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长白山天池火山区岩浆系统深部结构的深地震测深研究 总被引：39，自引：3，他引：39
利用三维深地震测深技术，研究了长白山天池火山的岩浆系统．结果表明，以低P波速度为主要特征的长白山天池火山岩浆系统在地壳范围内可分为3个深度层次:在9～15km深度，岩浆系统分布的主要特征是范围广、尺度大、近南北走向，是地壳内储存岩浆的主要位置；自15km深度以下直至下地壳，其分布横向尺度较小，显示出岩浆自上地幔侵入地壳的痕迹，这也意味着长白山天池火山的岩浆系统极有可能延伸到上地幔，或更深；在地壳浅部，深度小于8～9km范围内，岩浆的分布范围更小一些，集中在天池火山口稍偏北的南北方向上．如果说低Ｐ波速度与岩浆系统关联的话，那么它反映出这部分岩浆仍然处于较高温度状态．从这个意义上讲，长白山天池火山的岩浆系统至少不是残留的，或者说是处于活动状态． 相似文献
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利用面波层析成像和远震接收函数方法对长白山地区的地壳上地幔速度结构进行了研究。结果表明:长白山火山区附近存在岩石圈减薄、上地幔软流圈增厚以及上地幔S波速度降低等与上地幔高温物质有关的现象,它表明长白山的岩浆系统一直延伸到上地幔软流圈范围。天池火山区地壳内部存在明显的S波低速层,在离天池火山口较近的WQD台附近,低速层顶部埋深约8km,厚度近20km,S波最小速度约2.2km/s。在距离天池火山北部50km的EDO台地壳中没有明显的低速层。火山区S波速度结构总体表现出距离天池越近,地壳的V_P/V_S越大,低速层的厚度和幅度增加的特征,表明天池火山口附近地壳内部存在高温物质或岩浆囊。CBS台站不同方位的接收函数及反演结果表明,地表低速层厚度以及莫霍面深度存在随方位的变化。地表低速层在南部方向明显较厚,莫霍面深度在南部天池火山口方向存在小幅度抬升。CBS台站附近特殊的近地表速度结构可能是该台站记录的火山地震波形主频较低的主要因素。天池火山口附近莫霍面的小幅度抬升意味着存在与火山作用有关的壳幔物质交换通道 相似文献
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针对外媒报道长白山天池火山在近2年内有可能喷发的言论,在长白山天池火山区布测了一条长度约为103 km的二维大地电磁测深观测剖面,对火山区深部电性结构进行探测研究.由于研究区内不明来源的电磁干扰非常强,对数据采用了远参考处理、Robust处理、Rhoplus分析、张量阻抗分解和基于一维层状介质电阻率与相位互算方法等先进处理技术,获取到一批在强干扰区质量较为可靠的电磁数据,利用数据计算分析了长白山天池火山区二维构造走向和感应矢量特征,采用NLCG二维反演技术对资料进行了二维反演解释,并将反演结果与前人探测结果进行了对比分析.探测结果表明:在天池火山口下方存在明显的直立型岩浆通道,岩浆通道在下方约5~8 km位置形成关闭;在火山口下方往北方向附近,在埋深位置约7 km深处存在一个明显的低阻异常体,电阻率小于10 Ωm,且与岩浆通道对接,推测其可能是地表浅部发育的岩浆囊;在长白山山门附近C07-C09号测点之间和C04-C05号测点之间,在埋深约7~17 km深处发现近直立型低阻带,低阻带与下方低阻体直接相连,推测低阻带内赋存有活动的岩浆;随着埋深的增加,从天池火山口南部约20 km位置往北方向,在埋深13~30 km之间壳内广泛发育明显的低阻异常体,推测其可能是活动的岩浆囊.反演结果与前人探测结果整体电性特征相似,但又局部不同. 相似文献
4.
火山区岩浆压力变形源的反演计算采用解析方法存在难以考虑地形的限制,采用传统有限元方法则存在网格依赖和计算量大的问题,反演过程中每一次正演由于岩浆房位置和大小变化都需要重新生成一次网格,耗费巨大的计算量和网格生成时间.为了克服上述问题,首次在长白山火山区使用"有限元等效体力"方法考虑地形影响反演地下岩浆压力变形源,计算岩浆应力扰动对周边断层稳定性的影响.在火山区地下压力变形源引起的地表形变计算中,地表地形影响不可忽略.埋深越浅,地表最大径向位移ur所在的位置越靠近岩浆囊中心.当坡度达到30°时,最大垂向位移uz所在位置不再位于岩浆囊正上方.椭球状岩浆囊压力源可以较好地模拟长白山火山地区2002—2003年间的GPS和水准测量.岩浆房扰动应力场和区域构造应力场的叠加有可能造成天池西部近EW向,天池北部以NW-NNW向为主的现今应力方向.岩浆房压力源引起的库仑应力变化有利于天池火山口NW向震群在空间上主要分布于火山口的西南和东北部. 相似文献
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2002和2003年夏季流动地震观测揭示，天池火山口附近存在大量的微震活动和一系列震群活动.地震定位结果表明地震主要发生在火山口附近，以震群形式发生的地震全部集中在天池火山口西南部，东北部地震密集区没有观测到震群活动.在夏季以外的其他季节，天池火山区只有一个固定地震台站（CBS）用于地震监测.利用CBS台不同时间的观测纪录，通过波形相关分析发现其他季节的主要震群活动仍然集中在天池西南部.震群的高精度相对定位揭示震源位置沿北西－南东向分布，倾向西南，倾角约80°. 2003年7月13日的震群发生期间，地震震源位置出现从深到浅的迁移现象，同时震源深度较大的地震在不同台站的地震波初动方向几乎全部向上，表明震源具有明显的膨胀分量.考虑到长白山天池火山2002年以来出现明显的地表形变、地球化学异常和谐频地震等现象，我们认为震群活动可能与5 km深度附近存在岩浆热液活动和岩浆增压有关. 相似文献
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利用差分合成孔径雷达干涉测量技术（DInSAR）获取长白山地区的形变场.结果显示1995~1998年期间,位于长白山东南侧的间白山火山存在6~12 cm的视线向形变,而长白山天池火山处于平静期,没有明显形变.利用2002~2003年的GPS和水准获取的形变数据,分别采用Mogi单源、双源模型反演了长白山地区火山的岩浆囊参数.其中双源模型拟合效果较为理想,两个点源一个位于长白山天池老火山口下方7.9 km处,另一个位于间白山火山下方5.5 km处.对双源模型反演得到的岩浆囊参数进行适当调整,拟合得到与InSAR形变场基本吻合的结果.上述研究结果表明长白山地区火山活动存在时间上的间歇性和空间上的迁移性,为进一步研究长白山地区火山活动机制提供了参考和依据. 相似文献
7.
利用长白山天池火山区三维空间深地震测观测系统所采集的反射P波走时资料,采用层析成像技术,重建了该区地壳界面构造形态和速度分析图像。界面成像结果表明：研究区地壳界面总体上显示了由北西向东南加深的趋势;马鞍山—三道白河断裂和富尔河—红旗河断裂是本区两条主要的深部构造,尤其是马鞍山—三道白河断裂,北北东向穿越天池火山口,其两侧的地壳界面存在明显的错断,预示了该处地壳厚度陡变或深大断裂带的存在,速度成像结果显示在10km深度,明显的P波低速异常分布在天池周围;15km深度上它表现为一个近南北向的P波低速异常条带,其延展尺度南北向为80~90km,东西向30~40km;随着深度的增加,P波低速异常分布在天池西侧,其尺度有明显的缩小,分布范围更加集中,而且低速扰动幅度更大。这种P波速度异常的变化图像在一定程度上反映了天池火山口下方壳内岩浆系统的空间分状况。 相似文献
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长白山天池火山主断裂活动与热液蚀变带 总被引：3，自引：0，他引：3
在野外考察中发现，天池破火山口内壁同一层位不同段的近水平向红褐色、砖红色热液蚀变带顶界面有明显高差热液蚀变顶界面，北段(靠近天文峰)比南段(朝鲜境内靠近将军峰)高出约110m。热液蚀变带顶界面可作为判断构造运动的标志面。北段与南段顶界面的高差，反映了自热液蚀变以来，天池火山北东向主断裂六道沟-天池-甑峰山断裂北西盘的抬升幅度大于南东盘，这可能是天池北西部较南东部地形坡度更陡、水系更发育的内在原因。北西向主断裂——白山镇-天池-金策断裂北东盘的抬升幅度大于南西盘。由热液蚀变和古风化壳特征观察到的北东向主断裂的近期垂向活动速率大于北西向主断裂的活动速率。这两条在天池交叉的主断裂将天池火山切割成4个块体，它们的抬升幅度从大到小依次为北、西、东、南块体。北块体抬升幅度最大，这与深地震测深、大地电磁探测等得出的天池北部岩浆囊较浅的结果有较好的对应关系和一定的成因联系。 相似文献
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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. 相似文献
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火山口地下构造详细的地震成像对于增进这些高危险火山的构造和火山学的知识是必不可少的。然而,在火山地带,尤其是在岸上,很难获得高质量的地震数据。我们报道了拉福萨火山口(意大利武尔卡诺岛)西部地区的高分辨率地震剖面结果。利用高分辨率的振动源及交替采集和处理技术,我们能够克服由火山煤岩类型带来的大多数困难。本研究提供了火山堆积的地下分布和一些重要内部喷火山口构造的识别。我们确定了埋于拉福萨火山口下面的寄生火山口或玄武碎屑岩丘的位置,它在约1km的深度记录到地震的地方正在消散CO2。此外,在剖面最南部发现的变形模式与穹隆侵入后破火山口塌陷是一致的。结果表明,使用高分辨率振动源结合交替地震采集技术和非常规处理方法,可以帮助恢复火山地区浅层构造的详细信息。 相似文献
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长白山天池火山是目前最具潜在喷发危险的活火山。依据长白山天池火山的最新监测研究成果,结合地形地貌、水文流域特点及天池火山历史喷发类型,重点分析了长白山天池火山未来喷发时发生溃湖洪水的危险性。利用相关的水动力学公式,建立了溃口规模和洪水湿周、流量和流速的内在关系。详细分析溃湖洪峰在下游二道白河镇、白山水电站、红石水电站等关键位置的最大流量及流速。结果表明,若天池火山湖水溃泄一半即10亿m3时,距火山口50km处的二道白河镇瞬时洪水流速达84 904m3/s,该镇将全部被淹没。下游的白山水库、丰满水库将分别受到流量23 560m3/s和1 505m3/s洪水的冲击,水库安全受到严重威胁。 相似文献
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2002～2003年长白山火山区的水平运动缺乏中心对称性分布特征,本文采用同一深度沿三个互相垂直方向拉张的点源模式模拟了长白山火山区的岩浆囊压力变形源. 在介质参数为Vp＝6.700 km/s,Vs＝3.8700 km/s,ρ＝2900 kg/m3的均匀弹性半空间中, 联合利用2002～2003年长白山火山区的GPS观测数据和水准数据, 结合PSGRN/PSCMP代码和遗传算法反演长白山火山区的压力变形源特征. 反演结果表明,由三个垂直的不等量扩张方向确定的椭球状点源模型可以较好地模拟长白山火山区岩浆囊压力变形源. 岩浆囊深处9.2 km,在走向为34.4°,倾角为82.2°的断层面的法向方向体积扩张量最大,达到7000000 m3;在走向为3028°,倾角为78.5°的断层面的法向方向体积扩张量次之,达到6598071 m3;在走向为337.7°,倾角为14.0°的断层面的法向方向体积扩张量最小,达到5220160 m3. 相似文献
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时间项分析法中，应用广义最小二乘法进行反演，对长白山天池火山区岩浆系统的长白—敦化(L1)剖面的Pg波到时进行了计算处理，得到了Pg波时间项及基底速度值；取上部地壳的介质平均速度为4．5km/s，经反演求得了各点的深度值，给出了长白山天池火山区结晶基底的厚度分布。结晶基底厚度一般在2．0km左右，而在长白山天池下方结晶基底最厚处接近4．0km；在万宝和敦化附近各有一不太明显的凹陷，其原因可能与在这两个位置处有几条断裂穿过有关。 相似文献
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高频S波随着传播距离的增大其均方根(RMS)包络逐渐变宽,我们把这种现象称为S波包络展宽现象.S波传播路径上随机分布的非均匀体对S波的多次前向散射和绕射作用是导致S波包络展宽现象的主要原因,因此可用S波包络展宽现象来研究介质非均匀性.本文采用S波包络峰值延时来对S波包络展宽现象进行量化.S波包络峰值延时定义为S波初至与其均方根包络峰值最大值之间的时间差.本文选用长白山天池火山区的小震记录,运用S波包络峰值延时对长白山天池火山口地区的介质非均匀性进行了评价.结果发现长白山天池火山区呈现强烈的介质非均匀性,在0~2 km深度范围内介质非均匀性表现出南部强北部弱的空间分布特征;在2~5 km深度范围内介质非均匀性的空间分布特征与频率具有相关性;天池火山区介质非均匀性具有明显的多尺度特性;强弱非均匀性接触带,往往是地震频发地带.根据地震与非均匀体在空间分布的相对位置,我们认为火山区介质非均匀性可能反映了火山早期喷发堆积物介质结构的差异. 相似文献
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Jianping Wu Yuehong Ming Lihua Fang Weilai Wang Institute of Geophysics China Earthquake Administration Beijing China 《地震学报(英文版)》2009,(4):409-416
The S wave velocity structure in Changbaishan volcanic region was obtained from teleseismic receiver func-tion modeling. The results show that there exist distinct low velocity layers in crust in volcano area. Beneath WQD station near to the Tianchi caldera the low velocity layer at 8 km depth is 20 km thick with the lowest S-wave velocity about 2.2 km/s. At EDO station located 50 km north of Tianchi caldera,no obvious crustal low velocity layer is detected. In the volcanic re-gion,the thickness of crustal ... 相似文献
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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. 相似文献
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利用布设在长白山地区的19个PASSCAL宽频带流动地震台站近一年的远震记录和布设在镜泊湖火山区14个宽频带轻便数字地震仪三个月的远震记录,共得到高质量的423个接收函数,通过对这些接收函数的共转换点叠加得到研究区的间断面的分布及形态.研究结果表明,研究区存在410、520km和660km间断面.410km和660km间断面较为连续且具有正相关性质,410km间断面在长白山天池火山下局部上隆,660km间断面具有复杂的多界面性质.410km和660km之间的过渡带厚约250km,接近全球平均水平.珲春深震区下660km界面下陷,其上还有多组震相,这些震相在珲春深震区东西两侧不连续,推测西太平洋板块至少已经俯冲到欧亚大陆下的上地幔过渡带中.410km间断面在长白山火山区下局部上隆,660km间断面具有的复杂结构和珲春深源地震的发生均与俯冲板块在过渡带中的活动有关. 俯冲板块在受到660km间断面的强大阻力后,在660km间断面之上变为近水平扩张.推测在欧亚大陆下西太平洋板块的最前端可能已经不是一个完整的整体,或许是由几个有一定联系的板块残片组成. 相似文献
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在回顾总结了国外火山碎屑流灾害分析模型研究历史的基础上,本文选取了Flow3D模型对我国东北地区长白山天池火山未来大喷发可能产生的火山碎屑流进行了灾害区域划分。以长白山天池火山现代地形为依据,设定了11条未来爆炸式火山喷发时产生的火山碎屑流的可能流动线路。模拟结果表明,在喷发柱高度为10km的情况下,灾害区划最大半径为13.7km;在喷发柱高度为20km的情况下,灾害区划最大半径为35.4km;在喷发柱高度为30km的情况下,灾害区划最大半径为57.8km。在此基础上,得出了长白山天池火山未来发生中规模、大规模和超大规模火山喷发时火山碎屑流的覆盖范围,完成了我国第一幅长白山天池火山碎屑流灾害区划图。 相似文献