长白山天池火山地震活动与西北太平洋俯冲带内中深源地震关系的研究

根据长白山火山活动的地球动力学背景,综合分析西北太平洋俯冲带俯冲作用所引起的中深源地震与长白山火山地震活动及温泉流体化学气体释放变化趋势的关系。认为在北纬35°以北,西北太平洋板块俯冲作用引起的地幔对流的扰动作用下,长白山火山活动从1999年至目前大体经历了3个阶段:1999年6月至2002年5月为扰动起始阶段,2002年6月至2004年为扰动增强阶段,2005年至目前为扰动衰减阶段。在分析了3个阶段内长白山火山地震活动及温泉气体释放特征的基础上,讨论了长白山天池火山目前的活动状态。从日本海至中国东北深源地震区地震活动期和平静期存在的韵律性活动过程出发,对长白山天池火山未来喷发的可能性进行了分析     

长白山天池火山地震波形分析

长白山天池火山是最具潜在喷发危险的火山,地震监测是有效的火山监测手段之一。小波分析是一门新兴学科,被称为“数字显微镜”,它在时频两域具有良好的局部特性。本文对火山区不同种类的地震波形运用小波分析和频谱分析的方法,希望能提取不同类型火山地震的一些频谱特征,确定火山地震的类型。     

长白山天池火山地震记录波形分析

长白山天池火山地震观测以来，记到了许多微小地震，对此，引起了许多专家们的关注。本文通过几年来观测到的资料分类和比较研究，对长白山天池火山地震波形特征进行详细的剖析，把长白山地震波形分成两大类，从第一类波形中找出反射波特征。     

2002年夏季长白山天池火山区的地震活动研究

2002年6月以来,长白山天池火山区的地震活动明显增加. 本文利用2002年夏季布设在长白山天池火山区15套宽频带流动地震台站的记录资料,对天池火山区的地震活动进行了研究. 地震观测结果表明,2002年夏季长白山天池火山日平均地震发生频次超过30次. 地震主要位于长白山天池西南部和东北部两个区域,震源深度较浅,离地表的深度一般小于5km. 天池西南部和东北部的地震,b值存在较大的差异. 火山区地震记录的频谱分析和时频分析结果表明,这些地震主要为火山构造型地震. HSZ和DZD等台站地震记录中丰富的低频成分,可能与台站附近的局部介质或断层带有关. 我们认为2002年夏季频繁发生的地震和小震震群活动是由火山深部活动诱发的局部断裂活动引起.     

长白山天池火山近期气体地球化学的异常变化

气体地球化学监测结果显示,2002—2003年地幔来源CO2、He和CH4的含量出现明显的异常变化;2003年火山区深断裂型泉群逸出气体He的3He/4He比值都出现了异常升高,2004年该比值明显降低。热储型长白聚龙泉群逸出He中3He/4He比值2003年上升缓慢,2004年持续上升,其中逸出He中幔源He含量在2004年明显增加。2002—2004年天池火山区逸出气体及其He同位素异常变化与该区地震活动呈一定的对应关系,其中锦江泉群在2004年下半年地震活动趋势减弱后,异常明显减弱;而长白聚龙泉群在地震活动减弱后,异常反而明显增加,显示热储型泉群岩浆来源气体异常释放明显滞后于深断裂型泉点。上述异常特征对识别和判定火山区深部岩浆异常活动及预测未来火山地震可能有重要意义     

长白山天池火山区的地震活动特征分析

2002年6月以来,长白山天池火山区的地震活动明显增强。利用长白山火山中心站的观测资料对长白山天池火山地震的活动特征进行了研究。火山地震的频谱分析和时频分析结果表明,自1999年以来发生的火山地震主要为构造型火山地震。对这些火山地震进行了尾波Q值分析并与四川地区的Q值进行了对比,结果表明长白山火山区尾波Q值偏低,说明这一地区构造活动水平相对较强     

我国火山地震事例

概述了我国1597年10月6日吉林长白县望天鹅火山地震、 1720—1721年黑龙江五大连池老黑山和火烧山火山地震,以及1867年12月18日台湾基隆7级地震与海底火山喷发的事例。分析了1597年10月6日渤海7级地震与同日望天鹅火山喷发的关系等有关问题。分析表明:我国火山喷发现场考察的历史上溯至1720年,是世界上较早开展火山现场调查的国家之一。     

俯冲构造vs.地幔柱构造——板块运动驱动力探讨

板块构造是指地球外壳岩石圈块体在地球表面的(水平)运动及其相互作用.自50年前板块构造理论建立以来,对板块运动的动力来源这一问题一直存在争议.早期的观点认为是"自下而上"机制,即板块运动受控于板块之下的地幔对流系统,特别是起源于核幔边界的地幔柱作用于板块底部,促使大陆裂解,并驱动板块运动.而现今较为普遍接受的观点则是"自上而下"机制,即认为板块运动的驱动力主要来源于板块自身的负浮力(即重力大于浮力),板块构造和地幔对流均受控于板块的俯冲作用,因此板块构造又被称为俯冲构造.这一观点得到了众多地质和地球物理观测的支持.进一步研究表明,个别板块增速、减速与单一地幔柱活动在百万年时间尺度具有耦合关系;多个板块内稳定克拉通地区地表隆升、沉积速率与地幔柱相关的岩浆活动在亿年时间尺度存在时空相关性;而全球范围的超大陆聚合、裂解与超级地幔柱活动在二十亿年以来的地质历史时期表现为周期性耦合关系.这些不同时空尺度的耦合现象均表明,板块构造与地幔柱构造在地球演化过程中是紧密联系、相互作用的,地幔柱构造对板块运动产生了不可忽视的影响.因此,需要将板块构造和地幔柱构造这两大地球构造体系加以联合,开展综合分析与研究,才能获得对板块构造和整个地球动力系统运行机制的全面认识.     

长白山天池火山与圣海伦斯火山地质背景相似性对比

<正>1研究背景跨越中朝边境的长白山天池火山是亚洲乃至全球庞大且极具危险性的复合型活火山之一,备受全球关注。圣海伦斯火山（St. Helens）是北美喀斯喀特火山链上的一座大型层状火山,1980年大喷发是全球火山喷发研究最详细的一次喷发（Lipman et al,1981）,其火山喷发活动反映了复杂的岩浆作用过程（Bailey et al,1983）。不同构造环境产生不同类型的火山,不同类型的火山具有不同的喷发方式,会造成不同类型与不同程度的灾害。     

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     

长白山天池火山区浅部构造特征研究

2002年在长白山天池火山区完成了10条测线的浅层地震探测和6条测线的超浅层地震探测. 结果表明,在整个勘探区内存在3个稳定的浅层地层界面,个别区段的浅层地层界面多达7个,而在500 m深度以下没有出现明显的反射震相. 天池西南部的地层层位个数明显多于天池西北部,这表明天池西南部的断层对火山喷发熔岩流向较天池西北部的断层有更强的控制作用. 探测中发现6条浅部断层,这些断层大都近于直立,成地堑式,多分布在天池火山口的西南侧,这说明天池西南部的火山活动比天池西北部更为强烈, 从而推测天池火山的主控断裂即北东向的六道沟——天池——甑峰山断裂比北西向的白山镇——天池——金策断裂的活动性更强.      

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     

长白山天池火山玻璃和长石微观特征研究

研究了长白山天池火山1000年和5000年前2次大喷发产生的浮岩和火山灰的微观特征,通过TEM-EDX和SEM-EDX分析了浮岩中的火山玻璃和长石晶屑的表面特征及风化层厚度。5000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度3·74μm,1000年前大喷发为0·98μm;5000年前大喷发浮岩中的长石表面风化溶蚀度大于1000年前大喷发物中的长石;两次大喷发浮岩中的火山玻璃风化层化学组成与火山玻璃相比富Al和Fe而Si减少。综合上述特征认为,天池火山喷发物中矿物的微观特征的差异与火山喷发年代和喷发环境有关。因此,系统研究天池火山喷发物的微观特征是十分必要的,并且具有一定的应用价值     

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     

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.     

长白山天池火山区及邻近地区壳幔结构探测研究

对长白-敦化深地震测深剖面资料利用二维射线追踪程序包进行走时拟合及地震图计算,得到了长白山天池火山区及邻近地区地壳上地幔速度结构和深部构造. 结果表明,以C2界面为标志,研究区地壳可分为上部地壳和下部地壳. 上部地壳厚1-23km,P波速度为6.00-6.25km/s;下部地壳厚12-17km,它是由一个较均匀的速度层和一个厚6-km的壳幔过渡层构成. 地壳厚度由敦化一带31-33km向东南逐渐增厚,至天池火山区最深达3km. 在天池火山区地壳存在低速体,其速度较周围介质低约为0.15km/s. 利用地震剖面探测、地震CT和大地电磁测深等结果显示,在天池火山区地壳内存在低速、低密度及低阻异常体,该异常体可能表明壳内岩浆囊的存在.