长白山天池火山水热活动及气体释放特征

长白山天池火山属于新生代大型多成因复式火山,位于吉林省东部中-朝边境上。天池火山周围水热活动比较强烈,主要的水热活动区有天池北部的长白温泉群、天池湖滨温泉和天池西南的锦江泉群。长白聚龙泉群水温较高,一般为70～83℃,湖滨温泉水温20～40℃,锦江泉群水温为58℃左右。长白聚龙泉群水热活动相对更为强烈。在水热活动区,地下气体活动也相当强烈,地下释放气体的主要成分是CO2,同时含有稀少气体He、Ar和微量气体H2、CH4及少量O2和N2。长白和锦江两处泉群的地下释放气体中,其气体同位素地球化学特征表明,两处     

长白山小天池和长白瀑布水体典型样本的细菌多样性比较

水体中微生物对环境的改变有着敏感的响应。16S rRNA基因克隆文库可以同时反映标本中的细菌种类和各种细菌的相对比例。本研究构建环境样品16S rRNA基因的克隆文库,解析长白山小天池入水口和长白瀑布下水潭两个典型水体样本中的细菌种属多样性特征,并探讨其与水体性质的关系。小天池文库共获得89条16S rRNA基因序列,分别属于10个类群,其中Betaproteobacteria是主要类群(占总数的23.6%)。长白瀑布文库共获得88条序列,分别属于8个类群,以Betaproteobacteria为主要类群(占总数的35.2%)。Bacteroidetes、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria是两个样本共有的优势类群,而Deltaproteobacteria、Acidobacteria和Armatimonadetes只在小天池入水口处检出。长白瀑布水潭中的细菌群落多样性明显偏低,种群均匀度指数也较低,但两样本的地理距离极短,认为人类活动可能是导致这种差异的原因。     

封面介绍——长白山天池

<正>长白山天池位于吉林省东南部、长白山主峰火山锥体的顶部,是中朝界湖。因其所在水面海拔2 149 m,故被称为"天池"。它是中国最大和最深的火山口湖。1702年,长白山火山喷发后,火山口积水形成了天池。天池呈椭圆形,周长13.1 km,南北长4.85 km,东西宽3.35 km,湖面面积10 km2。天池蓄水20亿m3,是一个巨大的天然水库。在天池周围环绕着16个山峰。长白山天池火山是目前我国境内保存最为完整的新生代多成因复合火山。长白山火山活动经历了造盾     

长白山火山地貌

<正>长白山是一座休眠了近300年的新生代活火山,最近一次喷发时间是1720年。火山锥顶部的火山口湖面标高达2194m,故称"天池",是中国最大、世界最高的火山湖。火山湖周围有16座由火山熔岩堆积成的单面山峰,形成奇异的火山地貌景观。出自天池的湖水形成落差高达70 m的长白瀑布,来自地下的气液流体形成了著名的长白温泉群,水温高达80℃,四季地面热气腾腾。     

吉林省发现一处优质“天池麦饭石”

吉林省地矿局科技处受吉林省白河林业局的委托,在长白山天池附近找到一处优质“天池麦饭石”。该麦饭石是在调查寻找七处矿点中优选出来的。出露范围有0.5km~2,其质地优良,富含 Mo、Se、Cr、Cu、Zn 等对人体有益元素,且溶出量高;原岩有害元素 Pb 最低,As、Cd、Hg 也均低,且溶出量也很低;生物毒理试验效果较佳。各项指标均可与中华麦饭石、阜新麦饭石及我省凤栖、长白麦饭石比美。该项资源是经地学、医学、卫生等十位行业专家共同鉴定确认的。并认为其研究程度较高,具有国内同类研究的先进水平。     

长白山火山活动历史、岩浆演化与喷发机制探讨

广义的长白山火山在我国境内包括著名的天池火山、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。图们江火山和望天鹅火山活动都始于上新世,喷发活动分别介于上新世—中更新世（5.5~0.19 Ma）和上新世—早更新世（4.77 ~2.12 Ma）。天池火山和龙岗火山属于第四纪火山,喷发活动从早更新世（~2 Ma）持续到全新世。图们江火山岩为溢流式喷发的拉斑玄武岩,望天鹅火山、天池火山和龙岗火山母岩浆都是钾质粗面玄武岩,但经历了不同的演化过程。天池火山和望天鹅火山都经历了钾质粗面玄武岩造盾、粗面岩造锥和晚期碱性酸性岩浆（碱流岩和碱性流纹岩）的喷发;龙岗火山来自地幔的钾质粗面玄武岩浆则未经演化和混染直接喷出地表。图们江火山岩以溢流式喷发的拉斑玄武岩为主,少量玄武质粗安岩等。天池火山造盾之后,地壳岩浆房和地幔岩浆房具互动式喷发特点,来自地幔的钾质粗面玄武岩浆一方面在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥,另一方面持续补给地壳岩浆房发生岩浆分离结晶作用和混合作用,分别导致双峰式火山岩分布特征和触发千年大喷发。火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素示踪揭示,长白山东（图们江火山、望天鹅火山和天池火山）、西（龙岗火山）两区显示地幔非均一性,东区岩浆源区具有软流圈地幔与富集岩石圈地幔混合特征,西区岩浆源区具有相对亏损的较原始地幔特征。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。     

长白山天池火山地质学研究的若干进展与灾害分析

通过以减轻火山灾害为目的的天池火山锥体顶部地区地质填图工作，发现了天池火山锥体附近不同期次火山泥石流，部分火山泥石流显示的高温定位特征指示了其与千年大喷发的成因联系。这些火山泥石流构成了严重的火山泥石流灾害，天池火山锥体近顶部大型滑坡体的发现则指示了天池火山另一种重要的灾害类型。滑坡体堆积物结构上可分为3种类型。天池火山千年大喷发时不同成分与物性的岩浆混合作用十分发育，指示了天池火山喷发前不同岩浆批的混合与共喷发机理。本文还论述了天池火山近代历史记录喷发物的分布与鉴别特征。     

基于简化Newmark模型的长白山天池火山诱发崩塌滑坡危险性评价

火山喷发过程所伴生的地震活动会诱发大量的崩塌滑坡次生灾害,其所造成的人员财产损失甚至超过火山活动本身。2002年以来长白山天池火山区地震活动的异常,表明火山深部的岩浆正在发生变化,天池火山存在喷发的危险。地震崩塌滑坡的危险性区划是降低生命财产损失的有效手段。将火山伴生地震作为崩塌滑坡灾害的诱发因素并据此设置地震参数,利用简化的Newmark累积位移模型,考虑地形因素对地震的放大效应,对长白山地区天池火山喷发下次生崩塌、滑坡灾害的危险性进行评价。通过探讨不同地震震级下的危险性分区结果,认为不同地震参数的设置对危险性分区结果没有影响。将研究区划分为极高、高、中等、低、极低等5个危险等级,其中,极高危险区主要分布在3个区域:以天池口为中心,40km为半径的范围内;沿江乡—两江镇—松江镇条带区域;长白县境内鸭绿江沿岸区域。     

长白山天池水资源综合研究

本文在阐述天池水形成环境基础上,分析了天池水的物化特征和水量平衡问题,探讨了天池水的补给源及成因,提出了天池是以地下水补给为主的自然涌出的天然矿泉,为长白山区矿泉水开发与保护提供科学依据。     

长白山天池火山千年大喷发岩浆含水量研究——熔融包裹体含水量的红外光谱测试

长白山天池火山在公元一千年左右曾发生过大规模喷发，其产物为大面积分布的灰白色碱流质浮岩和碎屑流，在其斑晶矿物橄榄石、钙铁辉石和碱性长石中均可见到熔融包裹体。在最主要的斑晶矿物——碱性长石中含有数量众多且个体也较大的熔融包裹体，多数含有一个以上的气泡，其中部分含有子晶，根据形貌特征的不同可分为截然不同的两组包裹体。这些熔融包裹体带有大量喷发前地下岩浆的信息，成为研究地下深部的岩浆在复杂的溢流-爆炸喷发中所发生变化的最好媒介。也是本文的研究对象，通过其中挥发份尤其是水的含量，可以推知天池火山发生大喷发的原因。经Nicolet Magna-IR 550红外光谱仪测定，这些熔融包裹体的含水量较高，达1．6％-3．6％，为当时天池火山发生了巨大规模爆炸喷发的原因提供了强有力的证据。但目前红外光谱仪的应用范围还比较有限，有待今后拓宽其应用领域。     

高密度电法电性结构揭示天山天池堆积坝体厚度及其阻渗稳水功能分析

天山天池北堆积坝体结构受其成因和演化控制,影响其含水和渗流特性。对该坝体稳定至关重要的下伏基岩埋深、坝体结构阻渗水结构特征等需现场探测并给出科学判断。在地质调查基础上采用高密度电法对天池堆积坝体结构进行探测,首次获得深达下伏基岩的堆积坝体纵向和横向电性剖面。结合光释光测年、水化学成分对比、水量平衡计算等手段,分析坝体堆积物形成时代以及坝体水文地质结构特征。结果显示：天池坝堆积体厚度大于100 m并可分为3层,上部浅表层滑坡形成的巨大块石层厚30～40 m且基本不含水,其下松散含水层厚度为30～50 m;下部为较低电阻率弱透水的冰碛物,主要分布在坝体下游和东端;底部为高电阻率不透水的石炭系火山岩。坝体中间部位地下水集中下渗补给了西小天池。同时靠坝体东侧发育排泄通道,呈现多处溢水点,控制了飞龙涧左岸下降泉季节性发育,同河谷冲刷作用一起影响并导致下游左岸冰碛物中发育4处滑坡体。电法剖面揭示出与坝体轴向近平行的2条隐伏断层,其中堆积坝高堤处气象台所在山丘上游一侧发育一条近东西走向并倾向上游的断层F1,构成地下水阻隔带而使天池堆积坝上游潜水水位呈现一定雍高,同坝体下伏基岩和弱透水冰碛物联合组成的...     

长白山天池地区斜坡稳定性分析

长白山天池地区崩塌灾害频频发生。为分析长白山天池地区斜坡稳定性,选取龙门峰作为典型斜坡,采用有限元法对其进行应力、位移模拟分析,绘制最大、最小主应力等值线图。分析结果表明,长白山天池地区高陡斜坡整体稳定性较好,不会发生大规模崩塌。斜坡上缘表层岩体的稳定性较差,极易导致小型崩塌和危石坠落发生。并确定龙门峰两侧南北向陡崖、瀑布附近东西向陡崖及黑风口以南南北向陡崖分布区为崩塌灾害严重区。     

基于钻井温的长白山天池火山北坡浅部岩浆房赋存深度研究

长白山火山区地壳热结构尚未建立,目前基于地球物理探测手段获得的天池火山浅部岩浆房赋存深度存在差异.通过对天池火山北坡CZK07钻孔测温情况的研究,在资料评价与地温梯度计算的基础上,结合全新世岩浆房温度资料,估算了北坡浅部岩浆房的赋存深度. CZK07钻孔位于地球物理探测所推测的浅部岩浆房正上方,靠近历史时期火山喷发火口,在孔深约610 m处地温较高且稳定（102.5～106.8℃）.连续测温资料显示,钻孔地温随深度呈一次正相关变化,地温梯度主要变化于134～178℃/km之间（平均为153℃/km）,可大致代表浅部岩浆房上覆地壳的地温梯度.基于前人浅部岩浆房的温度研究,本次定量估算的天池火山北坡浅部岩浆房的赋存深度,为天池水面下5.25～7.21 km,与地球物理探测的反演结果相近.     

应用层次分析法进行长白山天池泥石流危险度研究

以长白山天池泥石流为例,用层次分析法建立了层次结构模型,确定成对比较矩阵,计算权向量,进行一致性检验,从而为泥石流的预警和治理提供了依据。     

生态旅游胜地—九顶山

对九顶山的生物景观，水体景观，地质遗迹景观，天然气景观和人文景观等方面进行了详尽的描述，并划分出平水河景区，云湖景区，楠木沟景区，紫岩山景区，白云山景区，仙女洞景区和天池景区等七个景区，从科学性，美学性，文化性以及区位条件和功能方面对景观进行了评述。进而提出了开发的初步构想。     

天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制初步探讨

根据岩浆演化和地球物理深部探测，天池火山之下存在地壳和地幔双层岩浆房。地幔玄武质岩浆向地壳岩浆房的补给，保持了天池火山逾百万年持续不断的喷发活动。本文从天池火山千年大喷发浮岩中的玄武质粗安岩一粗安岩角砾和条带状岩浆的岩相学、矿物学和岩石化学研究，提出地幔的粗面玄武质岩浆向地壳岩浆房的注入，触发千年大喷发，初步探讨了天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制。     

用震源机制分析长白山天池火山未来喷发的动力背景

把震源机制的分析结果和构造地质学的研究成果结合起来进行综合分析,来揭示长白山天池火山未来喷发的动力背景.深源地震的震源机制表明,西太平洋板块向我国大陆的俯冲作用,使研究区处于近E-W向的挤压状态.从浅源地震的震源机制分析发现,研究区平均最大主压应力方向为NEE-SWW向.构造地质学的研究显示,天池周边NWW向的断层在更新世晚期以来较发育.天池火山未来的喷发可能受西太平洋板块的俯冲作用及NWW向断裂的走滑活动控制.根据以上分析,提出了天池火山未来喷发的可能动力背景.     

基于重力剖面的长白山天池火山地壳岩浆囊建模

长白山天池火山是中国最具潜在喷发危险的多成因复式火山,在近2000年来,曾经发生过世界上最大规模的喷发。为了进一步研究长白山天池火山的潜在危险,有必要研究火山的岩浆囊位置和分布。为此,在长白山天池火山开展了一条南北方向的重力剖面测量。结合前人工作,如地震勘探P波速度反演和大地电磁测深（MT）电阻率反演,以及地质信息,采用人机交互的形式,建立了一条长约150km的密度模型。从建模结果图中可以发现：（1）长白山天池下方存在地壳岩浆囊;（2）长白山天池北坡地壳存在一个高阻、低密度体,深度在7~15km,距离天池2~10km,可能是富含气体的岩浆囊;（3）在南坡和北坡大约3km深度处普遍存在一个岩浆岩层;（4）在天池下存在一个已经塌陷堵塞的火山颈。     

长白山天池老虎洞期火山活动地质特征及成因意义

长白山天池火山老虎洞期火山活动发生在更新世晚期白头山组碱性粗面岩喷发之后,火山活动的产物主要为玄武岩质火山碎屑岩和少量玄武岩质或粗面岩质熔岩;老虎洞组火山岩的稀土元素地球化学特征介于早期玄武岩和气象站组碱流岩两者之间,将二者有机地联系在一起,使整个天池火山岩的演化趋势更加清晰。老虎洞组火山岩的存在充分证明了天池火山的粗面岩类与该区早期的大量玄武岩具有成因联系。长白山天池火山活动的成因并非简单地用西太平洋板块的俯冲作用所能解释的。     

长白山天池火山粗面玄武岩的喷发历史与演化

本文新提出的年代学和岩石化学结果，进一步从天池火山与区域火山活动的关系，论述了天池火山造盾、造锥历史和岩浆结晶分异转型的时间约束，早更新世早期（2Ma前）开始粗面玄武岩的造盾，早更新世晚期（约1Ma）粗面玄武岩向粗安岩、粗面岩演化，中更新世是粗面岩造锥的主阶段，到了晚更新世（约0．1Ma）粗面岩向碱流岩演化。在中-晚更新世来自地壳岩浆房的粗面岩、碱流岩造锥过程中，来自地幔的粗面玄武岩浆喷发活动始终没有间断过。由于来自地幔粗面玄武质岩浆持续向地壳岩浆房补给，所以天池火山是一座长寿命的火山。岩浆的结晶分异作用和混合作用是天池火山岩浆演化的两个最重要过程，前者形成天池火山双峰式火山岩分布特征，后者成为天池火山喷发的触发机制。天池火山在晚更新世-全新世碱流质岩浆主喷发期兼有少量玄武质粗安岩、粗安岩或粗面质岩浆的交替喷出，揭示了天池火山的地壳岩浆房熔体的分层结构特点，由于来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房，导致不同层位岩浆的扰动和混合作用，触发天池火山的喷发。