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长白山天池火山地震活动特征

时间:2017-10-10 10:26来源:未知 作者:360论文网 点击:

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  长白山天池火山地震活动特征

  谭雨文 刘轶男 马铭志 李雪梅 张昕

  (吉林省地震局丰满地震台 吉林省吉林市 1 321 08)

  摘要:长白山天池火山自1985年起每年6~9月开展季节性地震观测。1985年至1994年平均每年记录到的火山地震在40次以内。从2002年"I份开始,长白山天池火山地震数量明显增加,2003年发生1293次地震,2004年虽然地震数量略有下降,但是能量释放持续增强。近年来,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.O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,并遣成轻微震害。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

  1火山地震监测台网概况

  长白山火山监测站测震台网自1999年7月份开始运行。最初的台网采取一个中心台长年观测和5个测震子台季节性观测的方式,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月份观测,采取硬盘存储数据,定期由工作人员现场取数。

  为了加强对火山区微震的监控,“十五”期间对台网进行了改造和扩充。在二道白河新建了台网中心,增建了5个测震子台,中心台、山门台、双目峰台为井下短周期地震计,其他子台使用宽频带地震计,所胡子台均建设了摆房。

  目前长白山站台采用CTS - 1E型甚宽频带地震计;山门台、中心台、双目峰台采用FSS - 3DBH型短周期地震计;东大坡台、西大坡台、维东台采用CMG- 3ESP型宽频带地震计;横山台、气象站台、长白台、漫江台均采用BBVS - 60型宽频带地震计。长白山站台采用EDAS24 - L6型数据采集器,其它台站均使用EDAS - 24IP型数据采集器。

  建台的原则是根据长白山特殊的地理条件尽可能合理布局,为了保证火山喷发或其他火山灾害来临时观测台网中心的安全运行,新的长白山火山中心台设在火山口北40多公里外的二道白河镇的一个相对高地上,历史上未曾遭受过火山碎屑流或火山泥石流灾害。

  5个子台分布在距火山口lkm~15km范围内:长白山台(CBS)、维东台(WDT)、气象站台coxz)、东大坡台(DDP)、西大坡台(XDP)。

  2个子台布设在距火山口15km~25km范围内:山门台(SMT)、双目峰台(SMF)。

  4个子台分而在距火山口25km~50km范围内:横山台(HST)、中心台(二道白河火山观测中心,ZXT)、漫江台(MJT)、长白台(CBT),图1是火山测震台网的布局简图。各台站建设成无人值守数字台站,通过监测获得连续的天池火山地震波形资料,分别采取有线传输,无线传输和硬盘存储的方式将观测数据汇集到长白山火山站测震台网中心,实现快速地震定位并进行资料分析研究。有线传输目前已经实现的是山门台(SM T)、长白山站台(CBS)、中心台 年为728次,2005年为567次,2006年为118长白山站地震观测台(CBS)距天池火山(CBS)、长白台(CBT)、漫江台(MJT),其它台站目前仍为本地存储型台站。

  图1 长白山火山监测站测震台网布局图

长白山天池火山地震活动特征

  建成后的火山台网中心将可以检测到MLO.1级火山地震并能对MLl.0级以上火山地震进行快速定位,从而实现对火山口周围50km范围之内火山地震进行有效监控。

  2长白山火山地震的时间分布特征

  自1999年火山地震台网建立以来,到2002年年中,年均频次几十次,从2002年6月开始,火山地震频次急剧上升,2002年火山地震总次数为470次,2003年达1293次,2004次,2007年为101次,2008年共记录到80次,2009年共记录到87次,2010年到6月末共记录到52次。从2001年至2010年,最大火山地震的震级分别为ML2.2,3.0,3.7,4.4,4.0,2.8,1.8,1.6,1.5,1.1级(其中ML4.4级和ML4.0级地震为火山区内发生的构造地震)。图2为火山地震月频次曲线图,从图中不难看出长白山天池火山地震活动自2002年7月份起逐渐增高,地震频次每月由几十次增至上百次,至2003年达到顶峰,为1293次。之后开始缓慢衰减,到2005年底,基本恢复到1999~2001年间的活动水平。

  图2 1 999年至201 1年1月火山地震月频次图

长白山天池火山地震活动特征

  图3天池火山区地震及震源深度分布图(据吴健平等,200 5)

长白山天池火山地震活动特征

  口较近(1.5公里),观测资料连续,目前讨论的地震频度和震级均以该台资料为准。在2002年共监测到1级以上火山震83次,2级以上火山震17次,3级以上火山震1次。2003年全年共发生震群活动15次。2004年9月8日在天池火山发生了自有测震记录以来最大的一次火山地震震群活动。震群活动持续了近4小时,共发生地震51次,其中1级以上地震12次,2级以上地震3次,最大震级为ML3.7级。3个2级以上地震均听到了明显的地声,ML3.7级地震发生时地声非常大。地震当时在长白山北坡、西坡的人均有明显的震感,北坡长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台的地震记录分析表明,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山区发生了多次有感地震,这些地震震级大多是ML2~3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

  图4 1993年以来长白山火山地震震中分布图

长白山天池火山地震活动特征

  图4是1993年以来长白山可定位火山地震的震中分布图(据吉林省地震局分析室),从该图可以看出长白山火山地震空间分布相对集中,主要分布在天池西侧和西南侧,其中两次ML4.O级以上火山地震均位于长白朝鲜族自治县境内(图4)。

  (2)火山地震经常以小震群的形式出现。

  自2002年以来的小震群活动也在持续增强,目前已经记录震群活动38次,震群地震的次数也有逐年增多的趋势。2002年最大震群地震次数68次,2003年最大震群地震次数172次,2004年最大震群地震次数158次,2005年最大震群地震次数221次,2006未发生震群活动。

  (3)震源深度比较浅。

  长白山火山地震具有典型的浅源构造地震特征,其震源深度一般均在3~5公里之间(吴建平等,2005)。因为震源深度非常浅,发生在天池周边的ML2.0级以上小火山地震当地一般均有感,有的可以听到地声。

  (4)火山区地震活动性有周期性。

  从1999年到2006年火山地震的Mt图和频度图可以看出,近年火山地震的活动性经历了一个完整的周期,从1999年的地震平静期,到2003年地震活动性达到最高峰,然后又在逐年下降。那么下一个高峰期什么时候会到来?因为连续地震记录资料时间尚短,还得结合其它前兆手段进一步研究。

  5结语

  自1999年长白山天池火山站地震开始观测以来,地震活动的时间分布大致可分为三个时间段:即1999年夏至2002年6月、2002年7月至2005年7月.2005年8月至现在。在第一个时间段,地震活动较弱,月频次为十几次到几十次,最大地震为1.5级。第二时间段自2002年7月起,地震活动频次明j增多,并发生一系列火山震群事件,日频曩可达上百次。在此期间,发生的最大震级是2004年9月8日的天池火山Ml 3.7级地震。2004年末天池火山西南侧火山外围区望天鹅火山的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年7月份之前地震频次持平,即天池火山地震频次又恢复到了背景水平(刘国明等,2006)。

  除了火山地震监测资料外,火山区形变监测资料、火山区流体地球化学监测资料均表明2002年至2005年长白山天池火山区存在明显的异常情况,洪汗净根据这些异常现象把长白山火山当前的活动阶段定义为“初始扰动”阶段(洪汗净等,2007)。

  参考文献

  【1]刘国明,张恒荣,孔庆军.长白山天池火山区的地震活动特征分析[J].北京:地震地质,2006,28(3):503~508.

  [2]吴健平,明跃红,张恒荣.等.2002年夏季长白山天池火山区的地震活动研究【J】,北京:地球物理学报,2005,48(3):621~628.

  [3]鲞汉净,吴建平,王庆良.J]中国火山叁险性等级与活动性分类‘11.北京:地震地质,2007,29(3):447~458.

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