浅述五大连池火山区浅层气体钍、氡与断裂构造和火山活动的关系

在五大连池火山区流体化学研究原有工作的基础上，对火山群的重要区段开展了野外踏勘、气体普查，特别是用放射性气体测量方法对火烧山、老黑山、笔架山、药泉山等火山区进行了Tn、Rn测量。通过大量实测资料，分析和研究了Tn、Rn等气体和火山、火山活动、断裂构造、断裂活动性及其他地质条件的关系，初步查明了五大连池火山区的气体组成特征、分布和形成规律，对地下主要气体的成因、气体和火山构造活动及其它地质条件的关系进行了初步探讨，并提出了对五大连池火山区气体观测的初步设想和建议。     

气相色谱分析在温泉逸出气体测定中的应用

通过实际观测和实验,讨论了应用气相色谱法测定火山区温泉逸出气体时的主要干扰因素及排除方法,认为校正归一法是适合火山区微量气体检测的一种定量方法,另外发现观测时间对观测结果影响很大,应在取样后相对确定的时间段内进行样品分析,以保证分析结果的可对比性。     

冲绳海槽活动热水成矿系统的氦同位素组成:幔源氦证据

冲绳海槽长英质火山岩的3He 4He比值 (R)为 5 3～ 8 7RA(RA 为大气的3He 4He比值 1 4× 10 - 6 ) ,显著不同于壳源花岗岩和壳源长英质火山岩 ,而接近于MORB和弧安山岩 ,揭示长英质岩浆系玄武质岩浆派生产物 ,后者来自受俯冲带组分混染的楔形地幔 .海底下部热水成矿系统具有极高的3He 4He比值 ,最下部浸染 脉状硫化物R RA 变化于 12 3～ 2 9 3之间 ,块状硫化物该比值介于 10 7～ 17 9之间 .3He极大富集可能与地幔热柱作用有关 ,反映了深部地幔氦的贡献 .上部热水成矿系统及其产物的R RA 变化于 2 6～ 8 0之间 ,黑烟囱流体该比值为 6 5 ,CO2 流体该比值为 5 8～ 6 6,重晶石为该比值 4 3～ 6 0 .硫化物烟囱显示R RA 分带 ,自内而外R RA 值降低 ( 8 0→ 6 0→ 2 6) ,证明上部热水成矿系统仍有地幔氦注入 ,但因热水流体与海水的大量混合而被稀释 .     

中国大陆含油气盆地的氦同位素组成及大地热流密度

根据天然气中氦同位素组成,讨论了中国大陆主要含油气盆地氦同位素地球化学特征与大地热流密度。不同地区425个~3He/~4He 值表明中国含油气盆地天然气的氦同位素组成变化范围较大,为4.0×10~(-9)—7.21×10~(-6),在统计直方图上呈现三个峰值:1.5×10~(-8),3.0×10~(-7)和1.5×10~(-6)。中国东部大陆裂谷系中、新生代盆地内天然气的~3He/~4He 值分布范围为1.02×10~(-7)—7.21×10~(-6),50%以上大于大气的值(1.4×10~(-6));其他地区含油气盆地天然气的~3He/~4He 值分布范围为4.0×10~(-9)—7.01×10~(-7),全部小于大气的~3He/~4He 值。根据天然气中~3He/~4He 值计算的大地热流密度值分布在30—82mW/m~2 之间。利用~3He/~4He 值计算的大地热流密度值与用其他方法测得的值相一致,在中国大陆水平方向上呈现"东高西低"的变化趋势。     

中国东部新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素研究

对中国东部黑龙江鹿道，吉林辉南、蛟河，辽宁宽甸，河北汉诺坝，安徽女山和海南岛定安地区新生代玄武岩中幔源包体和高压巨晶的氦同位素进行了初步研究．大部分地区幔源包体和高压巨晶的～３Ｈｅ／～４ＨＥ比值分布在 １×１０～（－５）左右，与ＭＯＲＢ的～３Ｈｅ／～４Ｈｅ比值相似，反映了ＭＯＲＢ型亏损地幔的特征．蛟河地区幔源包体的～３Ｈｅ／～４Ｈｅ比值为４．８ × １０～（－６）；汉诺坝地区幔源包体的～３Ｈｅ／～４Ｈｅ比值为（０．１５～７．４）×１０～（－６）与，较ＭＯＲＢ值明显偏低，甚至低于大气的值，说明该地区曾发生过强烈的地幔交代作用．同一地区幔源包体和高压巨晶的氦同位素组成明显不同，提出幔源包体和高压巨晶不是同源的，两者可能与寄主玄武岩均无必然成因联系．在汉诺坝地区一件石榴石巨晶中发现了异常高的～３Ｈｅ／～４Ｈｅ比值     

利用地下流体氦同位素比值估算大陆壳幔热流比例

地下流体中的氦同位素 3He来自地幔的排气作用 ,4He则是铀、钍衰变的产物 .由于铀、钍元素在大陆地壳中富集 ,4He通量与地壳热流呈正相关关系 ;同时 3He通量与地幔热流之间呈正相关 .所以地下流体的氦同位素比值 （3He / 4 He）与大陆壳幔热流比值 （qc/qm）呈反相关关系 .根据欧亚大陆和加拿大地盾的地下流体氦同位素比值数据和相应的壳幔热流比值数据 ,统计出 qc/ qm 与 3He / 4 He之间的回归关系 :qc/ qm =0 81 5— 0 30 0ln（3He / 4 He） ;此处 3He/ 4 He的单位是RA（大气的 3He/ 4 He比值 ） .有了地表热流值和壳幔热流比值即可得到地壳热流和地幔热流 .利用该公式以及热流值估算了中国主要盆地的壳幔热流值 ;根据这些数值得出的热岩石圈厚度和地壳平均生热率结果与地震学研究成果一致 .氦同位素比值是区分大陆热流中地壳热流值和地幔热流值的有用参数 .     

中国大陆含油气盆地的氦同位素组成及大地热流密度

根据天然气中氦同位素组成,讨论了中国大陆主要含油气盆地氦同位素地球化学特征与大地热流密度。不同地区425个~3He/~4He 值表明中国含油气盆地天然气的氦同位素组成变化范围较大,为4.0×10~(-9)-7.21×10~(-6),在统计直方图上呈现三个峰值:1.5×10~(-8),3.0×10~(-7)和1.5×10~(-6)。中国东部大陆裂谷系中、新生代盆地内天然气的~3He/~4He 值分布范围为1.02×10~(-7)-7.21×10~(-6),50%以上大于大气的值(1.4×10~(-6));其他地区含油气盆地天然气的~3He/~4He 值分布范围为4.0×10~(-9)-7.01×10~(-7),全部小于大气的~3He/~4He 值。根据天然气中~3He/~4He 值计算的大地热流密度值分布在30-82mW/m~2 之间。利用~3He/~4He 值计算的大地热流密度值与用其他方法测得的值相一致,在中国大陆水平方向上呈现"东高西低"的变化趋势。     

利用地下流体氦同位素比值估算大陆壳幔热流比例

地下流体中的氦同位素 3He来自地幔的排气作用 ,4He则是铀、钍衰变的产物 .由于铀、钍元素在大陆地壳中富集 ,4He通量与地壳热流呈正相关关系 ;同时 3He通量与地幔热流之间呈正相关 .所以地下流体的氦同位素比值 （3He / 4 He）与大陆壳幔热流比值 （qc/qm）呈反相关关系 .根据欧亚大陆和加拿大地盾的地下流体氦同位素比值数据和相应的壳幔热流比值数据 ,统计出 qc/ qm 与 3He / 4 He之间的回归关系 :qc/ qm =0 81 5- 0 30 0ln（3He / 4 He） ;此处 3He/ 4 He的单位是RA（大气的 3He/ 4 He比值 ） .有了地表热流值和壳幔热流比值即可得到地壳热流和地幔热流 .利用该公式以及热流值估算了中国主要盆地的壳幔热流值 ;根据这些数值得出的热岩石圈厚度和地壳平均生热率结果与地震学研究成果一致 .氦同位素比值是区分大陆热流中地壳热流值和地幔热流值的有用参数 .     

五大连池地下浅层气体与火山及断裂关系的初步研究

用气体化学方法,在五大连池药泉山、卧虎山、笔架山、老黑山、东、西龙门山之间进行了氡、钍放射性气体测量,布设了12条测线。测量结果,发现Rn、Th浅层气体和某些断裂关系密切。尤其是药泉山周围和老黑山—笔架山之间,氡、钍放射性气体表现出异常高值,Rn、Th的含量大大高于区域背景值。初步认为药泉山周围地区为强构造活动区,Rn、Th等火山断层气和断裂活动及火山活动有密切关系。     

金顶超大型铅锌矿床氦、氩同位素地球化学

对金顶超大型铅 锌矿床成矿阶段形成的黄铁矿中流体包裹体的氦、氩同位素的研究结果表明 ,成矿流体的40 Ar/ 3 6Ar≈ 30 1 .7～ 385 .7,3 He/ 4 He≈ 0 .0 3～ 0 .0 6Ra,成矿流体属于饱和空气的表生水 .在此基础上 ,对氦、氩、硫、铅同位素耦合关系的研究进一步确定出该矿床成矿流体的形成演化过程为 :饱和空气的大气成因地下水下渗增温→通过水 岩作用从盆地地层中获取硫和氯以及放射成因的氦和氩→浸取盆地底部幔源火成岩中的铅和锌→含矿流体回返上升成矿 .由于这一过程的结果 ,而使成矿流体留下了地壳放射成因氦、(叠加有部分放射成因40 Ar的 )大气氩、地壳成因硫和幔源铅的同位素组成特征 .     

五大连池火山区地热显示及开发前景探讨

回顾与总结了三次五大连池火山区的地热普查与测量概况，展示了五大连池地热资源的开发前景。     

THE VOLCANIC ACTIVITIES AND HAZARD PREDICTION OF WUDALIANCHI VOLCANIC BELT

More than 40 late Cenozoic monogenetic volcanoes formed a volcanic belt striking NNW from Keluo, through Wudalianchi to Erkeshan in NE China. These volcanoes belong to a unified volcano system, namely Wudalianchi volcanic belt(WVB for short). Based on the volcanic evolution history and the nature of monogenetic volcanic system, we estimate that the volcanic system of WVB is still active and has the potential to erupt again. Hence, this paper studied the temporal-spatial distribution and volcanic eruption types to evaluate the possible eruption hazard types and areas of influence in the future. Volcanic field characteristics and K-Ar radiometric data suggest two episodes of volcanism in the WVB, the Pliocene to early Pleistocene volcanism(4.59~1.00MaBP)and the middle Pleistocene to Holocene volcanism(0.79Ma to now). The early episode volcanoes are distributed only in the north of WVB(mainly in Keluo volcanic field), featured by effusive eruption, and mainly formed monogenetic shield, whose base diameter is large and slope is gentle. However, the late episode eruptions occurred over the entire WVB. The explosive eruption in this stage formed numerous relatively intact scoria cones of explosive origin. Meanwhile the effusive eruption formed widely distributed lava flows. Both effusive eruption and explosive eruption are common in WVB. The effusive eruption formed monogenetic shields and lava flows. The resulting pahoehoe lava, aa lava and block lava appeared in WVB. There are three end-member types of explosive eruption driven by magmatic volatile. Violent Strombolian eruption has the highest degree of fragmentation and mass flux, characterized by eruption column. Strombolian eruption has the high degree of fragmentation, but low mass flux, featured by pulse eruption. Hawaiian eruption has low degree of fragmentation, but high in mass flux, generating large scoria cones. In addition, this paper for the first time found phreatomagmatic eruption in WVB, which formed tuff cone. Transitional eruptions are also common in WVB, which have certain characteristics among the end-member eruption types. Besides, certain volcanoes displayed multiple explosive eruption types during the whole eruption span. According to the volcanic temporal-spatial distribution and eruption characteristics in WVB, the potential volcanic hazards in future are constrained. It appears that the violent Strombolian and Strombolian eruption will not have significant impact on aviation safety in the vertical direction. In the radial direction, the ejected volcanic bomb can reach as far as 1km from the vents and the fallout tephra may disperse downwind over a distance ranging from 1~10km. The major hazard of Hawaiian eruption and effusive eruption comes from lava flow, and its migration distance may reach 3.0~13.5km for pahoehoe lava and 2.9~14.9km for aa lava. The base surge in phreatomagmatic eruption can reach a velocity of 200~400m/s, and the migration distance is around 10km. This is a big threat that people should pay more attention to and take precautions in advance. Besides, it is necessary to strengthen the real-time observation of the volcanoes in the WVB, especially those formed in the late episode as well as near the active fault.     

五大连池火山构造地震空间分布及其构造含义

在对五大连池地震台１９８３年以来观测到的五大连池火山区的地震记录复核的基础上，测定了火山构造地震的空间分布状态。研究结果表明该地区地震活动均为壳内地震。受火山构造环境影响，地震活动存在着外围边缘强，震源深度分布深；内部弱，震源深度分布浅的差异。火山区内部地震深度分布优势在５ｋｍ—８ｋｍ，有３个地震分布密集区，震中分布呈明显的沿火山构造断层成带分布特性。在地震条带交汇处，震源深度起伏变化大，是火山构造活动强烈部位     

五大连池火山群的构造环境与喷发机理

五大连池火山群位于松辽裂谷的北端，这里的火山活动同裂谷的形成与发展密切相关五大连池火山区发育着典型的“Ｘ”型断裂，其次是经向张断裂和纬向压断裂，它们是同一应力场作用下的产物，本文提出了“Ｘ”型断裂的形成与发展过程，并认为五大连池区处于“Ｘ”型断裂发展的第二阶段，即处于剪切应力的最大值阶段，两组断裂呈正交。     

五大连池火山新史料及对火山喷发过程的讨论

本文叙述了新发现的有关五大连池老黑山,火烧山两座近代火山喷发过程的清化清文料档案的主要内容。在此基础上讨论了火山发过程及有关问题,同时评议了这些史料的学术价值．     

黑龙江五大连池火山区气体地球化学特征

根据五大连池火山区的气体地球化学特征,分析了二氧化碳气的生成条件和成因,对火山区CO_2的泄出量进行了概算。通过一年定点观测,查明了南泉和二龙眼泉各气体组分的动态变化特征,认为南泉氢和氦于1988年2月～4月出现的大幅度异常和附近的小震活动有关     

天山地震活动区地下水中碳同位素的初步研究

介绍了中国新疆维吾尔自治区地震局和乌兹别克斯坦共和国科学院地震研究所近 1 0年来地震科技合作在地下水碳同位素方面的基本研究成果。结合天山主要地震活动区 2 0 0余个水点的碳同位素观测资料 (其中乌鲁木齐地下水中碳同位素资料是第一次公布 ) ,分析了水中碳同位素的区域分布规律、来源及影响因素 ,探讨了碳同位素地震前兆异常的某些特征。     

海口地区火山活动初步研究

海口地区的马鞍岭-雷虎岭火山群是中国为数不多的几个休眠火山群之一。通过对区域火山活动期次划分、深部岩浆囊探测以及对火山类型、规模、物质组成和溶岩覆盖面积的分析,总结了海口地区火山活动的时、空、强特征。结合对火山区地震、地磁、体应变和地热等观测资料的分析,对火山区深部岩浆活动的状态进行了初步评估。研究认为海口全新世火山区最后一次火山喷发距今约4 000a左右,其现今火山活动已趋于平静,未来的火山活动可能向1605年琼州7.5级大地震震中区迁移     

腾冲火山地震群的活动特征

根据 1998 ,1999和 2 0 0 2年腾冲火山区流动数字地震台网的 3期观测资料 ,从中选择出 30个与岩浆活动有关的地震事件 ,这些事件主要以地震群的形式出现。从地震群的时空强分布特征、各观测台的地震波记录特征、震源参数和震源机制等方面 ,分析研究区内火山地震群的活动与岩浆囊体位置的关系。结果表明 ,腾冲火山区存在 2个岩浆囊体 ,一个位于北纬 2 5 0°～ 2 5 1° ,东经 98 4 2°～98 4 8° ,深度约 4～ 6km ;另一个位于北纬 2 4 9°～ 2 5 0 5° ,东经 98 4 5°～ 98 5 5°,深度约 8～ 14km以下。地震群活动主要围绕在岩浆囊体的周围 ,与岩浆活动密切相关。岩浆囊体的存在主要控制了腾冲南部火山区的地热活动及微小构造破裂