長白山天池火山是中國最具潛在噴發(fā)危險的多成因復式火山,在近2000年來,曾經(jīng)發(fā)生過世界上最大規(guī)模的噴發(fā)。為了進一步研究長白山天池火山的潛在危險,有必要研究火山的巖漿囊位置和分布。為此,在長白山天池火山開展了一條南北方向的重力剖面測量。結合前人工作,如地震勘探P波速度反演和大地電磁測深（MT）電阻率反演,以及地質(zhì)信息,采用人機交互的形式,建立了一條長約150km的密度模型。從建模結果圖中可以發(fā)現(xiàn):（1）長白山天池下方存在地殼巖漿囊;（2）長白山天池北坡地殼存在一個高阻、低密度體,深度在7～15km,距離天池2～10km,可能是富含氣體的巖漿囊;（3）在南坡和北坡大約3km深度處普遍存在一個巖漿巖層;（4）在天池下存在一個已經(jīng)塌陷堵塞的火山頸。 

【文章來源】：巖石學報. 2020,36(12)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

長白山地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)李春鋒等，2000,2006修改)

重力數(shù)據(jù)采用加拿大Scintrex公司生產(chǎn)的CG-5型高精度重力儀采集的，實際觀測精度為0.024×10-5m/s2。南北坡兩個重力基點都和國家重力基點網(wǎng)進行了聯(lián)測，采用三重小循環(huán)，兩臺CG-5儀器同時聯(lián)測獲得。測點坐標數(shù)據(jù)采用美國天寶(Trimble)公司的R8 GPS系統(tǒng)，應用DGPS工作模式，測量高程誤差低于0.169m。沿著測線，采集了30塊巖石標本，使用中國臺灣地區(qū)群隆興業(yè)有限公司產(chǎn)的瑪芝哈克電子密度儀測試標本密度值，密度最大值2.823×103kg/m3(粗安巖)，最小值0.637×103kg/m3(浮巖)，平均值2.435×103kg/m3，可見，近地表巖石密度變化范圍較大。3 數(shù)據(jù)處理

模型的建立是一個逐步遞進的過程。詳細建模過程如下:首先，采用Oasis montaj的二維人機交互反演模塊GM-SYS，參考地震波速和密度的經(jīng)驗關系式(孫建國，2006)，在已有的地震速度模型(張先康等，2002;王夫運等，2002;Song et al.,2007)上建立一個初始模型，考慮到重力異常曲線的特點，更偏重于前者(張先康等(2000,2002)的速度結構)建模，如圖5所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，實測值和模型計算值差別較大，特別是在北坡。從圖中可見，布格重力異�？梢源笾路譃樗膫�部分，分別是南坡的S1和S2，北坡的N1和N2。本次計算及文獻結果顯示，該區(qū)的基底大致在3km附近，因此，我們在南坡和北坡各增加了兩個塊體，分別是BK1、BK2、BK3和BK4，這四個塊體密度初始值的給定，主要參考地面巖石標本密度測試結果(如上文介紹)，并結合重力異常的基本形態(tài)，四個塊體的密度分別是2850kg/m3、2900kg/m3、2500kg/m3和2310kg/m3。這樣，模型計算值和實測值誤差減少很多，如圖6所示，實地考察中發(fā)現(xiàn)，南坡露頭比較多，而且基本是密度較大的流紋巖和玄武巖，北坡露頭較少，所以平均密度取值南坡大于北坡;而北坡地層中發(fā)現(xiàn)大量密度小于水的浮石層，也有地方有密度較大的流紋巖分布。上地殼由L2和L3地層組成，下地殼由L4和L5地層組成。把歐拉反褶積反演的斷裂構造信息疊加到改善后的模型中，得到如圖7的效果。從疊加的圖上(圖7)看，幾個地方和我們改善后的模型比較吻合，如BK1和BK2的邊界，BK3和BK4的邊界，L3和L4層的分界面。天池下方的一系列的不連續(xù)界面(即圖4中的F4)應該就是塌陷了的火山頸位置所在。其它地方的不連續(xù)界面，可能是斷裂構造。圖5 初始模型建立


本文編號：3126472