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涠洲岛火山地质

创作时间:
作者:
@小白创作中心

涠洲岛火山地质

引用
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来源
1.
https://www.bilibili.com/read/mobile?id=36452654

涠洲岛位于我国广西壮族自治区北部湾海域,是国内最著名的火山岛。近年来随着旅游业的发展,逐渐走入广大群众视野中。岛上的火山地貌也成为了重要的旅游资源,2004年建立了涠洲岛火山国家地质公园。


涠洲岛旅游地图

涠洲岛卫星图
涠洲岛地质图
涠洲岛附近的雷州半岛和海南岛北部分布有大量第四纪火山岩,称为雷琼火山群。雷琼火山群喷出的岩浆主要是玄武岩,既有熔岩溢流形成的火山锥也有水蒸气岩浆喷发形成的玛珥火山口。雷琼火山群属于板内火山,成因与海南地幔柱有关,涠洲岛处于同样的构造背景下,应当具有相似的成因。
雷州半岛的火山湖湖光岩
涠洲岛面积约25平方千米,地形低平,最高点海拔高度仅79米。第一眼看过去,这里并没有明显的火山口或火山锥等典型火山地貌。涠洲岛在历史时期也没有任何火山活动的记录。这样一来,涠洲岛火山活动的历史就必须依靠地质调查来查明。

涠洲岛全景航拍
涠洲岛上的火山活动大致可分为两个阶段,第一阶段是玄武岩溢流式熔岩喷发,喷出的熔岩构成了涠洲岛的基底。大部分喷出物目前都淹没在海底或者被后来的喷发物或沉积物掩埋,主要分布在涠洲岛海岸的潮间带,特征为黑色块状玄武岩熔岩。这一阶段的火山中心可能位于横路山。横路山海拔高度约60米,钻孔资料表明此处熔岩最厚达到165米,并以此为中心向四周减薄。同时这里还发现了熔结集块岩和直径达到60cm的火山弹,表明火山口就位于这个区域。这一阶段的玄武岩测定的喷发年代在86.8万年-22.2万年前,主要阶段是76-74万年前。

横路山火山口

A:横路山的熔结集块岩,B:横路山的火山弹,C和D:西角村潮间带出露的球状风化玄武岩
滴水丹屏附近出露的疑似熔岩
第二阶段的喷发主要是爆炸式的水蒸气岩浆喷发,喷出物几乎覆盖全岛,主要是基底涌浪(贴地流动的稀薄火山碎屑流,火山碎屑涌浪的一种)堆积物,在内陆基本都被植被覆盖,主要出露在海岸上的海蚀崖,已固结成坚硬岩石,一般呈深茶色,具有火山碎屑涌浪特有的波状层理,单层厚度在几厘米到十几厘米之间,但整个地层厚度在大岭附近的钻孔中达到约100米,南湾周边的海蚀崖上也厚达20-30米甚至更多。其中一些薄层比起其他层含有更高浓度的玄武岩岩屑。地层中还有清晰的火山弹撞击坑,火山弹主要为黑色块状玄武岩。水蒸气岩浆喷发后期转变为爆炸式岩浆喷发,形成了鳄鱼山附近的氧化成黑红色,粒径分选很差的火山渣堆积物。它们没有涌浪特有的薄层纹理,在高温下胶结起来,并被波浪侵蚀形成各种壮观的海蚀地形。在天后宫和猪仔岛两处剖面发现喷出物可分为3层,上下两层涌浪堆积物之间夹着一层黑色火山渣,表明喷发过程中经历了水蒸气岩浆喷发-岩浆喷发-水蒸气岩浆喷发的过程,均为爆炸式。

滴水丹屏海蚀崖底部出露的涌浪堆积物中火山弹撞击坑

涌浪堆积物显著的层理构造


南湾西南部海蚀崖出露的涌浪堆积物

滴水丹屏的火山碎屑涌浪堆积物

岛屿西北角西角村码头附近海岸的涌浪堆积物
鳄鱼山附近高温氧化火山渣堆积物的海蚀地貌
鳄鱼山景区内,即使是涌浪堆积物的粒径和火山弹含量也比其他地方更大,表明这里确实最接近火山口中心


大部分海岸上黑色胶结火山渣或熔岩都位于涌浪堆积物海蚀崖下方,但在南湾西南部的这处剖面却显示高温火山渣披盖在涌浪堆积物上,表明高温岩浆爆炸式喷发可能发生在水蒸气岩浆喷发之后。

天后宫和猪仔岛地层剖面,为涌浪堆积物-火山渣-涌浪堆积物的三层结构
第二阶段喷发的主要火山口位于南湾,事实上,整个南湾就是在水蒸气岩浆喷发中形成的玛珥火山口。南湾东南部有一个称为猪仔岛的小岛,由海蚀作用形成,暴露出和南湾周围其他地方一致的地层层序。再考虑到后期转变成岩浆喷发表明火山口内的水很可能都被蒸干,南湾火山口很可能曾经是封闭的,后来才因为海蚀作用导致其南壁消失,形成海湾。
地质博物馆展出的关于涠洲岛和附近斜阳岛的火山口的介绍
涠洲岛上两个钻孔的地层,从上到下依次为沉积黏土,火山碎屑岩,玄武岩,沉积黏土。从有2-3组发泡玄武岩-致密玄武岩组合来看,玄武岩溢流式喷发发生过多次


以上照片拍摄于南湾火山口内部
根据测定,第二阶段喷发大约发生在3.6-3.3万年前。在岩石化学成分方面,涠洲岛表现出显著的板内火山特征。第一阶段喷出物为碱含量(Na,K元素含量)偏高的玄武岩,第二阶段喷出物硅含量更低,碱含量更高,属于粗面玄武岩甚至碧玄岩。根据对微观矿物结构的观察,这种差异是结晶分异造成的。第一阶段的岩浆经过了结晶分异,而第二阶段几乎没有结晶分异,可能是喷发前岩浆快速上升造成的。

涠洲岛喷出物的硅和碱元素含量及分类,NW:南湾,HLS:横路山,HN:海南火山群,横路山喷出物主要为玄武岩,南湾喷出物主要为粗面玄武岩和碧玄岩
目前没有见过关于涠洲岛喷出量的估计。对于第二阶段,喷出物分布在南湾为中心半径5km的圆形区域,平均厚度20米,则总体积可达到1.5立方千米,是国内已知最大的晚更新世喷发之一。但目前已知的所有关于涠洲岛火山的研究都局限在陆地上和沿海,水下喷出物的分布情况尚不清楚,未来可能需要对涠洲岛水下地质信息进行进一步研究。

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