秋日探秘吉林龙岗火山湖群

吉林龙岗火山群,位于长白山的西麓,跨越通化市辉南县、靖宇县和抚松县,160多个火山锥体及数个火山口湖分布在龙岗山脉中段的茫茫林海中。大地织锦,秋意阑珊,形态各异的火山湖,碧波荡漾,艳丽多姿,似颗颗明珠散落在崇山峻岭,镶嵌在五彩的自然画幅里,畅游其间,可感受水与火的交融,体味情与景的热忱。

龙岗火山区早更新世玄武质熔岩成因及其构造意义——来自Rb-Sr同位素定年、元素地球化学及Pb同位素证据

龙岗火山区位于吉林省东部辉南县与靖宇县境内,是我国东北部陆缘第四纪陆相火山岩区的重要组成部分。为了深入探讨研究区玄武质熔岩成因及其构造意义,在野外地质调查基础上,开展了岩体的Rb-Sr同位素测年、元素地球化学和全岩Pb同位素测定。结果表明:1)粗面玄武质熔岩中7件全岩、斜长石和角闪石Rb-Sr等时线年龄为(1.81±0.34)Ma(MSWD=0.17,n=7);2)粗面玄武质熔岩中w(Na_(2)O+K_(2)O)值范围为6.44%~6.65%,具有偏高的A/CNK(1.24~1.27)和Mg^(#)(39.09~39.81)值,与原始地幔相比,明显富集Li、Cs、Be、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素(LILE),富集轻稀土元素(LREE),弱富集Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th等高场强元素(HFSE),亏损重稀土元素(HREE),具有弱的Eu异常(δEu=0.95~1.07)和弱Pb元素富集,与长白山玄武质岩石具有相似的元素地球化学特征;3)岩石中的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值为0.705 074~0.705 206,全岩中^(206)Pb/^(204)Pb、^(207)Pb/^(204)Pb和^(208)Pb/^(204)Pb值分别为17.984~18.329、15.490~15.523和38.315~38.400。新近研究成果及区域构造演化现有认识综合表明,该期次玄武质熔岩成岩石时代为早更新世卡拉布里亚阶(Calabrian)阶段,成岩岩浆主要由幔源岩浆作用形成,并有少量年轻大陆下地壳成分加入,显示出洋岛玄武岩(OIB)或板内交代玄武岩的属性特征。此外,火山区粗面玄武质熔岩的形成及其伴随的火山活动发生于约1.81 Ma的拉张性构造环境中,可能与太平洋板块俯冲欧亚东北部陆块之后的回撤有关。

龙岗火山群第四纪爆破式火山作用类型与期次研究

龙岗火山群位于吉林省辉南和靖宇县境内的龙岗山脉中段。火山活动始于新近纪,第四纪更新世为鼎盛期,全新世以来仍有较强的喷发活动,是中国近代活动火山区之一。火山碎屑物的堆积构造、组成、显微形貌和粒度特征表明,第四纪爆破式火山作用包括岩浆爆发、射汽．岩浆爆发和射汽爆发三种类型,以岩浆和射汽-岩浆爆发最为发育。区内爆破式火山活动具有多旋回、多期次、多阶段喷发特点。据火山地质特征,可划分为9期,由老至新为:早更新世早期、晚期;中更新世三角龙湾期、旱龙湾期和金龙顶子早期;晚更新世金川东期;全新世大翁圈期、红期林场期和金龙顶子晚期。爆破式火山灾害的范围较大,岩浆爆发中高危区的半径约10km。射汽-岩浆爆发影响的半径约4km。

龙岗火山群单成因火山作用

长白山区龙岗火山群内分布有100多座由玄武质岩渣锥、熔岩流、低平火山口等火山结构组成的新生代火山。单成因火山作用决定着龙岗火山区内火山结构与规模,这对指导当地减轻火山灾害工作也有一定意义。

龙岗火山喷发特征与火山岩岩石化学初步研究

龙岗火山是中国少数几个近代仍有喷发的活动火山区之一,在1700多平方千米火山区内形成100多个玄武质岩浆爆炸成因的火山锥和低平火口湖(龙湾),并有约1600aBP喷发的金龙顶子活火山。龙岗火山岩是单一的粗面玄武岩,具有一致的化学成分,表明岩浆上升过程中很少演化,推测龙岗火山岩来自同源地幔岩浆。

利用垂直形变资料分析龙岗火山的活动性

首先分析了龙岗火山区及其附近20多年来5条水准路线所反映的垂直形变背景场情况,发现相对于长春基准点,长白山区东部和北部地区主要表现为大面积下沉运动,而龙岗火山区则表现为相对上升运动;然后分析了龙岗火山区主要隆起区垂直形变场变化以及剪切和张裂变形率变化,所得结果均反映了长抚线发生了较明显的活动;最后运用改进的Mogi模型,采用L曲线法反演了主要隆起区可能的压力源参数。结果表明,龙岗火山区岩浆的位置在42.1°N,126.5°E附近,与深地震测深研究结果近似。相对于长白山天池火山,压力源等效半径变化较大,达到183m左右,源的深度在30km左右,相对较深。

吉林龙岗火山群金龙顶子火山机构及灾害区划

金龙顶子火山是吉林龙岗火山群全新世喷发规模最大的火山。前人研究表明,该地区火山活动活跃,具有潜在喷发危险。通过对金龙顶子火山机构的解析,确定历史火山灾害类型主要有火山溅落灾害、空降火山渣灾害和熔岩流灾害等。在限定金龙顶子火山未来再次喷发类型和规模与上次相当的条件下,火山溅落灾害局限于火口2km范围内;空降火山渣灾害,距火口2~9km为高危险区,9~14km为中危险区,14~18km为低危险区;使用Volcflow模型对熔岩流进行模拟,结果表明熔岩流主要分布在金龙顶子火山周围低洼地带。

吉林省龙岗火山群现今活动性研究

吉林省龙岗火山区30多年构造地震活动一直很频繁,地震活动性明显强于附近的构造单元;通过对50年来的一等精密水准复测资料和该地区地震活动分析,发现龙岗火山群地区地壳整体上升,累计上升速度达40cm,明显大于其它地区地壳运动速率。这一现象可能预示龙岗火山的活动性有增强趋势。

吉林龙岗火山高纯镁橄榄石(Fo～98.5)捕掳晶及其出溶结构的发现和意义

龙岗火山(隋建立等,2007)位于我国吉林省东部,毗邻天池火山,是广义的长白山火山的一部分,其火山活动从晚第三纪持续到现代(樊祺诚等,2002),大约1600 a BP金龙顶子火山的喷发表明,龙岗火山是国内为数不多的活动火山之一.……

龙岗火山群四海火山渣层—来自金龙顶子火山亚普林尼式火山爆发

龙岗火山群四海玄武质火山渣层为金龙顶子火山爆发形成，而非多个火山共同喷发的结果。火山渣组成金龙顶子火山渣锥及其以东相伴随的火山碎屑席，反映火山爆发时强劲单向西风的吹拂。火山碎屑席中火山渣层厚度、火山渣粒度参数远离火山渣锥呈规律性变化。火山碎屑席中火山碎屑总量０．０２４ｋｍ３，火山渣锥中火山碎屑总量０．１０６ｋｍ３。喷发类型亚普林尼式，喷发柱高度７０００～８０００ｍ。金龙顶子火山爆发发生在公元３０６～４１５年间，为一休眠活火山，今后完全有再次爆发的可能。未来潜在的火山灾害主要来自火山喷发空落堆积物，而金龙顶子火山渣锥以东受灾几率最大。金龙顶子火山渣层（四海火山渣层）新于金龙顶子期玄武岩。与金龙顶子期玄武岩形成先后关系。

吉林龙岗火山区形变特征与隆升机理分析

吉林龙岗火山区是第四纪活动火山,具有潜在喷发危险。通过GNSS和水准资料分析区域三维地壳运动,得出2011-2019年相对欧亚板块水平运动以东南向为主,速度<10 mm/a。敦化-密山断裂以东受日本2011年“3·11地震”影响强烈,现以拉张运动为主;近年来水准资料揭示火山区垂直运动以隆升为主。2014-2019年的InSAR资料显示隆升集中在靖宇一带。结合MT剖面反演得到的深部电性结构,龙岗火山区西侧高阻体分布在深度18 km以上,金龙顶子火山下方最浅。中部为早期喷发形成的火山,下方高阻体分布在深度40 km以上,东侧抚松一带分布在深度约20 km以上,地壳范围内的高阻结构表明岩浆已固结。高阻结构层可分辨出断层两侧电阻的差异性。高阻体下方存在大规模低阻结构,推测为中下地壳岩浆系统。金龙顶子火山深度10 km以下的低阻结构可能为岩浆通道,并与中下地壳岩浆系统相连。东侧区域岩浆平均深度约30 km,相对较浅。龙岗火山区幔源物质的上涌及间断性的向上运移引起地壳隆升及地震活动。

龙岗火山区尾波Q值的初步研究

基于Sato单次散射模型,利用2007年5月至2010年2月龙岗火山测震台网记录到的发生在火山区及邻近地区内的41次ML≥1.6地震的波形资料,计算了龙岗火山区的尾波Q值,得出尾波Q值与频率的关系为Q(f)=(42.65±7.53)f(0.8459±0.1642),具有以低Q值高η值为特征的火山构造活跃地区的尾波性质。火山区尾波Q值的空间分布显示,金龙顶子火山附近的金川台尾波Q0值为31.98,明显低于其它台站。结合深地震探测和垂直形变资料成果,佐证了龙岗火山岩浆囊的位置可能在金龙顶子火山附近。

龙岗火山喷发危险性初探

阐述了龙岗火山的地质构造及历史喷发特点,重点分析了龙岗火山区的现今地震活动性及地壳变形特点。结果表明,龙岗火山区现今地震活动性在不断增强,震源深度逐渐变浅;地壳形变有明显变化,火山活动趋于加强,未来潜在喷发的危险性不容忽视。

龙岗火山区地震震源参数研究

本文利用2007年5月-2010年6月间龙岗火山地震台网记录的火山区46个地震资料,采用Brune(1970)模式,通过几何扩散校正、介质衰减校正、仪器校正等将速度记录谱归算为震源位移谱,使用遗传算法计算拐角频率及零频极限,进而计算震源半径、地震矩等小震震源参数,并系统分析了各种参数之间的关系。研究中使用地震事件的震级为ML1.6～5.0,震源深度为5～10km。结果表明:地震矩范围为1011～1015N.m,震源半径为74～658m,地震应力降为0.14～13.1bar。地震矩与近震震级表现出半对数关系,拐角频率与地震矩呈现对数关系,应力降随震级变化不明显。

吉林龙岗火山区深部电性结构特征分析

龙岗火山群是中国主要的活火山之一,其中的金龙顶子火山在距今约1600a前发生过大规模喷发活动,具有潜在喷发危险。文中利用一条西起梅河口市、东至长白山景区西门,穿过龙岗火山核心区及金龙顶子火山,长度超过160km的宽频带密集测点的大地电磁剖面数据进行相位张量分解和二维反演计算,获得沿剖面的深部电性结构特征。分析表明,龙岗火山群及邻区地壳范围内分布深浅不一的高阻结构,且在早期形成的火山群下方分布更深,推测与岩浆的固结作用有关。高阻体下方存在明显的大规模低阻结构,推测为中下地壳岩浆系统,研究区的地壳隆升及地震活动等可能与岩浆活动有关。最新喷发的金龙顶子火山下方(10km以深)可能存在着岩浆通道,且与中下地壳岩浆系统相连接,10km以浅的岩浆可能已经固结。在剖面东部发现的中下地壳低阻结构显示出继续向东部的长白山天池火山区延伸,结合前人的大地电磁及地震学等研究结果推测,龙岗火山群可能与长白山天池火山在中深部共用岩浆系统。

吉林省龙岗火山群地质构造特征研究

本文就龙岗火山群的区域地质构造、火山体分布、喷发活动时代、岩石类型及岩石化学特征等,进行概略的论述。火山群分布面积约1170km^2,共有大、小火山167个,它们主要受北东和北西走向断裂的控制,火山口处于上述二组断裂的交汇点上。按其喷发时代由老至新分为四期:①中更新世中期(大椅子山组),有33个火山锥体,分布于龙湾—龙泉湾断裂以西地区,喷发物由火山熔岩、火山集块岩、火山弹组成:②晚更新世(新开岭组),喷发活动集中在东部的新开岭—四海一带,共有134个火山锥,喷发物为玄武质火山熔岩:③全新世早期(四海组),它是早期火山的又一次复活,以火山熔渣堆积为主;④全新世末期(金龙顶子组),它分布较小,且喷发强度亦大为减弱,以溢出相玄武岩流为主。

吉林省新生代龙岗火山群期次划分及火山喷发类型特点

吉林省龙岗地区龙岗火山群,新生代火山活动可划分为5个火山喷发期次,由老至新为:船底山期、小椅子山期、大椅子山期、金龙顶子期、四海期。根据对各期火山岩相的研究,确定了它们的火山喷发类型。

吉林省龙岗火山岩区早更新世粗面玄武岩地球化学特征及构造意义

中国是全球晚新生代火山发育国家之一,也是西环太平洋活动大陆边缘火山活动带重要组成部分。在我国东北地区发育着数座晚新生代喷发过的活火山(如五大连池老黑山、火烧山火山、金龙顶子火山等)或具备喷发能力的休眠火山(如云南腾冲火山、长白山天池火山等)(Hickey,1982;Davies et al,1992;刘若新,1992)。龙岗火山群是我国东北部晚新生代仍有过喷发活动的火山群之一(隋建立等,1999).

吉林龙岗第四纪火山活动分期

在约 170 0 km2的龙岗火山区内分布 10 0多个玄武质岩浆爆破成因的火山渣锥和射气岩浆成因的低平火山口 -龙湾 ,最新喷发距今约 150 0～ 160 0年。本文在火山地质研究基础上 ,测定了龙岗第四纪火山活动形成的熔岩台地、火山渣锥、低平火山口、火山碎屑席等不同火山地质体的 3 1个火山岩 K-Ar年龄和 2个炭化木与泥炭层的 14C年龄 ,厘定了龙岗第四纪 3期火山活动的时间 :小椅山期 (早更新世 :2 .15～ 0 .75Ma)、龙岗期 (中 -晚更新世 :0 .68～ 0 .0 5Ma)和金龙顶子期 (全新世 :160 0～ 150 0 a.BP)

龙岗金龙顶子火山空降碎屑物数值模拟及概率性灾害评估

空降碎屑物为爆炸式火山喷发产生的一种重要的灾害类型,数值模拟已成为一个快速有效地确定火山灰扩散和沉积范围的方法。本文根据改进的Suzuki(1983)二维扩散模型,编写了基于Windows环境下的火山灰扩散程序。通过对前人资料的分析,模拟了龙岗火山群中最新火山喷发——金龙顶子火山喷发产生的空降碎屑物扩散范围,与实测结果具有很好的一致性,证实了模型的可靠性和参数的合理性。根据该区10年的风参数,模拟了7021次不同风参数时金龙顶子火山灰的扩散范围,以此制作了火山灰沉积厚度超过1cm和0.5cm时的概率性空降碎屑灾害区划图。本文的研究可为龙岗火山区火山危险性分析和灾害预警与对策提供重要的科学依据。