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长白山天池火山地震活动类型及其机理分析

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长白山天池火山地震活动类型及其机理分析长白山天池火山地震活动类型及其机理分析 来,长白山周边地区地震活动也明显增强,2004年12月和2005年4月在距离长白山天池30多公里的抚松县发生了4.4级和4.0级构造地震。 长白山附近发生了多次地震和火山震,天池口附近有强烈震感,可听到地声,并造成轻微震害。2005年8月份以后火山地震渐趋平静,逐渐 恢复到2002年以前的地震活动水平。本文对长白山火山地震监测的现状和监测能力进行了讨论,并从基本的观测事实出发分析研究了长 白山天池火山近年来的活动水平,对长白山天池火山目前的活动现状态进行了初步分析。 关键词: 长白山 ...
长白山天池火山地震活动类型及其机理分析
长白山天池火山地震活动类型及其机理分析 来,长白山周边地区地震活动也明显增强,2004年12月和2005年4月在距离长白山天池30多公里的抚松县发生了4.4级和4.0级构造地震。 长白山附近发生了多次地震和火山震,天池口附近有强烈震感,可听到地声,并造成轻微震害。2005年8月份以后火山地震渐趋平静,逐渐 恢复到2002年以前的地震活动水平。本文对长白山火山地震监测的现状和监测能力进行了讨论,并从基本的观测事实出发分析研究了长 白山天池火山近年来的活动水平,对长白山天池火山目前的活动现状态进行了初步分析。 关键词: 长白山 火山 定位 监测台网 文章编号 : 1 6 7 2 - 3 7 9 1 ( 2 0 1 1 ) 0 2 ( b ) - 0 2 1 3 - 0 3 中图分类号 : P3 1 5 文献标识码 : A 1 火山地震监测台网概况 频带地震计 ; 山门台 、中心台 、双目峰台采 范围内:长白山台( CBS) 、维东台( WDT) 、气 象站台 ( QX Z ) 、东大坡台 ( DD P ) 、西大坡台 长白山火山监测站测震台网自1999年用FSS,3DBH型短周期地震计;东大坡台、 7月份开始运行。最初的台网采取一个中心 西大坡台、维东台采用CMG,3E SP 型宽频 ( X DP ) 。2个子台布设在距火山口15km,25km 带地震计; 横山台、气象站台、长白台、漫江 台长年观测和5 个测震子台季节性观测的 范围内: 山门台( S MT ) 、双目峰台( S MF ) 。台均采用BBVS,60型宽频带地震计。长白 方式 , 测震子台包括气象站台 、双目峰台、 维东台 、东大坡台 、西大坡台等 , 每年 7 ,9 4个子台分而在距火山口25km,50km 山站台采用E DAS 24,L6型数据采集器,其 范围内: 横山台( HST ) 、中心台( 二道白河火 月份观测, 采取硬盘存储数据, 定期由工作 它台站均使用EDAS ,24I P型数据采集器。 山观测中心 , Z X T ) 、漫江台 ( M J T ) 、长白台 人员现场取数。 建台的原则是根据长白山特殊的地理 ( CBT ) ,图1是火山测震台网的布局简图。 为了加强对火山区微震的监 控“, 十 条件尽可能合理布局 , 为了保证火山喷发 各台站建设成无人值守数字台站 , 通 过五”期间对台网进行了改造和扩充。在二道 或其他火山灾害来临时观测台网中心的安 监测获得连续的天池火山地震波形资 料, 白河新建了台网中心 , 增建了 5 个测震子 全运行 , 新的长白山火山中心台设在火山 分别采取有线传输 , 无线传输和硬盘存 储台, 中心台 、山门台 、双目峰台为井下短周 的方式将观测数据汇集到长白山火山站 口北40多公里外的二道白河镇的一个相对 测震台网中心 , 实现快速地震定位并进行 期地震计, 其他子台使用宽频带地震计 , 所 高地上 , 历史上未曾遭受过火山碎屑流或 资料分析研究 。有线传输目前已经实现的 胡子台均建设了摆房。 火山泥石流灾害。 目前长白山站台采用CTS ,1E 型甚宽 5 个子台分布在距火山口 1 km , 1 5k m 是山门台(SMT)、长白山站台(CBS)、中心台 年为 7 2 8 次 , 2 0 0 5 年为 5 6 7 次 , 2 0 0 6 年为 1 1 8 长白山站地震观测台(CBS)距天池火山 次 , 2 00 7 年为 1 0 1 次 , 2 00 8 年共到 80 次 ,(CBS)、长白台(CBT)、漫江台(MJT) ,其它台 口较近 (1.5公里 ),观测资料连续 ,目前讨论 站目前仍为本地存储型台站。 的地震频度和震级均以该台资料为准 。在 2009年共记录到87次,2010年到6 月末共记 建成后的火山台网中心将可以检测到录到52次。从2001年至2010年,最大火山地 2002年共监测到1级以上火山震83次,2级以 ML0.1级火山地震并能对ML1.0级以上火山 震的震级分别为 M L 2 . 2 , 3 . 0 , 3 . 7 , 4 . 4 , 4 . 0 ,上火山震17次,3级以上火山震1次。2003年全 地震进行快速定位,从而实现对火山口周围 年共发生震群活动15次。2004年9月8日在天 2 . 8 , 1 . 8 , 1 . 6 , 1 . 5 , 1 . 1 级 ( 其中 M L 4 . 4 级和 50km范围之内火山地震进行有效监控。M L 4 . 0 级地震为火山区内发生的构造地 池火山发生了自有测震记录以来最大的一 震) 。图2 为火山地震月频次曲线图, 从图中 次火山地震震群活动。震群活动持续了近4 2 长白山火山地震的时间分布特征 不难看出长白山天池火山地震活动自2002 小时,共发生地震51次,其中1级以上地震12 自 1 9 9 9 年火山地震台网建立以来 , 到年7 月份起逐渐增高, 地震频次每月由几十次,2级以上地震3次,最大震级为ML3.7级。3次增至上百次,至200 3年达到顶峰,为12 93 个2级以上地震均听到了明显的地声,ML3.7 2002年年中,年均频次几十次,从2002年6月 次 。之后开始缓慢衰减 , 到 2 0 0 5 年底 , 基本 级地震发生时地声非常大。地震当时在长白 开始, 火山地震频次急剧上升,2002年火山 恢复到1999,2001年间的活动水平。 山北坡、西坡的人均有明显的震感,北坡长 地震总次数为470次,2003年达1293次,2004 白山大峡谷内个别房屋还产生了轻微裂纹。 对于天池火山2004年9月8日发生的ML3.7级 地震,CBS台获取了理想的波形资料。 与世界上其他火山区地震活动相类 似 , 天池火山地震活动也常以震群形式出 现。如在2002,2003年间,天池火山多次出 现震群活动 , 有时在一天内可以记录到上 百次地震活动。 3 长白山天池火山地震的空间分布特征 2001年前,因长白山火山区地震活动性较 低,加之季节性监测台网相对薄弱,未能对周 边发生的地震进行精确定位。但CBS台的地震 记录分析明,其S波与P波到时差多为0.8秒 左右,说明震中基本位于距台站5公里的天池 火山口附近。自2002年中国地震局地球物理所 在天池口附近布设流动地震台网后,由于台 网密度的增加而使定位能力得到了改善。图3 给出了2002年长白山天池火山区地震震中分 布及震源深度分布(吴健平等,2005)。 地震定位结果表明 , 地震主要集中分 布在天池破火口之内及附近 , 地震与天池 边缘的距离一般小于3 公里, 震源深度大多 小于5公里。2002年夏季以来长白山天池火 图 2 1 9 9 9 年至 2 0 1 1 年 1 月火山地震月频次图 山区发生了多次有感地震 , 这些地震震级 大多是ML 2,3的地震,产生明显的有感地 震与这些地震的震源深度较浅有关。由图3 可见 , 天池水面西部存在一条沿北西方向 和一条沿北北西方向展布的地震震中带。 4 长白山火山区地震活动特点 ( 1 ) 空间分布集中。 ( 下转 2 1 6 页) 图 4 1 9 9 3 年以来长白山火山地震震中分 图 3 天池火山区地震及震源深度分布图( 据吴健平等, 2 0 0 5 ) 布图 间租售也能达到自由分隔 。商业建筑防火 或防烟楼梯。 行进一步的研究探讨。分区划分的复杂性 , 还体现在房地产商的 商业建筑封闭楼梯间和防烟楼梯间的 销售要求 , 虽然在开发建设时都经过前期 门的宽度应与楼梯段的宽度一致 , 楼梯间 参考文献的规划和商业的策划 , 但在进行楼宇的售 或前室的门的宽度要大于等于楼梯段的宽 [1] 刘春玲 , 张哲 , 张振英 . 高层建筑火灾特 卖时根据买方的要求还会有局部的调整。 度。疏散门是人员通过疏散走道进行疏散 点及防火要求 [ J] . 科技资讯 ,2 00 4, 所以工程人员在进行设计时都应把这些因 生险情 。这实际是实际疏散能力不能满足 ( 1 2 ) . 素加以考虑 , 合理的划分防火分区。 实际需要宽度的要求 , 是不符合规范的设 交通部分 ; 走道是由走道隔墙与其它部位 [2] 肖敏. 对某高层公共建筑消防设计的概 2 . 3 安全出口的设置 疏散走道及楼梯的完全分隔的独立的交通部的最终出口 , 如 述 [ J ] . 科技创新导报 , 20 0 8 ( 8 ) . 设置 : 疏散楼梯是 果疏散门宽小于楼梯段宽 , 疏散时就会产 [3] 汤广耀 , 赵阳 . 浅析高层建筑外部空间 发生火灾时用于人员疏散的唯一通道 , 它 生拥堵。 尺度的设计原理 [ J ] . 科技资讯 , 2 0 0 7 必须是安全可靠的 。它和平时使功能楼通 疏散走道是建筑中的人员平时和火灾 ( 1 1 ) . 过 。特别是在有电梯 、自动扶梯以 后“, 功 时通过的路线 。人们通过疏散走道到达疏 [4] 李鼎宇 , 唐铮铮 . 高层建筑底部空间的 散楼梯间或安全出口 。而在商业建筑的营 能”楼梯在垂直交通方面己退居次要位置。 业厅中, 人员是通过通道进行疏散的。这里 城市化设计倾向探析 [ J ] . 科技创新导 疏散楼梯是火灾情况下 , 人们逃生的主要 的通道和走道的概念是不一样的 , 通道指 报 , 2 0 0 6 ( 5 ) . 途径全出口的设置用的楼梯不同 。这个区 营业厅内部由货架布置分隔出的行走道。 [5] 蒋正华 , 应之丁 , 傅立新 , 等 . 雪峰山隧 别就是 : 第一 , 梯平时使用 , 人流自由的 , 其 在疏散过程中通道不同于公共走道 , 它缺 道横洞专用防火门研究[J].中南公路工 数量要根据建筑物实际需要的疏散宽度来少防烟 、防火的保护 , 加之货架 、柜台之间 设置 , 其宽度要根据建筑物的使用用途来 程 , 2 0 0 6 ( 1 ) .的火灾蔓延、烟气扩散等不利因素, 这就可 确定, 其间距要根据疏散距离来设计 , 甚至 [6] 刘凤学. 论钢质防火门结构及耐火性能能大大减少了允许疏散时间 。商业营业厅 还有特殊要求 , 如设置排烟要求等 。第二 , 中的通道宽度在《商店设计规范》有着具体 [ J ] . 中国高新技术企业 , 20 07 ( 4) .功能楼梯根据建筑性质 , 一般布置在建筑 的规定。 物的主要入口处, 便于管理, 且对于来此的 但在笔者所调查的建筑中 , 商家为了 人员起到一个引导性的作用 。特殊情况下 加大营业面积 , 一些通道的尺寸采用了走 则可以布置在距主要入口有一定距离的位 置 , 疏散楼梯则应该布置在靠近外墙的位 道的宽度值 , 远小 于《商店设计规范 》的规 置 , 使其能有直接的通风和采光 。第三 , 功 定值 。人员的安全疏散需要通过增加通道 能楼梯只需要满足最基本的交通要求即 疏散宽度, 提高人流通过的股数 , 缩短疏散 可 , 疏散楼梯则还需要根据防火规范的规 时间等指标, 以求实现安全疏散。 定设置防烟、排烟设施, 开窗面积也必须满 ( 上接 2 1 4 页) 频度图可以看出 , 近年火山地震的活动性 变监测资料 、火山区流体地球化学监测资 料均表明2002年至2005年长白山天池火山 图 4 是 1 9 9 3 年以来长白山可定位火山 经历了一个完整的周期,从1999年的地震平 区存在明显的异常情况 , 洪汗净根据这些 地震的震中分布图 ( 据吉林省地震局分析 静期 ,到 2003年地震活动性达到最高峰 ,然 异常现象把长白山火山当前的活动阶段定 室) , 从该图可以看出长白山火山地震空间 后又在逐年下降 。那么下一个高峰期什么 义为“初始扰动”阶段( 洪汗净等,2007) 。 分布相对集中 , 主要分布在天池西侧和西 时候会到来 ,因为连续地震记录资料时间 南侧 , 其中两次 M L 4 . 0 级以上火山地震均 尚短, 还得结合其它前兆手段进一步研究。 位于长白朝鲜族自治县境内( 图4) 。 参考文献 5 结语 ( 2 ) 火山地震经常以小震群的形式出 [1] 刘国明 , 张恒荣 , 孔庆军 . 长白山天池火 现。 自2002年以来的小震群活动也在持续 自1999年长白山天池火山站地震开始 山区的地震活动特征分析 [ J] . 北京 : 地 增强, 目前已经记录震群活动 38次, 震群地 观测以来 , 地震活动的时间分布大致可分 震地质 , 2 0 0 6 , 2 8 ( 3 ) : 5 0 3 , 5 0 8 .震的次数也有逐年增多的趋势 。2002年最 为三个时间段 : 即 1 9 9 9 年夏至 2 0 0 2 年 6 月、 [2] 吴健平 , 明跃红 , 张恒荣 . 等 . 2 0 0 2 年夏 大震群地震次数 6 8 次 , 2 00 3 年最大震群地 2002年7月至2005年7月、2005年8月至现在。 季长白山天池火山区的地震活动研究 震次数172次,2004年最大震群地震次数158在第一个时间段, 地震活动较弱, 月频次为 [ J ] , 北京 : 地球物理学报 , 2 0 0 5 , 4 8 ( 3 ) : 次,2005年最大震群地震次数221次,2006未 十几次到几十次 , 最大地震为 1 .5 级 。第二 6 2 1 , 6 2 8 .发生震群活动。 时间段自2002年7月起,地震活动频次明显 [3] 洪汉净 , 吴建平 , 王庆良 . 等 . 中国火山 ( 3) 震源深度比较浅。 长白山火山地增多, 并发生一系列火山震群事件 , 日频次 危险性等级与活动性分类 [ J] . 北京 : 地 震具有典型的浅源构造 可达上百次。在此期间, 发生的最大震级是 震地质 , 2 0 0 7 , 2 9 ( 3 ) : 4 4 7 , 4 5 8 .地震特征 , 其震源深度一般均在 3 , 5 公里 20 04 年9 月8 日的天池火山M l 3 .7 级地震。之间 ( 吴建平等 ,2005) 。因为震源深度非常 2004年末天池火山西南侧火山外围区望天 浅,发生在天池周边的ML2.0级以上小火山 鹅火山的 4 .4 、4 .0 级地震之后 , 天池火山地 震频次明显趋减。至2005年底已基本与2002
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