprising seismological investigations, deformation information from GNSS and InSar, and gravity and magnetotelluric surveying is a reliable manner for imaging high-resolution structures and fluid movement for the spatial distribution and variation of the volcanic magma chamber.An effective volcano-monitoring network system is considerably important to improve hazard assessments and characterize the potential future eruption of the Changbaishan volcano.     

长白山天池火山灾害预警基础数据库的初步建立

本文主要介绍了建立长白山天池火山灾害预警基础数据库的必要性及运用Mapinfo软件为平台建立的基础数据库的结构及功能。     

长白山天池火山区介质非均匀性

高频S波随着传播距离的增大其均方根(RMS)包络逐渐变宽,我们把这种现象称为S波包络展宽现象.S波传播路径上随机分布的非均匀体对S波的多次前向散射和绕射作用是导致S波包络展宽现象的主要原因,因此可用S波包络展宽现象来研究介质非均匀性.本文采用S波包络峰值延时来对S波包络展宽现象进行量化.S波包络峰值延时定义为S波初至与其均方根包络峰值最大值之间的时间差.本文选用长白山天池火山区的小震记录,运用S波包络峰值延时对长白山天池火山口地区的介质非均匀性进行了评价.结果发现长白山天池火山区呈现强烈的介质非均匀性,在0~2 km深度范围内介质非均匀性表现出南部强北部弱的空间分布特征;在2~5 km深度范围内介质非均匀性的空间分布特征与频率具有相关性;天池火山区介质非均匀性具有明显的多尺度特性;强弱非均匀性接触带,往往是地震频发地带.根据地震与非均匀体在空间分布的相对位置,我们认为火山区介质非均匀性可能反映了火山早期喷发堆积物介质结构的差异.