長白山火山位於吉林省東部的中朝邊境線上，地理坐標為北緯41°20′-42°40′，東經127°00′-129°00′，是我國境內保存最為完整的新生代多成因複合式火山群。其中，天池火山是是長白山山脈的主峰，因其火口內積水形成美麗的火口湖“天池”而得名，最高峰為白頭峰（朝鮮命名為將軍峰），海拔2749.2m。長白山天池火山已成為我國標誌性的旅遊景點，每年夏季吸引數百萬的中外遊客前來參觀休閒，且旅遊業也成為了當地小鎮的支柱產業。
基本介紹
- 中文名：吉林長白山火山區
- 地理位置：127°00′-129°00′
- 主峰：天池火山
- 海拔：2749.2 m
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位置境域
長白山火山群位於歐亞大陸東部的中－朝克拉通的北緣，其演化經歷了漫長的地質時代，主要包括32億年－16.5億年的基底形成階段，10億年－2.3億年的克拉通與蓋層形成階段，和自2.3億年以來的區域斷陷發育與岩漿活動階段（金伯祿等，1994；劉若新等，2000）。現今長白山火山群的大規模噴發活動始於漸新世晚期（～29 Ma），形成廣泛分布的玄武岩台地，即蓋馬高原。大約距今5 Ma開始了大型火山錐體的建造，先後形成了胞胎山火山，望天鵝火山和天池火山三個大型的破火山口（圖2）。現今所稱的長白山火山群主要指5 Ma以來的火山活動建造的一系列火山錐體和熔岩台地（樊祺誠等，2007）。
主要山脈
長白山火山區主要由三座大型的破火山口和一系列小的渣錐組成。以下分別介紹相關發育情況。
胞胎山火山位於朝鮮境內，由南北兩座組成，分別為南胞胎山和北胞台山，最高峰位於南胞胎山，海拔2343 m。破火山口呈不規則的橢圓形，由於其形成時代早，風化剝蝕強烈，致使火山錐體部分已不明顯，但航片上仍可識別出火山錐體的大致輪廓，越近破火山口部分地形越陡，放射狀水系將不十分明顯的錐體深切割成壟狀。噴發岩石為玄武岩－粗面岩－鹼性流紋岩系列，符合長白山火山群的演化序列。由於缺少可靠的測年數據，其具體噴發活動時代不清楚，但普遍認為胞台山火山是三座火山錐體中最老的一座，可能的活動時代為5-2Ma。
望天鵝火山位於天池火山之南30 km，最高峰海拔2051.4 m，望天鵝火山錐體底部外圍是大面積玄武質熔岩，環繞錐體形成盾狀熔岩台地，其熔岩流南抵鴨綠江邊，東越鴨綠江入朝，北側被天池火山噴發物所覆蓋。望天鵝破火口形成後遭受水流的切割作用，部分已不明顯，但整體輪廓清晰呈不規則的橢圓形，長軸呈NNW向，長約20 km左右，短軸長約9 km左右。望天鵝火山與長白山火山群有相似的火山發展階段與岩漿演化過程(鉀質粗面玄武岩－粗安岩－粗面岩－鹼性流紋岩)，火山活動時代介於上新世一早更新世。造盾鉀質粗面玄武岩覆蓋在中生代花崗岩之上，早更新世完成了粗面岩和鹼性流紋岩的造錐，火山活動也隨即結束（樊祺誠等，2007）。
天池火山是三座火山錐體中最年輕的一座火山，其破火山口保存完整且“新鮮”，南北長4.4 km，東西寬3.37 km，周長13.1 km。其錐體形貌保存完整，地貌上造錐的四個階段層次清晰，同時第四紀冰川地貌清晰可辨。
長白山火山群除三座大的複合式火山錐體外，還發育有眾多小的火山錐體，分布於複合式錐體的翼部和平原地區（圖2）。其中部分時代較新的火山錐體保存完整，濺落的火山渣成層性分布，主要由紅色的火山渣，火山彈組成，部分層位含黑色的熔岩條帶，說明了噴發過程由弱爆炸式與溢流式相互交替進行。這些渣錐的成分主要為粗安岩、粗面岩和鹼流岩，詳細的各錐體成分有待進一步研究。
主要山峰
天池火山是我國境內保存最為完整的新生代多成因的複合式火山，錐體的建造是由多次岩漿噴發物疊加而成。其火山作用過程可劃分為早期造盾階段、中期造錐階段和晚期爆炸式噴發階段（伊格尼姆階段）三個階段，相應的岩漿成分也由造盾階段的玄武岩類發展到造錐和爆炸式噴發階段的粗面岩和鹼流岩類（劉若新等，1998）。
天池火山的造盾噴發的地質時間範圍是上新世末期到早更新世（4.5-1.48 Ma）， 岩性以軍艦山期、白山期玄武岩為代表，構成了天池火山的盾狀熔岩台地，以天池火山為中心向四周緩慢降低，展布面積達7200 km2，其岩性既有鹼性系列的粗面玄武岩和玄武質粗面岩，也有拉斑系列的玄武岩和玄武安山岩。這些玄武岩在化學元素方面一個顯著特點是K2O含量高，Mg、Ni含量低，這與我國東北和華北的新生代玄武岩形成鮮明對照，表明不論是鹼性系列還是拉斑系列岩石，都不是原生地幔玄武岩漿的噴出物，而是來源於在地幔岩漿房中經過結晶分異演化的岩漿(金伯祿等，1994)。
天池火山的造錐噴發活動貫穿於整個更新世（1.4-0.02或0.2Ma），此階段由粗面質與鹼流質的熔岩、碎成熔岩和碎屑岩交替疊加形成層狀火山錐。從錐體剖面中可以看出當時有多個噴發韻律，即以爆發相的碎屑岩開始，隨後是以厚層的碎成熔岩或熔岩，並且可以見到鹼流質岩牆的部分貫入。根據地貌與噴發韻律和岩性，造錐階段又可劃分為四個階段：
第一階段為底部粗面質熔岩和碎屑岩，厚度近300 m，在朝鮮一側錐體下部被稱為富輪山組，粗面岩中透長石斑晶可達到20-30%；
第二階段主要為錐體中部的霓輝石英粗岩夾兩層粗面質熔結凝灰岩，厚度約210 m。
第三階段噴發仍以霓輝石英粗岩為主，但夾有鐵橄石粗面岩，下部以熔岩為主，中上部以碎屑岩為主並夾有沉積夾層，最大厚度達500 m。
第四階段噴發分布於火山錐體上部層位，岩性主要為霓輝石英鹼長粗面岩和鈉閃鹼流岩，部分頂部錐體被爆炸式噴發的伊格尼姆階段破壞掉。
造錐階段的岩石富含K2O，但缺少SiO2含量在52%－64%之間的岩石，這表明組成天池火山錐體的粗面岩、鹼流岩來源於兩個不同的岩漿區，即造盾玄武岩類來源於地幔岩漿庫的噴發，而粗面岩和鹼流岩很可能來源於地殼岩漿房的岩漿噴出。各階段噴發的岩石在噴發時間上雖不相同，但在地化特徵上是相似的，表明他們具有共同的岩漿成因，同時又具有緊密的演化關係，其中結晶分異起到關鍵性的作用（樊祺誠等，2007）。
天池火山晚期的爆炸式噴發階段，又叫作伊格尼姆階段，共存在3次大的噴發活動（圖3），分別簡述如下：
1、天文峰期噴發，此次噴發以黃色浮岩為特徵，在火口緣，火口東側和日本海等地具有發現，是天池火山爆炸式噴發活動的開始，也是造成破火山口的噴發事件。岩漿成分主要為SiO2為70-74％的鹼流岩，含有少量的斑晶，其中以長石為主。此次噴發的時間通過測試限定為50.6 ka。
2、氣象站期噴發，此次是弱爆炸式噴發活動，濺落的漿屑重新熔結流動形成一套碎成熔岩，蛇狀分布於錐體北坡，長5.4 km，寬400-800 m。岩漿成分主要為SiO2為74-78％的鹼流岩，與後續千年大噴發成分完全一致。噴發時間測定為11.0±0.5 ka。
3、千年大噴發，此次噴發是天池火山最新的一次噴發活動，噴發物廣泛分布於天池火山周圍，在地表各處很好的出露。此次噴發分為了鹼流質與粗面質兩個階段，且兩個階段之間存在了岩漿混合的過程。此次噴發通過高精度的碳同位素樹輪校正方法得出噴發時間為946±3 AD。
自然資源
長白山火山群的岩漿來源與成因，仍是學術界爭論的一個焦點。觀點主要分為兩類：1，西太平洋板塊俯衝成因：眾多的地球物理資料表明，在距長白山火山群不遠的琿春等地有深震發生，說明西太平洋板塊俯衝已到達或靠近長白山火山區域；同時地震的層析成像結果顯示，我國東北下部600 km處存在一個低速帶，可能是西太平洋板塊的俯衝殘留板片，這一板片在脫水和壓力影響下形成一系列的板內火山，不僅包括長白山火山群，還影響到我國東北乃至山西大同一帶的火山活動（Zhao et al., 2009，2013; 圖4）。2，地幔柱熱點成因：這一方面觀點主要是由於地球化學方面的證據得不到俯衝的信息，反之認為是地幔柱可能更合理；首先長白山火山的岩漿具有明顯的雙峰式特點，即分為玄武岩和粗面岩與鹼流岩兩類，無板塊邊緣代表性的安山岩；同時，溫泉氣體地球化學測試結果表明，無板塊俯衝所具有的信息，特徵更接近於來自上地幔的地幔柱成因。另外，長白山火山群距離西太平洋俯衝帶約1300 km，此距離被認為遠遠超過了俯衝所影響的範圍，地幔柱熱點理論更適用。以上為比較認可的兩種觀點，各有其合理之處，可靠的論證有待進一步的工作。
