长白山天池火山粗面岩成因与岩浆房系统演化

长白山天池火山是典型的大陆板内碱性火山,岩石组合以玄武岩盾和粗面岩、碱流岩等碱性岩为主。为厘清天池火山粗面岩的形成过程,本文在综合前人研究的基础上,结合本文新发表数据,检验了粗面岩的成因。研究结果显示天池火山粗面岩不可能由古老的华北克拉通下地壳部分熔融形成,也不符合造盾玄武岩部分熔融的模式。通过主量元素、微量元素定性和定量计算后认为粗面岩是由进化玄武质岩浆(玄武粗安岩)经历了分离结晶作用所形成,粗面岩形成过程中岩浆遭受了地壳混染,并且具有高n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)和低n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)两种截然不同的混染趋势。结合岩相和层序信息,作者认为两种演化趋势是上地壳岩浆房系统变化的反映。早期玄武质岩(头道白山期)上侵至上地壳演化,因与上地壳直接接触,沿高n(~(87)Sr)/n(~(86)Sr)趋势演化。随着岩浆房接受补给,岩浆房逐渐增大,新侵入的岩浆与地壳被早期岩浆房结晶形成的岩浆房壁所隔挡,使得年轻粗面岩和碱流岩只与早期粗面质岩浆的残留体等进行物质交换,最终沿着低Sr同位素比值趋势演化。     

长白山锦江峡谷景观成因及旅游资源

本文通过对岩石和地质构造分析,论述了长白山锦江峡谷景观成因。同时阐述了长白山火山西坡具有科考、观赏价值很高的旅游资源。     

长白山天池地区全新世以来火山活动及其特征

新生代以来,强烈而频繁的火山活动铸成了长白山火山的主体——白头山火山锥。近几年来,从火山学和火山灾害学角度在该区进行研究和调查所获得的资料发现,长白山天池地区在全新世至少有六期火山活动在地表留下了记录。除白云峰期和八卦庙期喷发出大量碱流岩质浮岩形成的火山碎屑流造成了严重的火山灾害之外,其他四次喷发的规模均较小、影响面不大。老虎洞期活动发生在浮岩喷发之前,主要产物为玄武质火山渣和熔岩;气象站期喷发可能是该火山近期活动的表现,以碱流岩喷溢为主。这些喷发活动证实,该区近代火山活动不仅从未停止过,相反,活动的频度却逐渐加大。     

Application of hot spring gases to the study of active volcanoes in the Changbaishan Mountain region,Northeast China

The authors reviewed the history of geochemistry involved in active volcano monitoring and analyzed the relationship between variations in volcanic gas composition observed at the Changbaishan Volcano Observatory and volcanic activities. It is concluded that both geochemical method and routine gas analysis can provide the information about volcanic activity and earthquake activity, and both of them can play an important role in predicting volcano eruption.     

长白山上新世以来玄武岩成分演变规律及其成因

火山岩成分的多样性是岩浆物理和化学过程在其产生、运移、存储和喷发过程中的综合反映。长白山火山区自上新世以来喷发了大量的玄武质火山岩,其成分变化范围较大(Mg O 3.2%~7.8%)。以往研究认为其成分的变化主要受地幔不均一、部分熔融程度和分离结晶的影响,没有明显地壳混染。本研究发现这些玄武岩经历了不同程度的上、下地壳的混染。同时,结合火山岩的年龄发现玄武岩地球化学成分和同位素比值随时间呈现脉动式的变化。根据87Sr/86Sr和Mg O的突变点可以分为3段:5~2Ma,2~1Ma,1~0Ma。通过定性和定量的模拟发现地幔不均一性和部分熔融程度差异造成玄武岩成分的变化有限,而分离结晶、地壳混染和岩浆补给的岩浆作用是形成玄武岩成分随时间脉动变化的主要原因。并结合能量约束-补给-混染-分离结晶算法(ECRAFC)模拟得出以下结论:天池和望天鹅喷发中心的玄武质岩浆最初都存储于同一下地壳岩浆房,可能由于上地壳构造差异导致岩浆迁移路径和存储区不同;长白山岩浆房迁移有从5~2Ma阶段由下地壳向上地壳逐渐变浅,2~1Ma阶段由上地壳向下地壳快速变深的规律,而1~0Ma阶段的玄武岩由岩浆从下地壳直接快速喷出地表形成;长白山玄武质岩浆的活动与本区的构造断裂活动密切的关系,5Ma以来,火山岩成分随时间的周期性波动可能与本区构造应力的周期性的强拉张-弱拉张过程有关。     

吉林省长白山全新世火山喷发期及火山活动特征

长白山是亚洲东部著名的休眠火山，全新世仍发生强烈活动。本文重点叙述冰场期、白云峰期及八卦庙期的重新划分、岩石组合、活动断裂类型及其展布，以及火山活动特征。提出全新世碱流质岩浆房深度及分异分带新认识和宏观预测长白山天池区今后可能还有大规模的火山喷发。     

长白山地区最近一次火山喷发的热释光年龄

长白山天池在近代和历史时期有过多次喷发 ,目前仍具潜在喷发危险。因此 ,确定最后一次喷发的时代具有重要意义。在长白山白云峰至天池的坡上采集了粗面岩样品 ,通过热释光测年法中的前剂量技术测定 ,获得了各样品的 TL年龄 ,由于原先的粗面岩受到了后期火山活动时岩浆的高温烘烤 ,其热释光年龄代表了天池最后一次喷发的时代 ,距今约 5 33± 2 6 6年     

长白山地区航磁异常居里面计算及其地质意义

利用Parker-Oldenburg界面位场快速反演迭代算法,得到长白山地区居里深度为12.8~15.8km,较全球居里深度20km整体为浅。该区居里面最深处在松江镇右侧,最浅处在长白山与靖宇-临江-抚松一带,与当前地热出露状态符合。结合区域磁场和地质等信息,推断抚松、仙人桥、老三队地区为长白山地区地热远景区。     

地球化学温标估算长白山地热系统热储温度

长白山地区地热系统的研究目前还处于初级阶段,热储温度仍然是具有争议的问题。为进一步明确其高温地热成因机理,本文对该区域的4个温泉点与2口地热井进行了离子及气体组分测定与分析,并应用地球化学温标估算了热储温度。Na-K-Mg三角图和部分矿物I_S值指示长白山地区地热水与围岩未达到水岩平衡状态,稀释作用明显,仅石英、玉髓和部分含Ca²⁺矿物达到饱和并发生沉淀。根据本文及前人的研究,研究区同时存在高温喷气孔、高_ρ(Cl^-)水和高_ρ(SO_4^2-)水,这符合White汽-液分离模式提出的地热地表显示组合,因此推断长白山地区下部流体发生汽-液分离作用(沸腾)且地热系统为双相地热系统。由于双相地热系统的存在制约了水化学温标与部分气化学温标在研究区热储温度估算中的应用,因此本文结合研究区气组分特征,选取CO_2/H_2温标作为可靠温标,估算出热储温度在234.5～284.7℃之间。将长白山天池地区地质特征与地热流体特征结合,建立了长白山地区地热成因模式。     

长白山地区主要断裂带与地表温度场关系研究

基于Landsat 5 TM和Landsat 7 ETM+影像,采用辐射传输方程法反演长白山地区地表温度,以已知断裂带为中心线,向两侧相同范围做等间距划分,统计各等分带内的平均地表温度和平均距离,运用图形的形式展现温度场和断裂构造之间的关系,并用等分带平均温度和平均距离绘制相关性曲线来进一步描述温度场与主要断裂构造之间的关系。结果表明:9月份时区域内的6条断裂带与地表温度场相关性显著,区域特征稳定,等分带内距离断裂带越远,地表温度越低;4月份时地表温度场随断裂构造的变化趋势和11月份时地表温度场随断裂构造的变化趋势呈现出很大程度的吻合。区域内的北东向和近东西向断裂带,其地表温度场与断裂构造之间表现出一定的相关性,北西向的北岗断裂带、红旗村—天池断裂带以及漫江断裂带与地表温度场的相关性并不显著,红旗村—天池温度场与漫江温度场可能属于一个更大尺度的温度场的两侧。