，LI、 爹；5雩年喾剪 GE。省妥，d雹A芒素离IEw 避?5，潞j 中国活火山研究 刘若新樊祺诚魏海泉李 霓 (中国地震局地质研究所，北京，100029) 内容提要 本文对中国已发现的长白山天池火山、金龙顶子火山、镜泊湖全新世火山群、五 大连池热田区具备发生新的喷发的基本条件作了讨论。指出中国仍存在火山灾害威胁。必须一方 面加强对活火山的监测和研究；另一方面加强对火山区特有的火山景观和地热等资源的开发利 用。 关键词 活火山火山灾害中国 虽然在新生代时期，中国东部和西部的火山活动都很频繁，但现时中国却不是一个像日 本、印尼、菲律宾等国那样多火山的国家．然而却也不像某些人所说的“中国境内根本没有火 山”、“中国大陆没有活火山”n]。事实上在中国也存在不步关于火山喷发的历史记载，如《黑龙 江外记》、《宁古塔纪略》关于五大连池老黑山、火烧山火山喷发的记载；《长白山江冈志略》、《李 朝实录》关于长白山天池火山喷发的记载；徐霞客对腾冲打莺山火山喷发的记述等。《中国火灾 大典》中也有一些关于中国历史火山喷发的记载”]。 近年来的工作表明，中国不仅存在多处有历史喷发记载的火山，而且还存在有像长白山天 池火山这样属于曾发生近2000年来地球上大规模爆炸喷发之一的火山，并仍存在潜在喷发危 险性。困此中国既非不存在活火山，也不是一个没有火山灾害威胁的国度03。到目前为止，至少 已查明吉林长白山天池火山，金龙顶子火山，黑龙江五大连池老黑山、火烧山火山，镜泊湖地区 的一系列全新世火山，云南腾冲马鞍山、打莺山火山，以及新疆阿什山火山等多处休眠的活火 山Ⅲ(图1)。这些情况已引起有关部门的高度重视。一些火山一地质学家自1997年开始执行 的“中国若干近代活动火山的监测与研究”项目以来，对这些活火山已开展了不同程度的研究， 并已在长白山天池火山、云南腾冲火山区和五大连池火山区初步建立了火山监测台网，这就为 中国火山的监测研究、火山灾害减轻以及火山学的发展打下了良好的基础。 本文所说的活火山，是指loka以来有过至少一次喷发的火山(包括正在喷发的和在今后 一定时限内仍有可能再次喷发的火山)。Szakacs口3和刘若新等“1曾就此作过讨论。 以下对中国的活火山作简要报道。 1长白山天池火山 长自山天池火山作为中国最大的一座休眠活火山，并具有潜在喷发危险性，已引起了有关 方面和火山学家的高度重视。近年来已对其进行了多方面的研究，并发表了一系列论文和专 著‘7‘’2”。目前吉林省地震局已在该火山建立了火山监测台网。吉林省地质矿产局区测队也开 11)资助 注：本文为国家“九五”重点项目“中国若干近代活动火山的监测与研究”(编号95 本文1999年5月收到，6月改回．章雨旭编辑。 4 地质论评 1999年 展了对该火山区的i／5万区测填图。因此这里将不对该火山作详细介绍，而仅将最新进展作如 下简要报道。 (1)在鸭绿江碎屑流底部发现1215AD喷发的灰自色浮岩空降堆积，因此鸭绿江碎屑 AD大喷 流、锦江峡谷碎屑流以及与之类似的天池火山四周沟谷中的碎屑流，均应属于1215 发的产物。而二道白河碎屑流在岩性结构和成分上(缺少鸭绿江碎屑流中大量灰白色的浮岩岩 ．—————，—————————————————————————————————f—一 图1 中国活火山分布图(据刘嘉麒《中国火山(岩)分布图》改编，1999) DistrlbutionofactivevolcanoesinChina Fig．1 map os distribution0f volcanicrocksinChina，1999) (revisedfromLiu mapvoiCailoe$and Jiaqi Q一第四纪火山岩IN+Q一新第三纪和第四纪火山岩；N～新第三纪火山岩{卜二叠纪火山岩{火山：l一诺敏F2一科 洛l 3一五大连弛f4一境泊胡f5一伊通，6一长白山I7一龙岗；8双Ⅱ；9宽甸l10一哈拉啥111一达来诺尔；12一围 场，J3一援诺坝f“一集宁；15一大同}16一蓬莱FI卜临朐}18一嘉山I19六舍}20～明溪l乱一台湾}2z一三水} 23一臂琼l24～腾冲I25一札县}26一冈底斯；27一可可西里l28西昆仑}29～南海I▲A一五大连池老黑山火饶山火 山，▲B-—桡泊湖全新世火山群l▲c～韭岗火山群金龙顶子火山；▲卜长白山天池业山l▲E一阿什山火山I▲卜晴 冲火山群马鞍山火山I▲G一台湾大屯火山F▲H一雷琼火山群 and volcanic Q—QuaternaryvolcanicrocksIN+Q～NeogeneQuat时nary rocks’N—Neo群眦volcanicrocksIp--Permian volcanic 7-- rocksIVoh：anoes：l—NuominI2--Ke[uo}3--Wudalianchi，4—Jingbo 10--Hahha}11--DalaiNutf 13--Ha加aobai14一五niwf15一 Loaggmlg；8--S}I蛐唱K∞f9--Kuandianf 12一W批h北gf 18--Jiashan,19一LIlll。}20Mingxi{2I—T越w蚍I Datong；16一Powlail17一unq“I KuⅡ1un29--Nanhai Ten口hortgI25--Lixian26--Gangdisel27一HohⅪ1，28--West andHuoaksoshaa volcanoin volcanoof volcanoes；▲B--HolocenegroupJiagbolake㈣；▲C--JinglongdingziLonggang vokmo volcanoof vol- groupI▲D--ChangbalshanTiaⅡchl忡】ca肿}▲E--AshisksnvolcanoI▲F—Ma‘anshanTengchong of volcanoTaiwan}▲H--Leiqiortgvolcanogroup ∞∞groupl▲。一Ihtun 增刊 刘若新等：中国活火山研究 块及碎屑)与鸭绿江碎屑流明显不同。现在我们看到的大多数是强熔结的凝灰岩(伊格尼姆 a 岩)。考虑到宋海远等。1曾报道在二道白河碎屑流下部碳化木的“c年龄大于5000BP，以及 王非等新近获得的天文峰褐黄色浮岩的年龄(5．3J-1．2ka)“”，因而可以将二道白河碎屑流 看作是天池火山在大约距今5ka前的一次大喷发的产物。这样也就使长期令我们感到困惑的 一个问题得到了合理的解释，即为什么由天文峰黄褐色浮岩所代表的另一次大喷发，没有相应 规模的碎屑流。但也还存在另一种可能，即二道白河碎屑流是晚更新世造锥阶段一次大喷发的 产物。我们现正对此作进一步研究。 (2)关于天池火山气象站碱流岩的归属一直存在争议。李霓等03的研究表明，气象站碱流 岩质碎屑一熔岩堆积属于近代喷发，这可由气象站组底部底浪堆积之下出现黄褐色浮岩堆积， 以及气象站碱流岩的T1MS、TL及ESR年龄(分别为4．3和3．93ka)[101得到证实。此前刘若 新等曾报道在黑风口滞后角砾岩中碳化木的14c年龄为距今4105土80a【l“。考虑到这一年龄与 岩、碎屑岩、浮岩及粗面岩岩块组成，因而认为它们是气象站组喷发时形成似乎是合理的。李霓 等认为气象站组碱流岩质碎屑一熔岩代表大约5ka前爆炸式大喷发后期岩浆中挥发分下降 由寄生火山口喷出的一次较小规模的喷发活动”l。 (3)天池火山造锥阶段是在大约1000ka至大约20ka期间形成的，它是由粗面岩和碱流 岩熔岩和部分碎屑岩组成的层状火山锥。而近代或全新世以来的喷发，以碱流岩质岩浆的爆炸 火山全新世喷发物的定年结果”“…，进…步证实刘若新等所给出的1215AD大喷发的年 代““”o，以及他们所指出的另一次大喷发发生于距今5ka“”的可能性。他们还指出天文峰最 上部黑色浮岩及碎屑喷发物代表1668～1702年历史记载的喷发，也得到最新测年数据的支持 (0．34～0．39土0．04ka)“…。这样我们可以得到天池火山5ka以来喷发的时间序列为：3000 BC(大规模爆炸喷发)，2000BC(中小规模喷发)，12]5 ka以来的lo 往往并不具有不变的喷发间隔期，例如新西兰的Tarawera—HaroHaro火山自18 次喷发的间隔期从3000年到700年不等o…，即使如此，这些资料仍将为估计未来喷发提供重 要的约束。 (4)除了用多种方法获得一批天池火山全新世喷发物的年代外“’”“…，王非用TIMS法 ka、70ka和18～25 获得天池火山锥自火山监测站以上剖面中三个年龄值：350 ka，即造锥 阶段结束于距今20ka前后。他利用U—Th含量及”。Th／”2Th初始值研究天池火山自70ka以 ka以来有三 来的岩浆演化，表明天池火山锥岩浆是由同源岩浆高程度结晶分异形成的。自20 次突发性围岩混染，这可解释为2ka以来有过三次大的喷发及火山口塌陷，并可合理地解释 多数火山锥及近代喷发物中有一部分样品的微量元素和Sr同位素异常。 (5)根据自1994年以来对天池火山聚龙泉群中lo口温泉气体氦、氩及碳同位素观测结 果“““3(及林元武等待发表的资料)表明这些温泉气体同位素中有很高的地幔源组分伊3C一 ①王非，彭子成．陈文寄年轻火山岩高精度”oTh』su年龄测定及长白山天池火山晚更新世以来岩浆演化．科学通报 (特刊)． 地质论评 1999年 减带即地幔楔的同位素组分，并认为这些组分来自天池火山下的岩浆房。他们计算的热储温度 为173℃(SiOz温标)，而气体温标计算的热储温度可达300℃以上。 (6)在1996年开展的用MT方法探测天池火山岩浆囊的基础上，l908年又投入了更大 的力量(共61个测点)作进一步的探测，其结果除进一步显示地壳岩浆房的存在外，还据磁感 应矢量判断，在天池火山西南侧，可能存在地幔岩浆房““，这进一步证实关于在天池火山下面 存在地幔和地壳双层岩浆房的意见。 (7)根据对天池火山多年的火山学、岩石学、地球化学及地球物理探测结果[7““，提出了 一个天池火山岩浆演化及导致1215AD大喷发的模型，指出天池火山造盾玄武岩、造锥粗面岩 及碱流岩和近代喷发的碱流岩具有共同的岩浆源区，又有紧密的演化关系，其中结晶分异起关 键性的作用。1215AD大喷发可能是由地幔岩浆房流体注入地壳岩浆房而触发的(图2)。 天池火山是目前中国已知的最大活动火山，由于在近5ka来该火山曾发生过至少两次大 规模爆炸式喷发，因此急需进一步加强对该火山的监}剐研究及火山灾害预防研究。 2镜泊湖全新世火山群 盛中方曾首次报道镜泊湖西约50kin的森林中有7个火山口，玄武质熔岩顺山谷流泄堵 塞了牡丹江河道，形成了中国最大的火山堰塞湖——镜泊湖，并在牡丹峰玄武质火山渣中找到 碳化木，给出其“C年龄为5140年m1。刘嘉麒给出的镜泊湖至牡丹江珲春一带的第四纪玄武岩 的6个K—Ar年龄范围包括早更新世至全新 世[1“，也表明该区有全新世火山的存在。近来张 E 越 招祟等较详细地调查了镜泊湖地区的新期火山， 蜒 并命名为镜泊湖全新世火山群”“。 镜泊湖地区位于敦密断裂带西侧，该区在整 个新生代时期玄武质火山活动强烈，分布有早第 三纪黄花组拉斑玄武岩(42．1～44．9Ma)‘”]，中新 世道桥组玄武岩和上新世高位玄武岩。第四纪玄 武岩则分出早、中、晚三期。本文所说的镜泊湖全 新世火山群即镜泊湖晚期玄武岩。 t粤鹾醛 据张招祟等的资料，目前已发现的镜泊湖全 新世火山群共有13个火山口，但均为复式火山机 构而非单一的火山口，它们集中分布在火山口森 林和蛤蟆塘地区口23(见图3)。火山口森林复式火 山机构包括作NNE向排列的I、Ⅱ、Ⅱ、Ⅳ号火 山口；大干泡复式火山机构包括v和v一5号火山 距爵(k训 口；五道沟复式火山机构包括Ⅵ、Ⅶ、Ⅶ号火山口； 图2天池火山公元]215年大喷发岩浆迷魂阵复式火山机构由IX和×号火山口组成；蛤 动力学模式图(据刘若新等“：3) 蟆塘复式火山机构由XI主火山口和Ⅻ寄生火山口 moddof Fig．2Magmadynamic great 组成。这些火山的喷发物大多数由熔岩和火山弹、 eruptionofTianchivolcanoin1215 岩饼及火山渣组成。在蛤蟆塘Xl号火山渣层中观 Liu eta1．…]) (afterRuoxiu 察到由花岗岩风化砂组成的沉积夹层和I、I、Ⅳ 增刊 文睦若新等：中国活火山研究 号火山口喷发物中的砂砾岩夹层，因而有可能利用火山地层学方法分出这些全新世火山喷发 时序。张招祟等在大干泡V号火山口北西侧火山渣采场和蛤蟆塘Ⅶ号火山东侧火山渣中分别 找到碳他木，其“c年龄分别为2470aBP和3490aBP。而在大干泡含碳化木火山渣层之上，仍 有二层熔岩及火山渣堆积，并且其中还有沉积夹层，因而其最新的火山喷发年代应较2470a BP更为年轻。同样蛤蟆塘Ⅶ争火山渣层也不是该区全新世的最后一次喷发物。如果考虑到盛 中方在同一地区火山渣喷发物中采得碳化木的“c年龄5140aBP，则仅据已有资料可给出该区 BP—÷3490a 全新世火山活动初步的火山喷发时间序列：5140a 1000年左右的间隔期对估计该区未来喷发可能性仍是一个重要的参考值。 镜泊湖全新世火山大多数以早期强烈的爆发式蒸汽一岩浆喷发形成火山碎屑岩为主，而 晚期以熔岩喷溢为主，但I、Ⅳ、Ⅵ号火IⅡ则在晚期为蒸汽爆炸喷发形成黑色火山渣。 该区全新世火山喷发物 均属玄武质，但火山口森林地 区为碱性橄榄玄武岩，含二辉 及方辉橄榄岩包体；而蛤蟆塘 地区则为钾质的有白榴石斑 晶的碱玄岩，含普通辉石、金 云母、歪长石巨晶及二辉橄榄 岩包体。 除由镜泊湖全新世火山 熔岩堵塞形成镜泊湖外，还形 成吊水楼瀑布、洞天一品、火 山口森林及一系列熔岩隧道 等众多而奇特的火山景观。实 际上镜泊湖旅游区就是由全 新世火山作用所塑造的火山 圈， 回z 田3 公园旅游区。 有关镜{自湖全新世火山 固3 镜泊湖地区火山地质圉(据张招祟㈣1) Volcanicand of Lakearea Fig．3 geologicmapJingbo 群的情况，在本文集张招祟等 from (reviseZhang Zhaoehong[”]、 的论文中有更为详细的描述。 l一断裂及隐优断裂{2一火山口及编号I3一地层产状；pQ4全新统玄武岩I p《上更新统玄武岩；p如一中更新统玄武岩lBNz上新统玄武岩；N1一中新统 3金龙顶子火山 玄武岩}E一古新统始新统玄武岩}K】一下白垩统；J3一上侏罗统IC—P一石炭 金龙顶子火山是龙岗火 系二叠系旷D 上泥盆统lPt一元古字黑龙江群度麻山群}碓一燕山期花岗岩I 首一海四晚期花岗岩 山群中最为年轻的一座火山， andburiedfault；2--volcanoanditsnu扔her3--stratumoccuIl．@llce! 1一Fau【t 位于吉林省辉南县金川乡，北 阳4 HoloceneBasalt；腔；--Epipleistocene k出I Miocene 纬42。20l，东经126。26一。该火山LioeenebasahmN basah；E--Paleocene--Eoeeneba8alt}K1一 卧=一P 附近还有一系列更新世的低 LowerCretaceous；Jl—uppef syst咖!Da— and Devoni柚systemlPt--ProterozolcHei／ongjiangMashan Upper gru0961雄一 平火山口(图4)。金龙顶子火 …H‘ Yanshansta92granite￡Ti—hegranite 山由火山锥、熔岩流及火山碎 Hercynian 地质论评 屑席三部分组成，火山锥高度为220m。金龙顶子火山属于玄武质爆炸式喷发火山，其锥体下 部主要为黑色玄武岩渣(粒度大于8cm)和上部红褐色岩渣(粒度小于4cm)组成，后者代表相 对较高的喷发速率和堆积速率。强烈的爆炸喷发所形成的玄武质浮岩(火山渣)在西向风作用 下，形成一个宽约16km、长约35kin、粒度在10ram以上的空降堆积碎屑席。在喷发作用后期， 当岩浆中挥发分含量下降不足以使岩浆碎屑化并形成嘴发柱时，岩浆自火山口西南方向豁目 处溢出，向低洼地带分布于该火山以西数千米范围内，其中包括流入大龙湾低平火山口的渣状 熔岩…]。 不论在金龙顶子火山火 + 。 ，。。铺蜒石 。 f”f 竺渣譬亨或!屑席的享苎质 ～ 浮岩中均可见到地幔橄榄岩 ． }样子哨 东茏湾 壮． 包体，这表明金龙顶子火山 k?蔼川患龙二酶…{磊；鬟慧鬻黧 k”’y≥箩．．》。乏。哗一。。’f房阶萎≥顶子火山喷发的年 镰囊务黪≯憾溉赚 fl／馁一}f帮 f挫1690a“B阵P．1蝴500a别B是P,芸芰i L—兰坐咝些塑旦一———L—————————J渣层之下腐植土的ztc年龄为 1775aBP。 R一1R订2厂订3厂]4 图4龙岗地区火山锥分布图 等m1研究了金龙顶子火山产 …～。 ‘据警棋篡“5】) ， 物和龙岗火山群一些火山岩 H8’4Di““bu““”9耐”“““：?”。”89a“8““…。………。…。’… f(rom属Fan均们它现发，分成学化的 Qichengt”J、 o樊祺诚，刘若新·魏海泉，隋建立’李董．最新玄武旗爆炸式火山～金龙顶子活火山的岩石学与地球化学．岩石学报，(待 刊)． 刘若新等t中国活火山研究 4五大连池老黑山、火烧山火山 作为五大连池火山群中全新世以来喷发形成的火山，不仅有确切的历史记载，而且也得到 最新TL测年资料””的证实。吕宗文等于1993～1996年期间曾对区内两座火山及其喷发物作 过大比例尺填图并发表了有关论文[3…。 1997年以来任锦章、李家振、孙善平等在此基础上进一步开展了对这两座火山的填图和 研究，其部分结果已在本文集中有专文叙述。因此有关老黑山、火烧山火山的情况，这里不再介 绍，只是强调一点，即詹艳等””对五大连池火山区最新的大地电磁测深资料显示，老黑山、火 烧山火山下方直至下地壳为高阻区(图5)，表明该火山喷发的岩浆通道已经固结，新的岩浆喷 发将不会沿着原有的通道及火山口喷出，而在有小震群活动的卧虎山火山和南格拉球火山和 北格拉球火山附近的地壳中存在有待进一步研究的低阻区。 5腾冲火山群 腾冲地区存在活火山的最 早依据是历史记载，如徐霞客游 记中对打莺山火山的记载．但对 这些记载的火山喷发解释颇具 争议。我们对该火山考察后更倾 向于雷击山火而非真正的火山 喷发。王非等对打莺山火山岩的 年龄测定结果01也表明迄今尚 未发现属于全新世形成的火山 产物。李根源在《烈遗山记》中曾 提到腾冲多火山，志载明成化、 正德、嘉靖、万历年间(公元 1465～1620年)火山多次爆发。 这些记载语焉不详，缺乏具体喷 发地点和喷发实况的描述。虽然 仍应对这些记载作进一步分析 图5五大连池老黑山EW2测线大地电磁探测图 查证和考察，但目前却无法据以 (据詹艳等[3c) line inWudallanchiLaoheishan MTresultof EW2 确定哪些火山曾在1465～1620Fig．5 年间喷发过。根据梁卓成等对马 (fromZhanYan[37j) ka前o“。王非等新近对马鞍山 鞍山火山岩的u系年代学研究结果，认为该火山喷发于距今7 火山口岩石样品的u系质谱法(TIMS法)定年也获得距今7．5±2．0ka年等时年龄(该火山 较早一次喷发为13．o～12．8 68座火山(图6)划分为7个火山群，认为其中的马鞍山火山、打莺山火山、老龟坡火山和黑空 山火山属于全新世，并认为马鞍山火I』J是其中最年轻的一座。其根据是马鞍山火山熔岩坡盖在 大盈江t级阶地上，也覆盖在老龟坡火山喷发物之上“…。因此，目前在腾冲火山群中，能够从 年代和地质证据加以确认的10ka以来有过喷发的火山是马鞍山火山。 地质论评 但是下述事实对认识腾冲地区存在休眠的活火山具有更为重要的意义。这些事实是： (1)腾冲地区广布的温泉和热海热田区强烈的水热活动，并不时发生蒸气爆炸；具有与许 登堡给出了热海温泉群的热储温度为262，8cL43J。他ff]还根据热储原始热水中高的cI一 火山地热系统

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