長白山天池火山泥石流展布特征及其災(zāi)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(hù)區(qū)網(wǎng)”,是吉林市生態(tài)旅游業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目,對吉林市整體經(jīng)濟(jì)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(fù)合式火山,地質(zhì)活動頻繁,被認(rèn)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(zāi)害之一。火山泥石流的爆發(fā),可以造成嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境、影響附近居民的生命及財(cái)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(zāi)害預(yù)防進(jìn)行了深入的研究并取得了一定進(jìn)展,這對加強(qiáng)長白山地區(qū)火山泥石流災(zāi)害的預(yù)測,減輕災(zāi)害發(fā)生所造成的損害具有非常積極的指導(dǎo)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(jì),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(zāi)害預(yù)防提供了大量數(shù)據(jù)支撐。

經(jīng)過實(shí)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(yán)重災(zāi)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?fàn)顟B(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(zāi)害分析及預(yù)測

(一)長白山天池火山泥石流災(zāi)害規(guī)模。火山泥石流災(zāi)害是最為嚴(yán)重的火山災(zāi)害之一,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(fù)雜、流速快、流量大、破壞力極強(qiáng),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(shí)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(yán)重的災(zāi)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(shè)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(yán)重破壞。另外,火山泥石流災(zāi)害還會沖斷通信設(shè)備,給人民生命安全和財(cái)產(chǎn)安全帶來極大損失。

(二)長白山天池火山泥石流災(zāi)害預(yù)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(yán)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(kuò)散40km,形成的火山堆積物厚度最高可達(dá)100m。通過此數(shù)據(jù)可以預(yù)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(jì)算泥石流的最高流速可達(dá)160m/s,溫度最高可達(dá)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(yán)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(hù)區(qū)和風(fēng)景旅游勝地,也是聯(lián)合國國際生物圈保護(hù)區(qū),火山泥石流的威脅給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)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(dāng)工程防護(hù),對長白山天池火山泥石流的研究勘測,還需要不斷深入細(xì)致的進(jìn)行,以大量科學(xué)數(shù)據(jù)作為支撐,提供更多災(zāi)害預(yù)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(zāi)、減災(zāi)工作,保障周邊人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。