北部湾涠洲岛及斜阳岛火山地质与喷发历史研究.pdf

2 0 0 5 年全国第四次火山学术研讨会·北海北部湾涠洲岛及斜阳岛火山地质与喷发历史研究樊祺诚1 孙谦1 龙安明2 尹克坚2 隋建立31 ．中国地震局地质研究所，北京1 0 0 0 2 92 ．广西地震局，南宁5 3 0 0 2 23 ．中国科学院地质与地球物理研究所，北京1 0 0 0 2 9涠洲岛位于北海市正南面2 l 海里的海面上，面积约2 5 平方公里，其东南方向9 海里的海面上屹立着一座面积不及其十分之一( 约2 平方公里) 的小岛．斜阳岛，它们均由火山喷发形成，是北部湾内一对姊妹火山岛广西壮旅自治区地质矿产局( 1 9 9 0 ) 据钻孔地层接触关系，将涸洲岛火山活动划分为早、中、晚更新世三个喷发旋回：早更新世火山岩以夹层产于湛江组地层，中更新世是规模最大的～次火山活动( 相当于石峁岭组) ，以玄武岩为主，晚更新世( 相当于湖光岩组) 火山碎屑岩和沉凝灰岩( 本文称射气喷发基浪堆积) 我们在地质考察基础上，根据涠洲岛及斜阳岛地表分布的火山岩特征和目前所获得的年代学证据，将火山喷发活动分为早、晚两期：早一中更新世溢流式岩浆喷发和晚更新世射气岩浆喷发早期溢流式喷发玄武岩主要分布于环岛周边的潮间带和岛内个别露头．具球状风化特征；晚期南湾火山和斜阳村火山中心式射气岩浆喷发的火山碎屑岩和基浪堆积覆盖了两岛。

采用火山岩K - A r 法和砂岩捕虏体光释光法( O S L ) 测年结果，早期火山唢发活动介于早～中更新 世( 1 ．4 2 M a 珈．4 9 M a ) ，晚期南湾火山射气岩浆喷发时间在晚更新世末期( 距今约3 万年) 早一中更新世溢流玄武岩是发生在涠洲岛一斜阳岛海域规模最大的一次火山喷发活动．该期玄武岩主要隐伏海平面以下，在涠洲岛北部的西角、后背塘、北港、横岭等地退潮时沿潮间带均有大片呈球状风化玄武岩的分布，也见于鳄鱼嘴海蚀平台之F ，它们是涸洲岛的奠基者或造岛玄武岩我们还在涠洲岛横路山锅盖岭和斜阳岛斜阳村发现类似潮间带的球状风化玄武岩，是早一中更新世玄武岩在两岛内部的露头，经火山岩K - A r 法测年结果属早一中更新世( O ．7 9 M a 一0 ．5 7 M a ) 推测锅盖岭为早．中更新世盾形火山锥，其溢出的熔岩流向涠洲岛四周漫溢，现在所见环岛潮间带球状风化玄武岩，是早一中更新世最晚阶段溢出的玄武岩晚更新世末期涠洲岛南湾火山和斜阳岛斜阳村火山是典型的射气岩浆喷发，巨厚基浪堆积几乎覆盖两岛，奠定了两岛的现代火山地貌，并经风化和海蚀作用，形成了奇特壮观的火山射气岩浆喷发及其海蚀地貌景观。

南湾火山是一座巨型射气岩浆喷发火山，南湾低平火山口和基浪堆积特点( 大型低角度交错层理、板状层理、波状层理，以及特有的爬升层理和球粒状增生火山砾) ，保存了壮观的射气岩浆喷发火山地貌南湾火山早期爆破岩浆喷发，以熔结．强熔结火山碎屑岩( 凝灰岩、角砾岩、集块岩) 、火山弹及熔岩块分布于涠洲岛鳄鱼嘴、猪仔岛和斜阳岛婆湾一带的海蚀平台，也指示了火山口所在位置之后，海蚀平台之上由射气岩浆喷发的基浪堆积形成海拔标高约2 0 - 7 0 m的陡崖峭壁，其间夹有各种火山角砾、岩块和火山弹等斜阳村火山口位于斜阳岛的斜刚村北西侧，火口垣北高南低，中间低而平坦，里梨形洼地根据火口周边乃至斜阳岛全发育的射气岩浆喷发基浪堆积，可以断定斜阳村火山口原为蓄水的射气岩浆喷发的低平火山口，后海岛抬升，火V I 内海水干枯涠洲岛一斜阳岛海域晚更新世末期有一次大的射气岩浆喷发活动，与雷琼地区晚更新世的射气岩浆喷发活动相符应( 刘嘉麒等，2 0 0 0 ；樊祺诚等，2 0 0 4 ) ，指示了晚更新世这一地区处在浅海或滨海环境更新世以来，涸洲岛一斜阳岛海域，岩浆喷发与射气岩浆喷发交替进行，射气岩浆喷发的基浪堆积与岩浆喷发产物胶结程度及强度不同，在海浪作用F ，造就了特有的海蚀火山地貌，如海蚀平2 02 0 0 5 年全国第四次火山学术研讨会·北海台、岩滩、海蚀崖、海蚀洞等，以及形态各异、栩栩如生的狮子观海、海蚀桥、海蚀蘑菇等海蚀地貌景观，成为岛上旅游观光景点，2 0 0 4 年建立起了涠洲岛国家火山地质公园。

本研究获得国家自然科学基金( 批准号4 0 5 7 2 0 4 4 ) 资助参考文献F i s h e rRVa n dS e h m l n c k eH —U1 9 8 4 ．P y r o c l ∞t i cR o c k s ．S p r i n g e r - V e r l a g ．H e i d e l b e r g樊祺诚，孙漾．李霓等．2 0 0 4 ．琼北火山活动分期与全新世岩浆演化岩石学报．2 0 ( 3 ) ：5 3 3 - 5 4 4广西壮族自治区地质矿产局．1 9 9 0 北海市区域综合地质调查报告黎希明，刘传章．1 9 9 1 ．涠洲岛碱性玄武岩类岩石学特征的初步研，究广西地质，4 ( 1 ) ：4 3 - 5 0刘传章．1 9 8 6 ，涠洲岛南湾火山口地貌及地质特征．广西地质1 ：5 7 - 6 4刘嘉麒．王文远，郭正府等．2 0 0 0 ．中国玛珥湖的时空分布与地质特征．第叫纪研究，2 0 ( 1 ) ：7 8 —8 6刘祥，向天元．1 9 9 7 ．中国东北地区新生代火山和火山碎屑堆积物资源与灾害长春：吉林大学出版考l ：，8 3 —1 0 5卢进林．1 9 9 3 ．北海市涠洲岛火山喷发活动特征．广西地质。

6 ( 3 ) ：5 3 —5 7孙谦，樊棋诚，魏海泉等．2 0 0 3 ．琼北晚更新世射气岩浆喷发初步研究．地震地质，2 5 ( 2 ) ：2 8 9 —2 9 7天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制初步探讨樊祺诚‘隋建立2 孙谦李霓‘1 ．中国地震局地质研究所，北京1 0 0 0 2 92 ．中国科学院地质与地球物理研究所，北京1 0 0 0 2 9天池火山距今约一千年的碱流质岩浆大喷发( 下文称千年大喷发) ，迄今累积了数以百计的碳化木”C 年龄．尽管对千年大喷发尚存年代学争议，但这次犬喷发的全球意义却毋庸置疑( G i l le ta 1 ．，1 9 9 2 ；刘若新等，1 9 9 7 ；H o r ne ta 1 ．，2 0 0 0 ) 在千年大喷发之后，相继还有1 6 6 8 年、1 7 0 2 年和1 9 0 3 年等多期中小规模历史喷发活动( 金东淳等，1 9 9 9 ) 围绕天池诸峰顶部披覆的的近代喷发物，提供了开展天池火山喷发地层学、年代学和岩石学研究的最佳场所长白山天池火山经历了粗面玄武岩浆造盾、粗面质岩浆造锥和近代碱流质岩浆爆破喷发三个阶段，是一座巨型层状复式火山。

根据天池火山主体岩石类型( 粗面玄武岩、粗面岩和碱流岩) 以双峰式火山岩分布为特征，过渡类型( S i 0 2 5 2 6 4 ％) 的玄武质粗安岩．粗安岩很少近些年我们在中朝两国的天池火山周边地区( 天池公路、五十岗北坡、朝鲜鲤明水等地) 发现少数露头，其岩石化学成分为玄武质租安岩和粗安岩，这些地表喷发物记录了岩浆房经历了复杂的岩浆结晶演化S U ／或岩浆混合过程天池火山顶部诸峰披覆的喷发物残存了近代喷发的火山地层层序．为我们恢复和研究天池火山近代喷发历史和岩浆演化与喷发机制提供了重要的地质基础作为全球意义的天池火山千年大喷发，它的喷发年代与喷发机制是研究天池火山过去和预测未来的关键问题根据天池火山岩浆演化和地球物理深部探测结果，刘若新等( 1 9 9 8 ) 曾提出天池火山下面存在地壳和地幔双层岩浆房，认为由于地幔玄武质岩浆注入地壳岩浆房而触发了千年大喷发，出现玄武质粗安岩浆与碱流岩浆共喷发的事实通过这些年的深入考察和研究，本文从千年大喷发浮岩中的角砾和条带状岩浆混合现象，初步探讨千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制近些年的考察发现，在天池火山千年大喷发的浮岩中常见各种大小不一的黑色角砾状岩块，随着离天池火口渐远而粒径渐小。

由于天池火山千年大喷发时刮西风，在南坡5 号界一带堆积了巨厚2 l。