長(zhǎng)白山的火山活動(dòng)與長(zhǎng)白山的形成
我們今天所看到的長(zhǎng)白山屬大型復(fù)式火山?,F(xiàn)今的地理位置處在吉林省東部中朝邊境上。在區(qū)域地質(zhì)背景上,這里是中朝克拉通北緣,歐亞大陸東部華北板塊北東緣與中新生代北東向太平洋火山造山帶交接處。長(zhǎng)白山正是在新生代火山活動(dòng)下拔地而起的。長(zhǎng)白山新生代火山活動(dòng)區(qū)位于松遼盆地與日本海盆地之間的隆起帶上,并且偏向日本海盆地一側(cè)。由于日本島弧海溝向西俯沖的西太平洋俯沖帶的前緣已經(jīng)到達(dá)圖們江—琿春裂谷帶地下約600公里處,長(zhǎng)白山火山的形成及演化發(fā)展是在這種弧海溝向西的深俯沖帶背景引張?bào)w制下發(fā)生的。
在距今大約2000萬(wàn)年的早中新世前后,裂谷盆地開(kāi)始逐漸上升為陸地,從而開(kāi)始了今天我們所看到的長(zhǎng)白山的形成階段。長(zhǎng)白山的形成可以劃分為三個(gè)階段,即早期的造盾階段,中期的造錐階段和晚期的造伊格尼姆巖的階段。各階段的火山活動(dòng)特征具有明顯的差異,而其共性則是沿著早期噴發(fā)主通道相繼發(fā)生多期次大規(guī)模噴發(fā),屬于巖漿補(bǔ)給速率相當(dāng)高的高產(chǎn)火山。
長(zhǎng)白山火山是我國(guó)境內(nèi)保存最為完整的新生代多成因復(fù)式火山。該火山的噴發(fā)活動(dòng)始于第三紀(jì)(嚴(yán)格地說(shuō),是新第三紀(jì)的上新世,即距今1200萬(wàn)年左右),并持續(xù)了整個(gè)第四紀(jì)。
長(zhǎng)白山火山的造盾?chē)姲l(fā)階段發(fā)生于上新世至早更新世(1200萬(wàn)—150萬(wàn)年)之間。進(jìn)入新第三紀(jì)以后,本地區(qū)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)再次活躍起來(lái),斷裂復(fù)活,并出現(xiàn)了強(qiáng)烈的火山活動(dòng)。在造盾活動(dòng)之前的中新世,地球內(nèi)部灼熱而黏稠的玄武巖流就開(kāi)始沿著長(zhǎng)長(zhǎng)的裂隙溢出,形成了廣泛而深厚的“熔巖被”。玄武巖是一種典型的基性噴出巖。它在火山噴發(fā)期間,呈熔融狀態(tài)沿火山口或巨大的裂隙溢出,通常以每秒幾米的速度沿地面流動(dòng)。隨著溫度的下降,黏性逐漸加大,最后冷卻成巖,并且常常含有大量的氣孔。在長(zhǎng)白山地區(qū),熔巖的厚度達(dá)500—600米,覆蓋了除少數(shù)孤立山峰之外的范圍廣大的大片準(zhǔn)平原地面。這是一個(gè)以裂隙式噴發(fā)為主的,規(guī)模較大的火山活動(dòng)。
分布廣闊的熔巖地面,由于后來(lái)的地殼抬升作用而遭到了強(qiáng)烈的剝蝕破壞。目前主要見(jiàn)于南崗山和長(zhǎng)虹嶺一帶的山頂。玄武巖披蓋的山頂,高度一般在1100米以上,頂面平坦,四周陡峻,成為一個(gè)個(gè)孤立的方山。這種方山,遠(yuǎn)看山頂,又像是一張張桌子,故也常稱(chēng)其為桌狀山。位于長(zhǎng)白山東北部的南崗山,海拔高度在1500米左右,其頂面寬達(dá)3—4千米。
此后,長(zhǎng)白山在經(jīng)過(guò)了較長(zhǎng)一段的穩(wěn)定時(shí)期后,從上新世末又開(kāi)始了一次激烈的火山活動(dòng),即所謂造盾?chē)姲l(fā)階段。這次熔巖噴發(fā)主要是通過(guò)地下的一條圓而長(zhǎng)的火山頸噴出來(lái)的,即所謂的中心式噴發(fā)。噴發(fā)的中心大致相當(dāng)于今天長(zhǎng)白山天池的中心,形成了一個(gè)底座很大,而坡度平緩的盾狀熔巖臺(tái)地。它以天池火山為中心向四周緩慢降低,地表坡度一般小于4度,展布面積在中國(guó)境內(nèi)達(dá)7200平方千米。在今朝鮮境內(nèi),與該期玄武巖相當(dāng)?shù)膶游灰灿写竺娣e分布。由于以長(zhǎng)白山火山為主噴發(fā)通道的造盾?chē)姲l(fā)體現(xiàn)了多旋回、多期次的噴發(fā)特點(diǎn),形成廣闊而深厚的熔巖被,構(gòu)成了今日長(zhǎng)白山火山盾狀熔巖臺(tái)地的主體。
造錐階段發(fā)生于早更新世至晚更新世(150萬(wàn)—1萬(wàn)年)之間。在長(zhǎng)白山火山主通道造盾?chē)姲l(fā)的同時(shí),主通道周?chē)恍┘纳鹕娇谝蚕嗬^噴發(fā)。寄生火山口寄生在已形成的火山錐體,將噴發(fā)物覆蓋在火山錐體之上,構(gòu)成錐體的一部分。長(zhǎng)白山的周?chē)?,還有100多座小的火山錐體,其中大部分集中在長(zhǎng)白山火山錐體的西北部。在長(zhǎng)白山火山的東側(cè)還有兩個(gè)比較引人注目的小火山錐——赤峰和雙目峰。
長(zhǎng)白山火山全新世以來(lái)的活動(dòng)被視為長(zhǎng)白山火山形成的第三階段——造伊格尼姆巖噴發(fā)階段,發(fā)生在全新世(1萬(wàn)年前)。這個(gè)階段的火山噴發(fā)以猛烈、高速、大體積連續(xù)噴發(fā)為特征。伊格尼姆巖在地表流動(dòng)時(shí)具有很高的活性和速度,常??梢栽竭^(guò)地表的一些障礙物(如上百米的山丘)而超覆之。在長(zhǎng)白山地區(qū),伊格尼姆巖堆積物多分布在天池火山周?chē)?0千米的范圍內(nèi),最大距離可達(dá)70千米??战蹈r堆積由于受到噴發(fā)時(shí)風(fēng)力的影響,多集中分布于天池火山以東及東南方向。進(jìn)入平流層搬運(yùn)的細(xì)粒火山灰飄至遠(yuǎn)在千里之外的日本青森北部和北海道石符南部小苫目等地。我國(guó)境內(nèi)厚度超過(guò)1米的空降物多分布于距火山口30千米以?xún)?nèi)的范圍,而超過(guò)60千米后,空降物的厚度則明顯降低。
至此,長(zhǎng)白山火山基本上完成了它的造山階段?;仡櫵臍v史,這座幾乎與人類(lèi)的誕生同步的火山還是一座年輕的山、雄偉的山。它在昔日一片平緩的準(zhǔn)平原上平地崛起,至今不過(guò)只有幾百萬(wàn)年的歷史。它以海拔2500米的高度,巍然屹立在亞洲大陸的東方。
從歷史文獻(xiàn)中,人們普遍接受的觀點(diǎn)是,長(zhǎng)白山火山在人類(lèi)歷史上共發(fā)生過(guò)三次噴發(fā),即1597年8月、1668年4月和1702年4月。[2]此外,個(gè)別文獻(xiàn)中還提及1413年、1898年、1900年、1903年也有過(guò)噴發(fā)的記載,有的甚至引述原文為佐證,并指出其出[3]處。但是,由于歷史文獻(xiàn)多文字簡(jiǎn)練,且以描述現(xiàn)象為主,加之當(dāng)時(shí)的科技條件有限,單憑這些文字很難令人信服。目前,科學(xué)家們對(duì)1668年及1702年的歷史記載,作為長(zhǎng)白山火山噴發(fā)的表現(xiàn)是認(rèn)同的。至于一些文獻(xiàn)中提及的其他年代,目前還難以找到經(jīng)得起推敲的原始記載。
這樣,我們根據(jù)目前科學(xué)界的研究成果推斷,長(zhǎng)白山火山自全新世以來(lái)發(fā)生過(guò)多次大規(guī)模的噴發(fā),其中包括距今4105年,即公元前2155年前后的一次大噴發(fā)。最近一次大噴發(fā)的年代為1215年。之后,在1668—1702年曾發(fā)生過(guò)多次中小規(guī)模的噴發(fā)。
地處長(zhǎng)白山脈北部的鏡泊湖北側(cè)的“火山口森林”,也是火山噴發(fā)而形成的,其最后一次火山活動(dòng)可能是在1000—2000年間,并且兩次噴發(fā)相隔1000年左右,是東北境內(nèi)最危險(xiǎn)的火山之一。
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