长白山天池火山近期形变场演化过程分析

对长白山天池火山区2002～2005年的4期水准测量数据、2000～2005年6期GPS测量数据以及1999年以来的定点地倾斜观测数据进行了系统处理分析,结果表明：（1）2000年9月～2002年6月期间,长白山天池火山地表变形很小,基本上处于较为稳定的状态. 1993～1998年的InSAR观测资料也未发现明显的地表变形;（2）2002～2003年,长白山天池火山出现了明显的地表形变异常变化,其水平形变表现为以天池火山口为中心的放射状膨胀运动,垂直形变则表现为近火山口的快速隆起,显示天池火山下部可能有岩浆压力增大变化;（3）长白山天池火山2003年以来的形变速率有逐年迅速衰减的变化特征,其最大水平运动速率已由2002～2003年期间的38.3mm/a衰减到2004～2005年的15.8mm/a,最大垂直形变速率则由2002～2003年的46.0mm/a 衰减到2004～2005年的5.0mm/a.     

D-InSAR技术在长白山天池火山形变 监测中的误差分析与应用

选取长白山天池火山区15景JERS-1 L波段SAR存档数据,利用二轨法进行SAR差分干涉处理.最终用4景JERS-1数据获取了覆盖相似时间段的3幅D-InSAR形变图,提取了研究区1994~1998年的地表形变场.研究表明:远离天池火山的平坦区域形变微弱;从天池火山的山脚向上到2000~2200 m高程处,表现为逐渐增强的隆升形变,最高形变速率达到LOS(视线向)5 mm/a.尽管没有同期地面实测资料验证,但研究结论与2002~2005年的一等水准测量结果及地震活动性具有定性的一致性;与Kim的同期InSAR研究具有定量的可比性.在时间上向前延伸了对长白山天池火山的形变监测时段,为研究长白山天池火山活动状态提供了更多的形变信息.     

火山区地表形变及应力分布的有限元模拟——以长白山天池火山为例

地壳的非弹性变形以及岩浆与岩石变形的关系是近年构造物理研究的一个热点。文中主要研究火山区的地表形变以及应力场问题,设计了含有岩浆囊的上地壳有限元模型。该模型计算结果与Mogi模型的对比表明,有限元模型不仅可以实现Mogi模型的结果①,而且有很多优势:主要表现在地表对不同岩浆囊形状的响应;区域平面应力场和剖面应力场的体现以及应力场、位移随时间的变化趋势。利用该模型对比分析了岩浆囊半径差异以及岩浆囊深度差异导致的不同形变结果,认为在上地壳浅部,当岩浆囊半径小到一定程度(如0.5km),地表垂向位移的变化受岩浆囊压力变化的影响较小。同时,初步分析了区域最大应力场的分布与实测火山地震分布的关系,发现有较好的对应关系;模拟对比了只有构造应力场和带有岩浆上拱的构造应力场,发现后者导致了最大剪应力场的逐渐增大     

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2015—2022年InSAR变形与活动状态分析

地表形变信息可有效反映火山下岩浆房的活动状态,对于理解火山活动演化过程非常重要。文中利用Sentinel-1A/B的升、降轨影像,采用SBAS InSAR与Stacking InSAR技术,获取了长白山天池火山2015—2022年间的地表形变时间序列及速率,并结合Mogi点源模型反演岩浆房的几何参数,得到的主要结论如下：1)火山口及周围区域整体下沉,火山口附近视线向形变速率约为-4～-2mm/a,远离火山口的局部形变速率可达-6mm/a。2)根据Mogi模型反演的火山下浅层岩浆房深约6km,体积变化率为-3.3×10⁵m³/a,岩浆房位于长白山天池火山口下偏西的位置。3)1992—2022年期间,火山经历了从平静到扰动、再到平静的岩浆活动过程,在2002—2005年监测到明显的地表隆升变形,岩浆房体积显著膨胀,之后岩浆的活动性逐渐减弱。     

长白山天池火山的岩浆演化

长白山天池火山是由包括造盾阶段的玄武质岩石、造锥阶段和近代的粗面岩和碱流岩组成的 .REE ,不相容元素和Sr,Nd ,Pb同位素研究认为 ,不同阶段的岩石具有共同的岩浆成因与紧密的演化关系 ,其中结晶分异作用起了关键性作用 .玄武质粗安岩浆与碱流岩浆的共喷发表明天池下面存在地壳岩浆房和地幔岩浆房 .     

基于PSInSAR技术的海原断裂带地壳形变初步研究

常规差分干涉测量(DInSAR)受时间、空间失相干的严重制约和和大气延迟等相位误差的影响,难以实现对长期累积微小地壳形变场的有效探测.PSInSAR技术克服了常规DInSAR的局限性,能够高精度监测微小地壳形变.本文首先介绍了PSInSAR技术的算法模型和处理方法.该方法通过二维线性相位模型,对时序干涉图象上相干点目标的差分干涉相位进行回归分析,逐次消除大气延迟、轨道残余和地形残余等相位误差,提取出准确可靠的形变相位,进而得到相干点目标上的累积形变量和形变速率.在此基础上,以祁连山海原断裂带为实验研究区,利用2003~2009年的21景ENVISAT ASAR数据,采用上述相干点目标处理方法进行了海原断裂带地壳微小形变的探索性研究,得到海原断裂东段绝大多数高相干点的形变速率在6~7 mm/a,2003~2009年共6.3年累积位移平均值约为4.2 cm,运动性质为左旋走滑.这一结果与GPS,库仑应力反演和地质学方法得到的结果基本一致,说明PSInSAR技术在长期累积微小地壳形变探测中具有广阔的应用前景和巨大发展潜力,有望成为探测震间微小形变,获取地震形变异常的有效途径之一.     

长白山天池火山气体对环境的影响及潜在火山灾害研究

长白山天池火山位于中国和朝鲜两国边境线上, 借助国际合作, 对分布于中朝两国境内的天池火山喷发物进行了较系统的野外考查, 选择层序完整的火山喷发物剖面, 对天池火山进行整体研究. 在此基础上, 系统测定了天池火山历史时期大喷发从早期到晚期喷出的气体成分和含量, 进而探讨了该火山气体对环境的影响及其造成的火山灾害, 并利用天池火山气体成分和含量开展了该火山未来喷发危险性及其潜在火山灾害预测研究, 这一方法对进一步开展我国大陆活火山的喷发预测及其火山灾害防御研究具有重要意义.     

利用卫星遥感技术监测长白山天池火山活动性

正位于中朝边界的长白山天池火山是一座具有潜在灾害性喷发的大型近代活动火山。长白山天池火山历史上发生了多次喷发事件,曾造成了巨大的灾难,发生在公元946年的大喷发,就规模和猛烈程度而言,属于全球近2000年以来最大的爆炸喷发之一。鉴于此,"九五"和"十五"期间,中国地震局等几家单位对长白山天池火山进行了较为系统的地质、地球物理探测研究,并进行了以地震活动、形变、地球化学变化为主的固定、流动台网监测研究工作,取     

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     

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。     

长白山天池火山造盾熔岩流流动速度的恢复与溢流性灾害讨论

天池火山东北侧造盾玄武岩可划分出8个流动单元,熔岩流的流动距离主要集中在30~50km,熔岩流宽度以5km左右为主。通过由野外调查获得的天池火山东北侧不同熔岩流单元的地表坡度、熔岩流厚度等,结合温度、密度与黏度等物理参数,按照熔岩流速度公式恢复的头道组和早白山组0.5m厚晶体含量5%的玄武岩熔岩流流速集中在0~1m/s之间。晶体含量为30%、厚度为0.5m的晚白山组和老房子小山组玄武岩熔岩流的流动速度集中在0~0.12m/s之间。厚度增大至2m左右,晶体含量不变的头道组和早白山组的玄武岩熔岩流流动速度可加快至11m/s。天池火山2m厚的碱性熔岩流在12h内达到或接近了它的最远距离,而各组内2m厚拉斑玄武岩熔岩流在20h内接近了最远距离。0.5m厚的熔岩流在10d内接近最大距离。50km是预计的熔岩流长度,在未来制定减灾措施时,可将此长度作为重要依据之一。天池火山熔岩流灾害主要表现为熔岩流动时对房屋建筑、农田、道路、林地、电站的毁坏,火灾及大量的人口伤亡     

利用卫星热红外遥感技术监测长白山天池火山活动性

介绍了卫星热红外遥感技术用于火山监测的国内外研究现状,阐述了热红外遥感技术的原理,分析了卫星热红外遥感技术用于火山活动性监测的可行性。以长白山天池火山为例,基于Landsat TM/ETM影像和ASTER影像反演获得了1999—2008年的温度场,并选取了其中的3种地面覆盖类型(森林植被、土壤和植被(矮草)以及裸露岩石),从而去除了地表环境因素的影响;从每种地面覆盖类型中扣除了当日天池气象站的平均气温,去除了气象因素的影响,得到了由火山热活动可能导致的温度热异常。结果显示,从1999—2005年,由火山活动导致的温度热异常伴随着扰动发生了明显的上升,自2005年以后逐渐下降,2006—2008年趋于稳定。这些结果与测震、GPS形变以及He同位素比值变化趋势保持了较好的一致性,表明卫星热红外遥感技术用于火山活动性监测的巨大潜力和优势,可以作为一种常规的监测手段尝试性地纳入日常的火山监测工作中     

长白山天池火山溃湖洪水最大流量的初步估算及影响分析

长白山天池火山是目前最具潜在喷发危险的活火山。依据长白山天池火山的最新监测研究成果,结合地形地貌、水文流域特点及天池火山历史喷发类型,重点分析了长白山天池火山未来喷发时发生溃湖洪水的危险性。利用相关的水动力学公式,建立了溃口规模和洪水湿周、流量和流速的内在关系。详细分析溃湖洪峰在下游二道白河镇、白山水电站、红石水电站等关键位置的最大流量及流速。结果表明,若天池火山湖水溃泄一半即10亿m3时,距火山口50km处的二道白河镇瞬时洪水流速达84 904m3/s,该镇将全部被淹没。下游的白山水库、丰满水库将分别受到流量23 560m3/s和1 505m3/s洪水的冲击,水库安全受到严重威胁。     

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     

长白山天池火山天文峰黄色浮岩的岩相学与显微结构特征

在长白山天池火口天文峰内壁发育数十m厚的爆炸式喷发堆积物,颜色各异.其中1套规模较大的黄色中弱熔结的粗粒浮岩空降堆积,堆积物碎屑粒径大,气孔大量发育,含有大粒径粗面岩岩块.文中对采于该套黄色堆积物的样品进行了全岩成分和显微结构特征分析,并与“千年大喷发”的空降浮岩进行了对比.研究结果表明:1)黄色浮岩与千年喷发的浮岩一样,属于碱性流纹岩,比千年喷发的灰白色浮岩略偏基性,可能由同一岩浆演化而来;2)黄色浮岩呈泡沫状,由不同大小的气孔、气孔壁和少量斑晶组成,部分较大的圆形气孔沿斑晶周围发育,呈串珠状排列,流动特征明显,黄色浮岩的斑晶类型和气孔结构与千年喷发的灰白色浮岩类似;3)已有扫描电镜和X射线衍射分析结果显示黄色浮岩中的长石参数与其他浮岩明显不同,可能是独立火山喷发事件的产物.上述岩石学证据表明,该套黄色堆积物是火山爆炸式喷发作用形成的浮岩空降堆积.     

长白山天池火山区S波包络展宽的特征

高频S波随着传播距离的增大其均方根(RMS)包络逐渐变宽,把这种现象称为S波的包络展宽现象。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波的包络展宽现象来研究介质的非均匀性。采用S波包络峰值延时对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RMS包络峰值最大值之间的时间差。文中对长白山天池火山区204个小震记录进行了S波包络展宽分析,研究发现长白山天池火山区小震S波包络展宽现象明显,S波包络峰值延时与震中距、频率呈正相关;运用统计学方法获取了长白山天池火山区不同频带下S波包络峰值延时与震中距之间的关系。研究结果对认识S波包络展宽的特征以及定量研究长白山天池火山区介质的非均匀性具有重要意义     

基于遥感影像光谱与纹理分析的地物分类——以长白山天池火山地区为例

利用遥感影像的光谱分析和纹理分析技术,研究了长白山天池火山地区IKONOS影像的光谱特征以及纹理特征。对照野外实际调查结果,选取了8种训练样本类别,首先使用波谱角技术(SAM)和最大似然法进行分类,并通过混淆矩阵评价分类结果;然后,引入了ENVI的二阶概率矩阵法的纹理分析,利用差异性(Dissimilarity)纹理特征图对地物建立了纹理解译标志;最后,通过光谱和纹理结合的方法得出了最终的分类结果,使得分类精度得到了很大提高。以研究区广泛分布的浮岩为例,确定了浮岩的分布范围和相对厚度分布,分析了不同厚度浮岩的地形特征     

1597年10月6日望天鹅火山喷发史料考

望天鹅火山位于吉林省长白县中部,距长白山天池火山35km.据《朝鲜王朝实录》中记载,1597年10月6日在朝鲜咸镜道三水郡小农堡越边北发生火山喷发.文中据朝鲜地方志和古地图等资料,对史料作历史地理考证,提出1597年10月6日火山喷发发生在望天鹅火山底部,地点在今吉林省长白县十三道沟村与十四道沟镇之间的山岭,距望天鹅火山主峰约30km,距长白山天池约60km.