长白山天池火山区基底结构研究

利用在长白山天池火山区布设的 4条深地震测深剖面和 1个三维地震透射台阵的Pg波资料 ,用有限差分方法反演了该地区的基底速度结构。对该地区的基底速度结构特征及P波速度5 9～ 6 0km/s所对应的结晶基底的界面形态、深度等进行了讨论。反演结果表明 ,长白山天池火山区基底深度变化不大 ,一般为 2 .0～ 3.0km ,最深处位于天池火山口下和二道白河 -池西之间 ;最浅处位于松江附近 ,约为 1.5km。同时发现天池火山口下及二道白河 -池西保护站之间是两处低速区 ,结晶基底深度为 4 .0km ,其中二道白河 -池西保护站之间的低速区对应于地质构造上的地堑构造。提出基底速度横向变化剧烈和基底深度突变的特征可以作为断层存在的一种标志     

2002年8月20日长白山天池火山小震震群研究

2002年7～9月，采用15台宽频带流动地震仪在长白山天池火山区进行了近3个月的地震观测，记录到大量发生在天池火山附近的地震和多次小震群。对2002年8月20日的小震群进行了分析，结果表明这些地震发生在长白山天池内的西南部，震源深度距离天池水面一般小于4km深，震群的震中位置呈北西向线性分布。地震记录的频谱分析表明，该震群为典型的火山构造类型地震。在观测中发现HSZ和DZD台的地震记录低频成份丰富，这可能与台站附近的局部介质变化或低速的断层带有关。我们认为震群可能是由火山深部活动诱发的局部断裂活动所引起。     

长白山地区地壳垂直运动的监测问题

说明了对长白山地区地壳垂直运动监测的意义 ,论述了国家大地测量与区域监测网相结合的必要性。给出了利用已有国家 3期高精度水准测量获得的垂直运动状况。该地区西部上世纪最后 5 0年垂直运动速率约为+2 .0mm/a ,后 2 0余年一般约为 +3.0mm/a。同时 ,对于未来国家高精度水准测量与区域监测的联接提出了改进意见 ,并就该地区开展大地测量综合技术监测提出了建议。     

长白山雪蚀地貌发育特征

在中国东北长白山广泛发育着雪蚀地貌，尤其以雪蚀洼和高夷高阶地最为多见。与世界其它地区相比，长白山发育的雪蚀地貌具有规模小，形成年代久，成因复杂等特点，此外，通过野外半定位观测发现，雪蚀洼地年下蚀作用存在着不均一性，本着重对上述方面进行论述。     

P-wave velocity structure under the Changbaishan volcanic region, NE China, from wide-angle reflection and refraction data

We present velocity models determined by inverting refracted and reflected arrivals along two active source lines in the Changbaishan volcanic region, NE China. We resolve a prominent low-velocity zone (LVZ) in the crust, with velocities as low as 5.4 km/s. Away from the LVZ, the velocity gradients in the crust are relatively smooth, with average P-wave velocities of about 6.0–6.5 km/s. The Moho is at about 35 km depth, thickening to about 40 km under the Tianchi volcano, and thinning to about 30 km under the LVZ. The LVZ is located about 30–60 km to the north of the summit of the Tianchi volcano (the most recently active volcano in the region), is about 30–75 km in north–south extent, is at most 35 km in east–west extent, and is in the depth range of about 10–25 km below the surface. We use these results to constrain receiver function inversions, and show that the receiver functions in the region are compatible with our findings. With these data alone, the significance of the LVZ in non-unique, although we do not see any evidence to support the presence of partial melt in the crust, and favor the interpretation that the LVZ indicates a residual crustal magma chamber.     

长白山天池火山地震活动机理研究

对1999年以来长白山火山观测站记录到的火山地震活动进行了研究,发现在西北太平洋5.0级以上中深源地震发生前后,均有火山地震活动发生变化。我们统计发现有以下三种情况:第一种是深源地震发生后火山地震随之增强;第二种是火山震群活动结束后发生中深源地震;第三种是深源地震前后火山地震活动频繁,在火山地震活动较少时发生中深源地震。本文通过对近年来长白山火山地震活动与西北太平洋俯冲板块的中、深源地震关系以及火山玄武岩地幔性质和长白山地热活动等资料并参考前人研究成果,建立了长白山地幔柱模型,对长白山火山地震活动机制进行了初步探讨。     

长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积相特征

发生于公元946年的长白山天池火山千年大喷发（Millennium Eruption,ME）形成的火山碎屑堆积物体积高达100~172km³,并可分为大规模的ME-Ⅰ和小规模的ME-Ⅱ两个喷发阶段。通过对围绕长白山天池火山53个典型露头剖面进行火山地质测量（单元构成、垂向堆积序列和堆积特征）,结合筛析法粒度分析、偏光显微镜成分分析,刻画了长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物特征,探讨了相和亚相划分,并建立了火山碎屑流搬运和堆积模式。根据火山碎屑的堆积特征,将长白山千年大喷发火山碎屑流堆积分为峡谷充填火山碎屑流相（包括块状峡谷充填亚相和层状峡谷充填亚相）和火山碎屑流冲击扇相（包括扇头亚相和扇体亚相）等两相四亚相。峡谷充填火山碎屑流相主要发育在天池火山锥体周缘距离喷发中心8~23km左右范围内（坡度在15°~60°之间）的火山U型谷中;火山碎屑流冲积扇相主要发育在距离喷发中心23~45km左右范围内,地形相对平缓的熔岩台地处（坡度在5°~15°之间）,火山碎屑流的搬运不受地形限制,一般形成较大纵横比扇状堆积。块状峡谷充填亚相和扇体亚相以块状混杂堆积为主要特征,而层状峡谷充填亚相和扇头亚相则以多火山碎屑流单元垂向叠加为主要特征。多单元叠加现象是由搬运过程中火山碎屑流单元发生分离增生作用形成。根据火山碎屑流的最大分布范围和厚度,如果再次发生与长白山千年大喷发类似规模的普林尼式喷发,至少距长白山天池火山喷发中心45km范围内具有巨大的火山碎屑流灾害风险。该研究有利于进一步深入认识长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物的空间分布特征和相变规律,对火山碎屑喷发灾害的预防具有指导作用。     

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     

长白山温泉水化学资料变化形态分析

对长白山火山监测站2000-2005年的水化学观测数据进行了对比分析研究,结果表明,自2001年以来各测项观测值包括温泉水水温在逐年增高,表明长白山火山为正进入一个新的活跃阶段。     

长白山天池火山区的谐频事件

通过对长白山天池火山地区2002、2003和2005年夏季3期流动地震观测资料的频谱分析,发现火山口附近存在一种在频率域中形态比较特殊的地震事件,其频谱由1组等间隔的谱峰构成,峰值振幅随频率缓慢变化,形态与时间域中的谐波信号相似,我们把这种地震事件称为谐频事件。在3个夏季的流动观测中,共发现38个谐频事件,且这些事件大多与震群活动有关。分析表明,谐频地震频谱中的谐波现象与震源有关,可能是岩石破裂过程中,在特殊激发条件下,裂缝壁和裂缝内部岩浆或热液的压力扰动相互作用产生的。我们认为近年来长白山天池地震活动的突然增加和谐频事件的出现与深部岩浆的侵入活动有关