摘要本文详细介绍了“中国主要火山活动监测研究”项目的立项背景、目标、所开展的主要工作、取得的成果、研究成果的社会效益和对该领域研究未来工作的展望。
我国在火山监测工作起步较晚,1993年“三定”方案首次明确由地震局负责火山灾害的监测预防工作。1995年国务院领导批示地震局牵头进行火山防灾工作,随着“九五”项目的结束,流动监测和科学研究必须寻求新的项目支持。
2001年12月,科技部批准了2001年度社会公益研究专项资金重点项目“中国主要火山活动监测研究”,对长白山、腾冲等三个火山进行的2002年度的地震、地形变、及火山流体监测,进行火山地质调查与探测。
局地球物理研究所、中国地震局地球物理勘探中心、云南省地震局、吉林省地震局、黑龙江省地震局、中国地震局第二地形变监测中心等8个单位97个科技人员3年的辛勤努力,实施了长白山、腾冲、镜泊湖3个火山区2002年的流动地震监测,架设固定与流动地震观测台51个,记录地震观测数据
254.5Gb,识别地震事件4218个。项目还实施了长白山、腾冲等火山2002年的火山形变观测,进行GPS、水准、重力等形变观测164点,长度179公里。实施了长白山、腾冲等火山2002年的火山流体地球化学观测,进行了镜泊湖地区火山地层剖面序列的野外调查;完成了琼北火山区37个点的大地电磁测深剖面。
研究了长期休眠火山再喷发的前兆特征,评估了长白山、腾冲、镜泊湖、琼北四个火山的危险性,初步建立了我国火山活动危险性分类。
长白山天池火山口附近2002年7月以后记录到大量的火山地震,长白山天池火山监测站1999年7月至2002年6月平均每月记录地震7.75次,而2002年下半年平均每月记录地震69.5次,火山地震频次急剧增在熔融体或液态介质中被吸收或大部分被吸加。在2002年8月—12月期间,发生了9收,意味着腾冲县城西南至热海的马鞍山火次震群活动,震群持续时间由半小时到半山、老龟坡火山一带有岩浆囊熔融体存在,天,最大震级2.7级。地震主要集中分布在深度不超过10km。
天池内,震源深度大多小于5km。对于大多形变测量表明:腾冲火山区地壳运动为数流动台站,地震记录的频谱特征基本相较强烈的升降起伏活动,其中变化幅度较大似,主频一般在4,8Hz之间,并表现出主的地区为热海地区。水平形变1985—1997频随震中距增加逐渐向低频偏移的特征。年表现为大面积整体收缩,1997—2002年表
GPS形变监测2002年相对于2001年大现为大面积整体膨胀,和垂直形变明显相部分边长已由缩短转为伸长,特别是覆盖天关,表明腾冲火山活动的起伏性。重力测量池的三角形的应变由2001—2000年的表明,腾冲火山区的热海,马鞍山一带地下
-1.681×10-6变为2002—2001年的物质密度比其他地区明显大,说明该地区高
长白山天池湖滨温泉群的探测表明天池“九五”火山工作将全新世火山活动区限定火山是目前国内唯一的一座火山口内部仍有在一个三十多公里长的狭长区域,本项目工气体释放活动的火山,其逸出气体化学和同作发现各种火山前兆现象主要集中在南部地位素组成高He,高CH4显示为典型的深部区,即打鹰山-热海一带,也就是说今后活来源气体,其中CH4的含量5.7%的高值在动的主要危险区域可能就在这一地区。国内所有已知火山区气体中是首例;逸出3.3调查了镜泊湖火山的历史与现今活动He的3He/4He比值是国内最高,地幔来源镜泊湖火山岩属于一套钾质系列火山He的比例最高达80.54%,与西太平洋岛弧岩,分为粗面玄武岩、碧玄岩、响岩质碱玄火山带现代火山气体的3He/4He比值基本相岩三种不同的火山岩类型。火山地质调查表同。明,镜泊湖全新世火山群由位于宁安县小北
接收函数反演出了台站下方S波速度结湖林场辖区内的12座火山口(5个小的喷发构,火山口附近S波低速层厚度更大,速度中心)组成,锥体主要是溅落锥,发现基浪更低,表明高温物质或岩浆囊可能仍集中分堆积夹层,表明镜泊湖活动晚期具有射气岩布在以火山口为中心的区域,其顶部埋深可浆喷发特征。
能在8,9km。长白山天池火山口附近的Q“火山口森林”4号火口空降火山碎屑剖值比外围地区的Q值明显减小。也低于国际面和大干泡火山渣采场的炭化木14C年龄,上一些典型火山的Q值。分别为距今5430±80a和5190±170a。结合
3.2腾冲火山的现今活动主要集中在南部已有的资料,认为镜泊湖全新世火山喷发活
腾冲火山地震为微破裂高频地震事件、2002年6—9月在镜泊湖火山区在所记小震群及包络型地震事件,震级最大3.4录的三个月时间段内,大部分属于火山构造级,最小-1.0级,绝大多数地震的发震应地震,可定位地震16个,在火山口森林台阵力与区域构造应力场一致,说明是在大区域内部仅有4个,震源深度在8,20km之间。构造作用下的产物。有些地震台记录的波形还记录到B′型、C′型火山地震,表明镜泊湖图像表现出S波湮灭的特征,说明S波能量存在岩浆活动的可能,但由于岩浆囊深度较0国际地震动态2006年
镜泊湖地区的莫霍面深度大约为35km,火山口森林的莫霍面深度达39km。在地壳内,S波速度横向变化较大,反映了地壳结构的复杂性。火山口森林30,40km下存在低速体,推断为岩浆囊。
琼州海峡南北两侧的地壳上地幔结构在电性上具有连续性,二者(至少在基底以下)应该属于同一地质体。马鞍岭火山附近存在浅部和深部低阻体(浅部低阻层):马鞍岭以西地区近地表有一层较厚的低阻层,该层在组成上主要包括沉积层和地下水。马鞍岭火山以东二十多公里,深部有一个直通地幔的近直立的、东西宽、南北窄的低阻体。这里正是1605年7.5级地震发生的地方,很可能是热物质沿一个深部断裂上升形成的。
建设完善了“中国火山”网站,累计网页数百张,收录数据超过1Gbyte,主页点击人次已超过70000人次。
2002年10月在海口石山火山口公园内建成“地球科普馆”。建筑面积约300平方米。通过大量的图片、文字、实物模型以及音像介绍了地球、火山、地震、地质、气象、环境等方面的基本知识。 “地球科普馆”开馆至2005年,共免费接待游客约40万人次,取得了巨大的社会效益。
系统总结了火山喷发与火山预测的特征,包括火山活动的多样性,稀少性,长久性,准周期性;以及火山预测的可能性与复杂性。通过火山喷发实例的总结,研究了长期休眠火山再喷发的前兆特征。长期特征有地壳上拱反映深部岩浆上升,深部气体释放,群发性中强震-大震活动或小震群活动;短期变化特征有地震活动、地表隆起、小规模蒸汽喷发等。
一类:长白山火山,处于休眠期向活动期转折时期,或者说已经进入活动期,各种中长期前兆表现非常活跃,可能在几年到几十年内发生喷发。目前还没有立即喷发的短临前兆,需要密切关注。
二类:腾冲火山,虽然有一些偏离背景值的地震、地形变、流体地球化学变化存在,腾冲火山处于休眠后期向初始扰动过渡状态,需要注意监测,在异常突发阶段需要引起警惕。
三类:五大连池火山、镜泊湖火山、龙岗火山、琼北火山等,各种地球物理、地球化学观察都处于背景值范围, 目前仍然处于休眠状态,火山只有潜在的喷发危险。
四类:我国还有其它一些火山,未经火山活动性调查,也没有任何监测。如小古里河火山、阿什火山等。
总之,本项目首次获得我国火山活动的真实信息,表明长白山天池火山开始进入扰动阶段,并且了解到火山地震活动,垂直与水平形变、流体地球化学协同变化的前兆异常。
通过本项目工作发现腾冲火山区各种火山前兆现象主要集中在南部打鹰山-热海地区,为今后的监测与减灾设防提供了依据。
本项目研究成果为我国活动火山监测积累了资料,扩充建设了中国火山监测信息网站. volcano. ac. cn,并向科研人员及公众提供服务。
在火山监测的基础上编写了火山地震、火山形变及火山气体监测技术规范(试行)为火山监测的规范化提供了基础。
中国地震学会第七次全国会员代表大会暨第十一次学术大会,将于2006年10月
21—24日在大理举行。与这次大会同时召开的还有中国地震局科技委工作会议、全国秘书长工作会议和李善邦青年优秀地震科技论文奖评审活动等。报名参加这次大会的学术论文180余篇,加上其他会议代表,与会代表人数将达到300余人。目前,召开中国地
请有意参加者及时与中国地震学会办公室联系: 010—68729352、 68417858。中国地震学会第七次全国会员代表大会暨第十一次学术大会的报到通知,可以在中国地震学会网站上下载:. ssoc. org. cn
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