长白山天池火山泥石流展布特征及其灾害研究

郭 锋

吉林省长白山天池火山监测站 吉林 延边州 133613

一 引言

长白山天池位于我国吉林省东部长白山地区,长白山天池火山坐落于我国吉林省东南部与朝鲜两江道接壤处,广布玄武质熔岩,长白山的主峰主要是由碱性岩组成的火山锥体。地质构造位置属于亚洲大陆东部边缘的构造火山岩带,该地区拥有丰富的生态环境资源、林特产资源、矿产资源等。因此被联合国教科文组织列入联合国“人与生物圈自然保护区网”,是吉林市生态旅游业发展的重点项目,对吉林市整体经济发展的提升具有重要意义[1]。

但是,特殊的地理位置造就了长白山天池特殊的地质构造,长白山天池火山是一座巨型的复合式火山,地质活动频繁,被认为是世界上最危险的活动火山之一。火山泥石流是火山喷发产生的物质与水体混合而形成的巨大混合物流体,是最为重要的火山灾害之一。火山泥石流的爆发,可以造成严重的地质灾害,严重破坏生态环境、影响附近居民的生命及财产安全[2]。近年来,国家对长白山地区火山泥石流展布特征及灾害预防进行了深入的研究并取得了一定进展,这对加强长白山地区火山泥石流灾害的预测,减轻灾害发生所造成的损害具有非常积极的指导意义。

二、长白山天池火山泥石流的展布特征及堆积方式

(一)长白山天池火山泥石流的展布特征。对长白山天池火山泥石流的研究可以追溯到上个世纪,众多地质工作者在经历了漫长的研究后,留下了大量有效数据,为长白山地区火山泥石流的检测及灾害预防提供了大量数据支撑。

经过实地考察探测,长白山天池地区自二道白河源头,流经三河水电站、二道镇、水田村和维东林场、高丽城子,以上区域均有火山泥石流展布,而周边的白山、红石、丰满电站、及沿松花江两岸一代都陆续有火山泥石流分布。经研究,长白山天池地区火山泥石流的堆积物主要集中在松花江中上游,火山泥石流一旦爆发,将对整个流域带来严重灾难[3]。

火山泥石流的典型剖面见表1：

(二)长白山天池火山泥石流堆积物的特征及堆积方式。研究发现,长 白上天池火山泥石流中可见碳化木碎屑,根据堆积物的形态、结构及碳化过程可见,火山泥石流定位时的温度较高,大约在300摄氏度以上。

火山泥石流的堆积,大致保持火山泥石流平流时的停止状态,横断面中央部位呈现凸起或圆形；层状内部结构多为块状；砾石分布于火山泥石流前侧和周缘部；火山泥石流堆积的前半部分周边的堆积物布局为长轴方向上游侧倾斜,长轴方向与泥石流流向呈现平行状态。

三、长白山天池火山泥石流灾害分析及预测

(一)长白山天池火山泥石流灾害规模。火山泥石流灾害是最为严重的火山灾害之一,山体喷发带来的巨大动力,会形成大量崩塌物和破碎山体,这些物质与水质混合,就会形成杀伤力巨大的混合物流体。火山泥石流的成分复杂、流速快、流量大、破坏力极强,可以瞬间淹没周边的道路、村庄、植被、农作物等,同时还会给人民的生命安全带来威胁。

经过实地研究勘测,如果长白山火山再次爆发,火山泥石流仍会是最严重的灾害,火山泥石流主要集中在松花江、鸭绿江和图们江流域,这些流域的电站、基建设施将会遭受巨大破坏。同时,沿江两岸的村庄、房屋、农田、道路、桥梁等都会遭受严重破坏。另外,火山泥石流灾害还会冲断通信设备,给人民生命安全和财产安全带来极大损失。

(二)长白山天池火山泥石流灾害预测。长白山天池火山曾在1000年前喷发,这次喷发是世界上有史以来最严重的火山喷发之一,火山岩屑流的流经区域以火山口为中心,大约可以向外扩散40km,形成的火山堆积物厚度最高可达100m。通过此数据可以预测,一旦长白山天池火山喷发,造成的火山泥石流波及的区域范围大约会影响周边40km 的半径范围。

我们把1000年前长白山天池火山喷发的波及范围作为未来火山泥石流影响的高危区域,以距离火山喷发口10km 半径的区域作为火山锥体的主要部分,长白山火山锥体区域的地质陡峭,在此区域内一旦爆发火山泥石流,经计算泥石流的最高流速可达160m/s,温度最高可达300摄氏度左右,且火山泥石流可能翻越很高的山体障碍。因此,在火山泥石流波及的高危区域,一旦爆发火山泥石流,流动的火山堆积物会造成冲撞、淹没、高温灼烧等严重破坏力,会波及范围内的一切物体造成巨大破坏。

结论

长白山地区是我国著名的自然保护区和风景旅游胜地,也是联合国国际生物圈保护区,火山泥石流的威胁给当地的生态环境及经济发展带来了极大影响。因此,必须提高对长白山天池地区火山活动的监测,在火山泥石流的高危区域,采取适当工程防护,对长白山天池火山泥石流的研究勘测,还需要不断深入细致的进行,以大量科学数据作为支撑,提供更多灾害预测和防治建议,以做好长白山天池地区的火山泥石流防灾、减灾工作,保障周边人民群众的生命和财产安全。