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第一章 长白山火山区天池火山的构成1

第一节 天池火山三姐妹——天池、望天鹅与胞胎山火山1

一、天池火山1

二、望天鹅火山5

三、胞胎山火山8

四、其他新生代火山9

第二节 天池火山造盾喷发物10

一、泉阳期玄武岩与头道期玄武岩10

二、白山期玄武岩16

三、老房子小山期玄武岩17

第三节 天池火山复合锥18

一、造锥喷发四阶段与前造锥阶段18

二、造锥喷发期间泥石流、滑坡体、伊格尼姆岩与岩浆混合作用22

第四节 天池火山伊格尼姆岩岩席26

一、千年大喷发空降堆积与伊格尼姆岩26

二、天池火山近20年碳化木测试资料的统计分析30

三、1024年天池火山千年大喷发定时讨论32

第五节 天池火山地层学与岩浆演化33

一、火山地层及岩石33

二、天池火山历史记录喷发物与喷发间隙地表堆积物堆积序列38

三、长白山天池火山岩浆演化旋回与火山地层对应关系42

第六节 造盾、造锥喷发物K-Ar定年研究45

一、造盾玄武岩类K-Ar定年45

二、造锥粗面岩类K-Ar定年52

三、锥体不同部位造锥喷发时间的差异55

四、天池火山造盾、造锥喷发K-Ar测年结果小结56

第二章 天池火山构造与地质构造背景59

第一节 太平洋深俯冲带长白山火山岩浆柱与盖马玄武岩火山地层59

一、太平洋深俯冲带长白山火山岩浆柱的基本特征59

二、盖马高原与盖马高原玄武岩61

三、中国境内造高原喷发期间玄武质火山地层及岩性65

第二节 北西向火山带69

一、珲春、日本海深震带与北西向火山带69

二、郁陵、隐岐火山灰78

三、朝鲜境内北西向火山带81

四、盖马高原地理名称的演化85

五、北西向火山带的喷发与第四纪抬升86

第三节 天池破火山口堆积层序89

一、南侧内壁层序90

二、北侧内壁层序93

三、东侧内壁层序96

四、西侧内壁层序98

五、破火山口内壁层序小结99

第四节 天池火山潜火山系统103

一、天池火山环状、放射状岩墙系统103

二、大地电磁探测天池火山区地下电性结构的启示109

三、天池火山熔岩隧道110

第五节 天池火山岩相118

一、空降堆积相特征118

二、伊格尼姆岩堆积相特征132

三、溢流相：玄武质、粗面质、碱流质熔岩流相特征137

第三章 天池火山化学岩石学145

第一节 天池火山化学岩石学研究的基础——玄武质熔岩盾与粗面质复合锥145

一、天池火山造盾喷发物145

二、天池火山溢流相造盾玄武岩流动速度的估算148

三、天池火山造盾熔岩流流动时间的恢复与溢流性火山灾害讨论154

四、粗面质复合锥156

第二节 岩石化学158

一、代表性样品采集点地质特征与岩石镜下特征观察162

二、全岩主元素测试结果和岩石分类165

三、主元素含量特征171

四、主元素氧化物含量变异特征178

五、熔岩化学变化的成因183

第三节 地球化学186

一、微量元素、REE浓度变化186

二、不相容元素、相容元素、过渡族元素与元素比值197

三、Sr、Nd和Pb 同位素组成202

第四节 造盾喷发物矿物成分特征206

一、造盾玄武岩中的长石矿物化学特征214

二、造盾玄武岩中橄榄石的矿物化学特征218

三、造盾玄武岩辉石的矿物化学221

四、单斜辉石一熔体平衡温度计计算的造盾喷发岩浆温度221

第五节 成因讨论223

一、岩浆部分熔融与结晶分异作用223

二、岩浆混合作用239

三、深部岩浆作用过程讨论248

四、岩浆柱与天池火山252

第四章 天池火山爆破性火山喷发与喷发物理过程254

第一节 千年大喷发碎屑物成因类型、喷发规模与过程254

一、爆破性火山作用不同成因类型的动力学机制简介254

二、天池火山不同成因类型喷发物形成动力学过程256

第二节 岩浆房、岩墙侵位与火山通道有关动力学参数264

一、天池火山岩浆房与火山通道岩浆流动动力学参数264

二、岩浆房顶部岩浆上升的岩墙侵位力学机制272

三、岩浆房中岩浆混合作用动力学机制278

第三节 岩浆混合作用的实验模拟282

一、天池火山千年大喷发岩浆混合喷发过程与粗面质岩浆房内岩浆混合证据282

二、天池火山岩浆房内岩浆混合动力学过程的实验模拟287

第五章 天池火山岩浆房与地热系统298

第一节 岩浆房几何形状与参数的限定298

一、岩浆补给与岩浆房加压模型299

二、非球形岩浆房的几何效应对天池火山岩浆房形状的限定300

第二节 岩浆热系统的地震学证据301

一、天池火山地壳上地幔速度结构302

二、天池火山地壳深部构造与岩浆柱热异常低速体304

第三节 火山温泉气体与水化学305

一、岩浆来源气体的年度动态变化307

二、气体源区温度研究309

三、橄榄石矿物与地热区流体He和CO2同位素的精确测定311

第六章 天池火山地表地质作用过程317

第一节 喷发间歇期火山表面作用317

一、火山喷发间歇期地表的剥蚀、搬运与堆积过程317

二、火山锥体结构参数与剥蚀年龄的回归方程319

三、天池火山破火山口内壁和外壁最为发育的表生作用堆积物320

第二节 山脊剥蚀与冲沟侵蚀322

一、扩散作用对山坡坡度的限定322

二、滑坡作用对山坡坡度的限定323

三、天池火山表面作用过程与有关参数324

第三节 火山泥石流与二次堆积物330

一、天池火山泥石流331

二、不同期次泥石流的划分335

三、天池火山次生堆积物337

四、破火山口内岩壁垮塌物与泥石流碎屑粒度测量339

第四节 天池火山大规模滑坡体滑坡堆积物与湖震344

一、天池火山大型滑坡体马蹄形洼地344

二、天池火山滑坡堆积物345

三、三种不同结构的锥体滑坡堆积物347

四、天池火口湖与湖震——滑坡体触发天池水体波浪与洪水泛滥349

第五节 粗面岩碎屑粒度变化与沿二道白河的搬运过程350

一、沿二道白河不同粒度粗面岩碎屑下沉速度、流动速度和剪切速度351

二、粗面岩颗粒运动起始状态的量纲分析354

三、作用于粗面岩颗粒之上的拖曳力与大砾石的湍流悬浮式搬运机制355

第七章 天池火山灾害过程与现今状态357

第一节 天池火山与“火”有关的灾害357

一、极端猛烈的大喷发灾害——千年大喷发的重复性喷发灾害358

二、中、小规模喷发——可能性更大的喷发灾害360

第二节 与水有关的灾害362

一、天池本身的灾害362

二、火山喷发触发的洪水泛滥363

三、滑坡体触发湖震，天池水体波浪泛滥灾害参数的计算364

四、二道白河流域洪水灾害概述368

第三节 TVO火山监测389

一、火山地震监测390

二、形变监测399

三、温泉水化学监测405

第四节 天池火山现今活动状态评估408

一、风险最高的3个城镇与最危险地带408

二、近期天池火山活动性409

三、岩浆补给速率与喷发周期对火山活动状态的判断420

第五节 结语——我们与天池火山共处423

一、火山减灾是一项重要的公益事业423

二、国际火山学与地球内部化学学会前主席R.S.J.Sparks教授的建议424

三、2002年夏开始的火山活动性425

四、长白山区古人类演化426

五、长白山区古人崇拜文化428

六、人类、火山、资源与共存431

参考文献434