沈阳中心承担的“长白山火山环境地质研究”项目是“长白山火山监测与现今活动性研究”子课题之一。课题要求通过调查研究主要沟壑走向、第四系分布与厚度特征,重点查清长白山火山活动可能造成的天池水下泻通道、泥石流物源及影响范围,查清次生地质灾害类型及影响范围。项目组人员通过收集资料、地面调查、采取水样、遥感解译、物探测量和综合研究等工作,通过开展野外地质调查工作,取得了丰富的阶段成果。

    第一,初步确定火山泥石流的物源为山顶的固体碎屑物质和河道两侧的扇形崩塌堆积物,泥石流堆积方式有岩屑流堆积和超高密集流堆积,并分析了堆积方式的成因,为调查泥石流影响范围奠定了基础。

    第二,初步判定火山泥石流的影响范围。通过确定第四系松散堆积物分布,初步查清了泥石流影响范围,天池北坡,主要沿二道白河分布,最远影响范围约为100千米;天池东坡,主要沿图们江上游分布,最远影响范围约为120千米;天池西坡,主要沿松花江上游分布,最远影响范围约为130千米;天池南坡,主要沿鸭绿江上游分布,最远影响范围约为80千米。

    第三,初步了解第四系松散堆积物厚度。利用物探方法,对重点地区物探激电测深3条剖面进行了深入分析,通过高密度电法和激电测深剖面的综合电阻率特征对比,推测出第四系厚度多在1—3米,个别地区为1—10米,甚至达到15米。

    第四,初步查清天池周围主要沟壑走向。在同一等高线上,西部坡度大于东部,地势梯度较大的火山口北、西部沟谷较多,坡度较缓的东南侧水系偏少。北坡沟谷深度多为80—140米,横剖面呈“V”字和“U”字型,沿天池向北依次分布在长白瀑布、地下森林、白山林场、浮石林至黄松浦林场一带;西坡沟谷多呈“V”字型,谷深为50—150米;南坡沟谷在梯子河、锦江沿岸,谷深多为30米,宽50米,鸭绿江沿岸,谷深多为150米,宽170米。

    第五,初步预测了火山喷发天池水可能的下泻通道。利用遥感解译,推测天池第一出水口位于北侧瀑布方向,海拔2213米,目前天池水面海拔2196米,现状水面涨到北出口外泄,需要2.217亿立方米水量。第二出水口位于天池西南,海拔2390米,现状水面涨到第二出水口外泄,需要63.16亿立方米水量。天池水量目前为20亿立方米,一旦火山爆发引发天池水上涨,天池水将从北出口外泄至二道白河镇及以下地区,将会严重威胁该地区的生命财产安全。

    此外项目组确定了崩塌和滑坡为天池内、外侧主要的次生地质灾害,并对其分布规律、危害程度及影响范围做了细致的研究。通过对研究区20个水样的水质综合评价,得到了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类水的分布区域。