長白山天池火山泥石流展布特征及其災害研究

郭 鋒

吉林省長白山天池火山監(jiān)測站 吉林 延邊州 133613

一 引言

長白山天池位于我國吉林省東部長白山地區(qū),長白山天池火山坐落于我國吉林省東南部與朝鮮兩江道接壤處,廣布玄武質(zhì)熔巖,長白山的主峰主要是由堿性巖組成的火山錐體。地質(zhì)構(gòu)造位置屬于亞洲大陸東部邊緣的構(gòu)造火山巖帶,該地區(qū)擁有豐富的生態(tài)環(huán)境資源、林特產(chǎn)資源、礦產(chǎn)資源等。因此被聯(lián)合國教科文組織列入聯(lián)合國“人與生物圈自然保護區(qū)網(wǎng)”,是吉林市生態(tài)旅游業(yè)發(fā)展的重點項目,對吉林市整體經(jīng)濟發(fā)展的提升具有重要意義[1]。

但是,特殊的地理位置造就了長白山天池特殊的地質(zhì)構(gòu)造,長白山天池火山是一座巨型的復合式火山,地質(zhì)活動頻繁,被認為是世界上最危險的活動火山之一。火山泥石流是火山噴發(fā)產(chǎn)生的物質(zhì)與水體混合而形成的巨大混合物流體,是最為重要的火山災害之一?；鹕侥嗍鞯谋l(fā),可以造成嚴重的地質(zhì)災害,嚴重破壞生態(tài)環(huán)境、影響附近居民的生命及財產(chǎn)安全[2]。近年來,國家對長白山地區(qū)火山泥石流展布特征及災害預防進行了深入的研究并取得了一定進展,這對加強長白山地區(qū)火山泥石流災害的預測,減輕災害發(fā)生所造成的損害具有非常積極的指導意義。

二、長白山天池火山泥石流的展布特征及堆積方式

(一)長白山天池火山泥石流的展布特征。對長白山天池火山泥石流的研究可以追溯到上個世紀,眾多地質(zhì)工作者在經(jīng)歷了漫長的研究后,留下了大量有效數(shù)據(jù),為長白山地區(qū)火山泥石流的檢測及災害預防提供了大量數(shù)據(jù)支撐。

經(jīng)過實地考察探測,長白山天池地區(qū)自二道白河源頭,流經(jīng)三河水電站、二道鎮(zhèn)、水田村和維東林場、高麗城子,以上區(qū)域均有火山泥石流展布,而周邊的白山、紅石、豐滿電站、及沿松花江兩岸一代都陸續(xù)有火山泥石流分布。經(jīng)研究,長白山天池地區(qū)火山泥石流的堆積物主要集中在松花江中上游,火山泥石流一旦爆發(fā),將對整個流域帶來嚴重災難[3]。

火山泥石流的典型剖面見表1：

(二)長白山天池火山泥石流堆積物的特征及堆積方式。研究發(fā)現(xiàn),長 白上天池火山泥石流中可見碳化木碎屑,根據(jù)堆積物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及碳化過程可見,火山泥石流定位時的溫度較高,大約在300攝氏度以上。

火山泥石流的堆積,大致保持火山泥石流平流時的停止狀態(tài),橫斷面中央部位呈現(xiàn)凸起或圓形；層狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為塊狀；礫石分布于火山泥石流前側(cè)和周緣部；火山泥石流堆積的前半部分周邊的堆積物布局為長軸方向上游側(cè)傾斜,長軸方向與泥石流流向呈現(xiàn)平行狀態(tài)。

三、長白山天池火山泥石流災害分析及預測

(一)長白山天池火山泥石流災害規(guī)模?；鹕侥嗍鳛暮κ亲顬閲乐氐幕鹕綖暮χ?山體噴發(fā)帶來的巨大動力,會形成大量崩塌物和破碎山體,這些物質(zhì)與水質(zhì)混合,就會形成殺傷力巨大的混合物流體。火山泥石流的成分復雜、流速快、流量大、破壞力極強,可以瞬間淹沒周邊的道路、村莊、植被、農(nóng)作物等,同時還會給人民的生命安全帶來威脅。

經(jīng)過實地研究勘測,如果長白山火山再次爆發(fā),火山泥石流仍會是最嚴重的災害,火山泥石流主要集中在松花江、鴨綠江和圖們江流域,這些流域的電站、基建設施將會遭受巨大破壞。同時,沿江兩岸的村莊、房屋、農(nóng)田、道路、橋梁等都會遭受嚴重破壞。另外,火山泥石流災害還會沖斷通信設備,給人民生命安全和財產(chǎn)安全帶來極大損失。

(二)長白山天池火山泥石流災害預測。長白山天池火山曾在1000年前噴發(fā),這次噴發(fā)是世界上有史以來最嚴重的火山噴發(fā)之一,火山巖屑流的流經(jīng)區(qū)域以火山口為中心,大約可以向外擴散40km,形成的火山堆積物厚度最高可達100m。通過此數(shù)據(jù)可以預測,一旦長白山天池火山噴發(fā),造成的火山泥石流波及的區(qū)域范圍大約會影響周邊40km 的半徑范圍。

我們把1000年前長白山天池火山噴發(fā)的波及范圍作為未來火山泥石流影響的高危區(qū)域,以距離火山噴發(fā)口10km 半徑的區(qū)域作為火山錐體的主要部分,長白山火山錐體區(qū)域的地質(zhì)陡峭,在此區(qū)域內(nèi)一旦爆發(fā)火山泥石流,經(jīng)計算泥石流的最高流速可達160m/s,溫度最高可達300攝氏度左右,且火山泥石流可能翻越很高的山體障礙。因此,在火山泥石流波及的高危區(qū)域,一旦爆發(fā)火山泥石流,流動的火山堆積物會造成沖撞、淹沒、高溫灼燒等嚴重破壞力,會波及范圍內(nèi)的一切物體造成巨大破壞。

結(jié)論

長白山地區(qū)是我國著名的自然保護區(qū)和風景旅游勝地,也是聯(lián)合國國際生物圈保護區(qū),火山泥石流的威脅給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)展帶來了極大影響。因此,必須提高對長白山天池地區(qū)火山活動的監(jiān)測,在火山泥石流的高危區(qū)域,采取適當工程防護,對長白山天池火山泥石流的研究勘測,還需要不斷深入細致的進行,以大量科學數(shù)據(jù)作為支撐,提供更多災害預測和防治建議,以做好長白山天池地區(qū)的火山泥石流防災、減災工作,保障周邊人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。