长白山天池火山千年大喷发空降碎屑物的数值模拟

文中以Suzuki火山灰扩散数学模型为基础,考虑了空气参数随海拔高度的变化和不同大小的颗粒由于内含气泡数量的不同而造成的密度不同,计算了不同尺寸颗粒的最终沉降速度和沉降时间。并对喷发柱扩散概率浓度的计算公式进行了修正,对长白山天池火山千年大喷发空降碎屑物的空间分布进行了数值模拟。模拟时根据风速随高度的变化应用3个模型:1)固定风速30m/s;2)风速从地球表面线性增加到对流层顶部,在平流层的速度为对流层顶部风速的0.75倍(又称MW1模型);3)风速在对流层与MW1相同,但是从对流层顶部到20km高处风速线性减小,20km高度以上的风速为对流层顶部的10%(又称MW2模型)。通过与前人的结果进行比较,说明了模型的合理性,最后分析了模拟结果与前人结果之间存在差异的原因     

长白山天池全新世以来的火山喷发与灾害风险初探

概述了长白山天池火山全新世以来的喷发及其构造活动,其中喷发物以玄武质、碱流质为主,规模大。文中着重探讨了天池火山的风险性和未来的火山灾害。可为制定火山灾害对策提供科学依据。     

长白山天池火山主断裂活动与热液蚀变带

在野外考察中发现，天池破火山口内壁同一层位不同段的近水平向红褐色、砖红色热液蚀变带顶界面有明显高差热液蚀变顶界面，北段(靠近天文峰)比南段(朝鲜境内靠近将军峰)高出约110m。热液蚀变带顶界面可作为判断构造运动的标志面。北段与南段顶界面的高差，反映了自热液蚀变以来，天池火山北东向主断裂六道沟-天池-甑峰山断裂北西盘的抬升幅度大于南东盘，这可能是天池北西部较南东部地形坡度更陡、水系更发育的内在原因。北西向主断裂——白山镇-天池-金策断裂北东盘的抬升幅度大于南西盘。由热液蚀变和古风化壳特征观察到的北东向主断裂的近期垂向活动速率大于北西向主断裂的活动速率。这两条在天池交叉的主断裂将天池火山切割成4个块体，它们的抬升幅度从大到小依次为北、西、东、南块体。北块体抬升幅度最大，这与深地震测深、大地电磁探测等得出的天池北部岩浆囊较浅的结果有较好的对应关系和一定的成因联系。     

长白山天池火山千年大喷发不同颜色浮岩的岩石化学特征

长白山天池火山大约 1 000年前的大喷发,形成了巨厚的火山碎屑流堆积层,其主要组成是浮岩与火山灰。以往的研究普遍认为其中的浮岩为灰白色,属流纹质。笔者在考察中发现了不少黑色及少量其它颜色的浮岩,系统地采集了各色样品作浮岩化学成分分析,结果表明,灰白色浮岩与黑色浮岩分别为流纹质和粗面质,灰色浮岩属于粗面质但靠近流纹质端元。它们都来源于地壳岩浆房,是岩浆房内不同分异演化阶段的产物,它们同时喷出说明岩浆房内具有分带性及不同性质岩浆的混合     

长白山天池火山喷发序列研究

长白山天池火山周边的11个钻孔资料揭示了长白山天池火山的喷发序列和岩浆演化过程.天池火山的喷发序列分为3个旋回:早期旋回喷发于上新世至早更新世,对应着周边地区的造高原喷发,天池火山熔岩盾主体开始形成,岩浆演化顺序是粗面玄武岩到粗面岩;中期旋回是早更新世的玄武岩浆演化到粗面岩和粗安岩(相当于小白山组);晚期旋回是从更新世到全新世,老房子小山组的玄武岩演化到白头山组粗面岩及碱流岩.在粗面质岩浆喷发过程中,有寄生火山的玄武质岩浆伴随喷发.全新世内天池火山千年大喷发主体由碱流质火山碎屑堆积物构成,松散堆积物的钻孔堆积层序表明,天池火山在全新世至少发生过两期巨型造伊格尼姆岩喷发.     

太平洋板块俯冲对长白山天池火山的影响

长白山天池火山是我国最具潜在喷发危险的活火山之一,属于远离海沟的陆内火山.太平洋板块平卧于长白山天池火山的下方,其俯冲过程对长白山天池火山形成及活动具有重要意义.本文通过二维热力学耦合的数值模型对海洋板块俯冲的动力学过程进行了模拟,分析了海洋板块俯冲对远离海沟的陆内火山的深部温压条件、速度场、岩浆补给量等的影响.依据模拟结果探讨了太平洋板块对长白山天池火山活动影响的可能性及方式.

     

火山喷出气体的环境、灾害效应及对火山未来喷发的指示意义

简要综述了火山喷发过程中喷入大气圈内不同成分的火山气体含量及其气候、环境效应和造成的火山灾害 ,并介绍了利用火山喷出气体成分和含量的变异特征进行长尺度火山喷发预测的原理与方法。认为当前在中国开展长白山天池火山活动喷出气体成分和含量的系统研究十分必要 ,并具有一定的现实意义     

长白山天池火山千年大喷发空降浮岩碎屑的形貌特征和最终沉降速度

碎屑的形貌参数是计算碎屑最终沉降速度公式中的一个重要参数,而以往在计算中只是把碎屑假设为球形或椭球形,未对其进行详细研究.通过对长白山天池火山千年大喷发产生的空降碎屑的形貌分析得到一些新的认识:空降碎屑以浮岩为主,浮岩碎屑的形态不规则,从等轴状到拉长状,从次圆状到棱角状都有.随着浮岩碎屑粒径的减小,颗粒拉长现象明显,拉...     

长白山天池火山一次近代喷发物的特征

长白山天池火山是中国最具有潜在灾害性喷发危险的活动火山。在开展长白山天池火山近代喷发历史的研究中,通过野外考察、粒度分析、岩石化学研究,识别出了一套新的火山喷发物。这套喷发物分布于天池水面东北侧,为一套灰色多层火山碎屑堆积,厚约9.2m。下伏公元1668年的火山空降堆积。粒度分析表明,天池火山最近一次喷发物以空降堆积为主,夹一层薄层涌浪堆积,火山喷发类型为射气岩浆型。涌浪堆积碎屑物的分数维值为2.71。空降堆积的分数维值小于涌浪堆积,综合投点求出的分数维值为2.36。显微镜下可观察到鸡骨架状玻屑,无黏土矿物,为原生火山爆发堆积。火山碎屑堆积物中的浮岩岩石化学分析结果表明岩浆成分为粗面质。根据历史记录、地层层序关系、堆积物特征的综合分析,推测堆积物的形成时间为公元1903年     

长白山天池火山密码破译势在必行

长白山天池火山是中新世以来多次喷发并造成严重灾害的火山。通过十几年的火山地质及火山地震监测研究认为长白山天池火山近期不会马上喷发，但它是一座具有潜在喷发危险性的活动火山，并提出建立长白山火山观测站的重要意义，讨论了天地火山密码的破译需要调动各方面有利因素和有利条件。     

长白山天池火山碎屑流灾害区划

在回顾总结了国外火山碎屑流灾害分析模型研究历史的基础上,本文选取了Flow3D模型对我国东北地区长白山天池火山未来大喷发可能产生的火山碎屑流进行了灾害区域划分。以长白山天池火山现代地形为依据,设定了11条未来爆炸式火山喷发时产生的火山碎屑流的可能流动线路。模拟结果表明,在喷发柱高度为10km的情况下,灾害区划最大半径为13.7km;在喷发柱高度为20km的情况下,灾害区划最大半径为35.4km;在喷发柱高度为30km的情况下,灾害区划最大半径为57.8km。在此基础上,得出了长白山天池火山未来发生中规模、大规模和超大规模火山喷发时火山碎屑流的覆盖范围,完成了我国第一幅长白山天池火山碎屑流灾害区划图。     

长白山天池火山减灾对策初探

国内外专家学者认为，长白山天池火山是一座具潜在灾害性喷发危险的活火山，因此制定火山减灾对策理应提到议事日程。针对天池火山研究现状和火山灾害特点，制定了火山活动各阶段的减灾对策。中长期阶段应加强火山监测与研究和火山知识宣传工作，采取必要的工程防护措施，重大工程进行火山安全性评价，制定火山喷发应急预案；短期阶段请求国际火山流动监测台网给予支援；临近喷发阶段重点是有组织的撤离；喷发及其后阶段应及时救灾抢险，对火山喷发趋势进行科学判定，合理地重建家园。     

The magma evolution of Tianchi volcano, Changbaishan

The Changbaishan Tianchi volcano is composed of the basaltic rocks at the shield-forming stage, the trachyte and pantellerite at the cone-forming stage and modern eruption. Studies on their REE, incompatible elements and Sr, Nd, Pb isotopes suggest that rocks at different stages have a common magma genesis and close evolution relationship with differentiation crystallization playing the key role. The co-eruption of basaltic trachyandesite magma and pantellerite magma indicates that there exist both crustal magma chamber and mantle magma reservoir beneath the Tianchi volcano. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 49672109).     

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.     

Study on shallow structural features Changbaishan Tianchi volcanic region

A seismic survey by 10 shallow profiles and 6 ultra-shallow profiles was performed in Changbaishan Tianchi volcanic region in 2002. The result shows that there are three （in some areas as many as seven） stable interfaces in the survey region, but no reflection phases are found in depths greater than 500 m. The number of interfaces in the southwestern part is obviously greater than in the northwestern part of Tianchi volcano, which suggests that the faults in the southwest have a stronger controlling power over the flow direction of volcano-spewed lava as compared with those in the northwest. Six shallow faults exist in the survey region. The shallow faults are nearly vertical graben-like faults and are mostly distributed on the southwest of Tianchi crater, indicating that volcanic activities in the southwest are stronger than in the northwest. On this ground, it could be further deduced that the NE-trending major fault of Tianchi volcano （ the Liudaogou-Tianchi-Zengfengshan fault） is more active than the NW-trending Baishanzhen-Tianchi-Jince fault.     

Study on shallow structural features in Changbaishan Tianchi volcanic region

Introduction Changbaishan Tianchi volcano, a dormant volcano in southeastern Jilin Province, northeast- ern China, is the most completely preserved Cenozoic polygenetic compound volcano (LIU, 2000). Study shows that the volcano has erupted many times from mid-late Pleistocene to Holocene and up to modern times (LIU et al, 1992, 1995; SHANGGUAN et al, 1997; SHANGGUAN and SUN, 1996). The latest eruption in A.D. (1215±15) was regarded as one of the largest explosive volcanic erupti…     

Characteristics of S-wave Envelope Broadening in the Changbaishan Tianchi Volcano

High-frequency S-wave seismogram envelopes of microearthquakes broaden with increasing travel distance,a phenomenon known as S-wave envelope broadening. Multiple forward scattering and diffraction for the random inhomogeneities along the seismic ray path are the main causes of S-wave envelope broadening,so the phenomenon of S-wave envelope broadening is used to study the inhomogeneity of the medium. The peak delay time of an S-wave,which is defined as the time lag from the direct S-wave onset to the maximum amplitude arrival of its envelope,is accepted to quantify S-wave envelope broadening. 204 small earthquake records in Changbaishan Tianchi volcano were analyzed by the S-wave envelope broadening algorithm. The results show that S-wave envelope broadening in the Changbaishan Tianchi volcano is obvious,and that the peak delay time of S-wave has a positive correlation with the hypocenter distance and frequency of the S-wave. The relationships between the S-wave peak delay time and the hypocenter distance for different frequency bands were obtained using the statistics method. The results are beneficial to the understanding of the S-wave envelope broadening phenomena and the quantitative research on the inhomogeneities of the crust medium in the Changbaishan Tianchi volcano region.     

长白山天池火山造锥期中酸性火山岩研究进展

在全球火山中,晚更新世以来有过活动的约有1500余座,其中环太平洋火山带的火山分布数量最多且集中(约80％的火山喷发发生在该带).我国是晚更新世火山发育的国家之一,分布着数座活火山或具备喷发能力的休眠火山( Hickey,1982;Davies,1992;刘若新,2000).长白山天池火山是我国境内规模最大、保存最完整...