中国火山灾害区划研究历史回顾与未来展望

火山灾害区划是防御和减轻火山灾害的一种有效的方法.以中国境内规模最大、喷发危险性最高、潜在火山灾害最强的长白山天池火山为例,回顾我国火山灾害区划研究历史,讨论典型火山喷发活动引起的主要火山灾害类型、成灾机制和灾害效应,总结不同历史阶段各种不同类型火山灾害区划图的优缺点,并结合目前国际上火山灾害区划的研究现状和编图技术,对我国未来编制具有概率含义的火山灾害区划图的思路提出展望.     

长白山天池火山区上地壳Q值结构

同天然地震资料相比，人工地震剖面观测资料具有震源球对称且位置已知，观测点位密集、震源和观测点呈直线排列、速度结构已知等突出优点。本文提出了一种利用人工地震振幅资料反演分层介质中Q值的新方法。在利用该方法得到Q值深度函数的基础上，综合各炮点的结果，可研究Q值沿剖面的横向变化。利用上述方法计算了长白山L1剖面上地壳的Q值值结构。发现长白山天池火山区下方Q值明显低于邻近地区，该区域位于天池地区壳内低速异常体的上部，对应于已往的火山喷发通道。     

长白山天池火山双岩浆房岩浆作用与互动式喷发

广义的长白山火山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,是我国最大的第四纪火山岩分布区。长白山各个火山区的火山活动具有此起彼伏的穿时性特征,天池火山之下地壳和地幔两个岩浆房具有上下呼应、互动式喷发之特点。一方面来自地幔的钾质粗面玄武岩浆直接喷出地表,在天池火山锥体内外形成诸多小火山渣锥;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,形成双峰式火山岩特征并触发千年大喷发。西太平洋板块俯冲-东北亚大陆弧后引张是长白山天池火山喷发的动力学机制。     

中国大陆火山活动对气候与环境影响的研究进展

本文简要回顾了我国中、新生代典型中酸性火山活动的气候环境效应的研究进展,重点讨论了新生代长白山天池火山喷发和中生代辽西火山活动对气候环境造成的影响。天池火山气体含量呈现两个相同趋势的旋回式变化,从早到晚,卤化物和H2O呈降低趋势,而硫化物气体呈增加趋势。火山旋回早期富含HF气体导致动物窒息、甚至大批集群死亡;晚期喷出的大量硫化物气体可以形成大规模酸雨和剧毒火山灰云幕,对周围的动植物生长有严重影响。辽西火山气体可分为三种组合,形成酸雨,导致地表温度下降,加速臭氧浓度降低,甚至破坏臭氧层,从而对生物的生存环境造成严重危害。     

长白山火山地幔不均一性——微量元素及同位素地球化学研究

大陆火山的复杂性是一个普遍关注的全球性问题,也是一个长期以来悬而未解决的地质问题。长白山火山位于亚洲板块东部的活动边缘,受到西太平洋俯冲的影响,新生代构造和火山活动活跃,为探讨大陆火山成因及其地幔源区特点提供了极佳的天然实验室。天池火山和龙岗火山是长白山地区两个重要的新生代火山区,其火山岩分布具有空间相邻、火山活动时代相似的特点,本文通过对基性火山岩的岩石学和地球化学对比研究,指出天池火山和龙岗火山具有明显的地球化学不均一性,包括微量元素不均一性和 Sr、Nd、Pb 同位素不均一性,来自于不同的地幔源区,天池火山和龙岗火山火山岩分布相邻,覆盖范围东西最大不过100多公里,因此这是典型的小尺度地幔地球化学不均一的特点。Sr、Nd 同位素特征显示龙岗火山来自于原始地幔,而天池火山来自于原始地幔和富集地幔混合源区。不相容元素 Nb、Ta 显示,天池火山 Ta 元素含量很低(主要落在0.17～2.15 ppm 的范围),具有明显的负 Ta 异常和明显的 Nb/Ta 分异(Nb/Ta=10～50,个别达到100以上),可能是板片部分熔融产物与金红石等副矿物反应的结果,暗示了西太平洋板块俯冲机制的影响;而龙岗火山没有明显 Nb、Ta 亏损或者分异。     

Attenuation of Coda Waves at the Changbaishan Tianchi Volcanic Area in Northeast China

21 earthquakes recorded by a temporary seismic network in the Changbaishan Tianchi volcanic area in Northeast China operated during the summer of 2002 and 2003 were analyzed to estimate the S coda attenuation. The attenuation quality factor Q_c was estimated using the single scattering attenuation model of Sato (1977) in the frequency band from 4 to 24 Hz. All the events studied in this paper occurred at depths from 2 to 6 km with ML of 1.4–2.8. The epicentral distances are less than 25 km. For all events which occurred near the Tianchi Lake (caldera), the Q_c patterns obtained at the stations near the lake are similar, and the Q_c values are relatively small. At the stations located about 15 km east of the Tianchi Lake, however, the average Q_c is significantly higher. For an event which occurred 25km from the lake to the west, Q_c patterns derived at the stations near the lake are quite similar to the above mentioned Q_c for stations located in the east. Further study shows that Q_c value in the north and central areas of the volcano is relatively lower than that in the surrounding area. Compared to other volcanic areas in the world, the average Q_c of the Changbaishan Tianchi volcanic area is obviously lower. The deep seismic sounding and teleseismic receiver function studies indicated more than one lower velocity layer in the crust. The MT studies suggested the presence of high conductive bodies beneath the area. We interpret the strong attenuation of coda waves near the Changbaishan Tianchi volcano as being possibly related to high temperature medium caused by shallow magma chambers.     

A Preliminary Study of the Types of Volcanic Earthquakes and Volcanic Activity at the Changbaishan Tianchi Volcano

INTRODUCTIONThe Changbaishan volcano is located in Jilin Province , along the border of China and NorthKorea .It isthelargest nature reservein China .Changbaishan belongstothe northeastern Asian activebelt in the eastern margin of the Euro-Asia plate . The Changbaishan volcano is a gigantic ,polygenetic ,central volcano,and has been active since Holocene .The early eruption started in thePliocene andformedthe basaltic shield. Duringthe middle and late Pleistocene ,the volcanic cone …     

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     

地壳中岩浆沿已有断层运移的数值模拟——在长白山天池火山的应用

本文利用有限元及有限差分的方法,对壳内岩浆房或岩浆囊中的岩浆在构造应力及由于围岩与岩浆的密度差产生的浮力作用下,沿已有断层向上运移的动力学过程进行了数值模拟.在岩浆囊顶部与上覆岩层接触处,沿着已有微小破裂,岩浆在一定超压力条件下使已有断层张开并继续向上延伸,从而形成岩浆向上运移的通道.研究了岩浆黏度、密度差、模型深度对最小超压力（岩浆运移到地表所需的最小岩浆房超压力）的影响.在10 km深度的地壳中,若岩浆黏度为0.1~10³ Pa·s,当超压力达到17~20 MPa时,岩浆压力可以驱动岩浆运移到地表层;同时,岩浆动力黏度越大,使岩脉运移到地表需要的超压力就越大.当密度差为300~700 kg·m^-3,其变化对超压力的影响比较小.本文亦对比了三维应力条件和二维平面应变条件下不同结果,比较了不同条件下岩浆运移造成的地表垂直位移变化.结合长白山天池火山地区的区域地质环境,对长白山天池火山岩浆运移条件进行了参数试验性计算分析,估算了在给定长白山天池火山模型条件下地下可能存在的岩浆囊的大小,其结果对认识长白山天池火山地区岩浆活动及相关的预测和监控有参考意义.     

长白山黑曜岩地质特征与成因浅析

长白山黑曜岩是火山活动的产物,除了具有长白山火山特有的喷出方式,与众不同的地质特征之外,还是长白山历史文化的重要物证.通过化学成分分析、物理性能测试,对长白山黑曜岩的特征、形成、分布及成因进行了初步分析,为了解长白山黑曜岩及今后开发利用提供了依据.