福建明溪翠竹洋—大洋窠新生代火山口地貌及特征

鐘艷春

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建 福州 350013)

翠竹洋—大洋窠新生代火山口位于福建省三明市明溪縣，處于閩西南坳陷帶的西北部，與閩西北隆起帶相近，與東南沿?；鹕交顒?dòng)帶亦相距不遠(yuǎn)，因而兼有三大構(gòu)造單元的地質(zhì)特征。翠竹洋火山口地貌作為福建省內(nèi)唯一的環(huán)形火山口環(huán)形地貌景觀，保存了較好的火山機(jī)構(gòu)特征及原始地貌；大洋窠火山巖含有尖晶石二輝橄欖巖和石榴石二輝橄欖巖，是典型的地幔巖包體。

1 地質(zhì)概況

1.1 地 層

翠竹洋—大洋窠火山口出露的巖石地層為新生代佛曇組(圖1)。

圖1 明溪翠竹洋—大洋窠新生代火山口地質(zhì)略圖

1—佛曇組上段；2—佛曇組下段；3—樓前組；4—晚侏羅世花崗巖；5——玄武巖；6—橄輝巖/杏仁狀玄武巖；7—杏仁狀橄輝巖/?；陷x巖；8—杏仁狀橄欖玄武巖/玄武質(zhì)火山角礫巖；9—橄欖玄武巖/安山玄武巖；10—肉紅色(含黑云母)正長(zhǎng)花崗巖；11—花崗斑巖；12—火山口；13—地質(zhì)界線；14—角度不整合界線；15—巖性、巖相界線；16—正斷層及產(chǎn)狀；17—片理產(chǎn)狀/流面產(chǎn)狀；18—同位素地質(zhì)年齡值(百萬(wàn)年)/測(cè)定方法

按層序和巖性組合劃分上、下兩個(gè)巖性段，下段為玄武巖夾沉積巖，上段以沉積巖為主，偶夾玄武巖。但各地段發(fā)育程度不同，巖性、厚度略有差異。

下段主要出露于大洋窠，巖性主要為灰黑色、灰綠色?；x橄巖、橄欖玄武巖夾玄武質(zhì)角礫巖、火山角礫巖、層火山角礫巖、層凝灰?guī)r、砂礫巖及砂質(zhì)泥巖等。大洋窠地區(qū)巖性自下而上為?；x橄巖、火山角礫巖、安山巖，地層厚度大于79.35 m。翠竹洋巖性主要為?；x橄巖。上段主要見于大洋窠地區(qū)，主要巖性為磚紅色夾褐色礫巖、砂礫巖夾砂質(zhì)泥巖，厚大于35 m，發(fā)育水平層理，巖層近水平，屬山間河湖相沉積。產(chǎn)植物化石為Fissistigmasp，Castanopsissp，Bambusasp，Phillitessp等。

1.2 新生代火山巖及火山作用

新生代火山巖主要巖石類型有熔巖類、火山碎屑巖、沉火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖及潛火山巖。

翠竹洋—大洋窠火山巖相以噴溢相為主，其次為爆發(fā)相及噴發(fā)沉積相，偶見潛火山相?；鹕骄咧行氖絿姲l(fā)特點(diǎn)，一般形成小型層火山或穹狀火山，火山一般先以爆發(fā)開始后轉(zhuǎn)為溢流，最后熔巖冷凝將火山管道阻塞而結(jié)束火山活動(dòng)。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域處于閩西北隆起帶和閩西南坳陷帶的福建兩大一級(jí)構(gòu)造單元交接部位及省內(nèi)一級(jí)構(gòu)造帶之一的南平—寧化構(gòu)造巖漿巖帶的中段。同時(shí)，泰寧—龍巖南北向、清流—安溪北西向、浦城—武平北東向、羅源—明溪東西向等省內(nèi)主要斷裂帶也從區(qū)域通過(guò)。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，自早震旦世代以來(lái)，經(jīng)歷了長(zhǎng)期多階段的構(gòu)造變動(dòng)，形成了不同性質(zhì)、規(guī)模、方向的脆-韌性斷裂帶及褶皺，尤具特色的是不同時(shí)期推覆、滑脫構(gòu)造十分發(fā)育。長(zhǎng)期的構(gòu)造變動(dòng)最終形成了本區(qū)以北東東、北東向構(gòu)造為主，北西、南北及東西向構(gòu)造為次的相互交織的極其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造格局。

在第三紀(jì)末期，由于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造再次復(fù)活，尤以中部北東向和北西向更為明顯，在其交匯處造成火山爆發(fā)，噴溢基性-超基性玄武巖等，組成大洋窠、翠竹洋的火山機(jī)構(gòu)及火山地貌。

2 翠竹洋—大洋窠新生代火山口地貌及特征

火山巖地貌是新生代火山活動(dòng)和火山活動(dòng)過(guò)程留下的地貌遺跡，如翠竹洋環(huán)形破火山口、熔巖溝以及大洋窠的火山集塊巖、火山角礫巖和深源包體等。此外，火山巖受外力侵蝕風(fēng)化作用形成火山巖巖石地貌景觀，如火山巖石蛋、火山巖石柱、大洋窠火山巖崖壁等?；鹕交顒?dòng)作用構(gòu)成了以上具有重要科學(xué)研究?jī)r(jià)值和旅游觀賞價(jià)值的火山地貌景觀資源。

2.1 翠竹洋破火山機(jī)構(gòu)

破火山口是火山景觀的一種類型，形態(tài)大體為圓形或近似圓形的大型火山凹地。

翠竹洋破火山口位于明溪縣城西北約7 km的翠竹洋村，面積約0.54 km2，火口處在海拔約850 m的圓形凹地，形似菠萁狀，直徑250～300 m之間，現(xiàn)為第四紀(jì)堆積物充填，近中心為常年流水的天池，東、西、南為高出50～70 m的由熔巖組成的環(huán)形山所環(huán)抱，北面地勢(shì)較低，為現(xiàn)代流水出口，也是古火山熔巖流溝。

翠竹洋火山機(jī)構(gòu)由佛曇組超基性-基性火山巖組成，由里往外為灰黑色致密塊狀?；x橄巖→氣孔狀?；x橄巖→玻基輝橄巖→玄武質(zhì)火山角礫巖。上述巖性巖相繞翠竹洋火口呈半環(huán)狀分布。爆發(fā)相玄武質(zhì)火山角礫巖出露于火口東、北、西三面，成半環(huán)狀分布于火山機(jī)構(gòu)外圍。巖層產(chǎn)狀圍斜內(nèi)傾，傾角30°～60°，火山機(jī)構(gòu)四周出露晚侏羅世古竹超單元黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖。

通過(guò)對(duì)翠竹洋破火山口的地質(zhì)調(diào)查，該火山機(jī)構(gòu)開始為強(qiáng)烈爆發(fā)，形成了火口外圍厚達(dá)80 m的火山角礫巖，后轉(zhuǎn)為寧?kù)o噴溢形成了氣孔狀?；x橄巖，最后再次噴溢形成致密塊狀玻基輝橄巖，后火山噴發(fā)減弱，熔漿緩慢冷凝，充填阻塞火山通道，結(jié)束火山活動(dòng)。經(jīng)后期風(fēng)化剝蝕，形成了現(xiàn)今所見的火山機(jī)構(gòu)景觀(圖2)。

圖2 翠竹洋火山機(jī)構(gòu)巖性巖相地質(zhì)圖

2.2 大洋窠火山機(jī)構(gòu)

大洋窠火山機(jī)構(gòu)位于明溪縣大洋窠村東690 m高地，面積0.75 km2，由二次火山噴發(fā)物所組成的火山機(jī)構(gòu)。由佛曇組火山巖組成，其中心部位為火山角礫巖(火山集塊巖)、輝石玄武巖、輝橄玄武巖，由中心往外依次為橄欖玄武巖、?；陷x巖。該火山機(jī)構(gòu)東部佛曇組火山巖覆蓋于晚侏羅世古竹超單元含黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖之上，西部、南部則覆蓋于震旦紀(jì)樓前組變質(zhì)流紋質(zhì)凝灰?guī)r之上(圖3)。

圖3 大洋窠火山機(jī)構(gòu)巖性巖相地質(zhì)圖

通過(guò)對(duì)大洋窠火山口的地質(zhì)調(diào)查，該火山機(jī)構(gòu)經(jīng)歷了①爆發(fā)→噴溢、②再爆發(fā)→再噴溢的過(guò)程，第①階段形成火山機(jī)構(gòu)外圍的火山角礫巖、?；陷x巖，第②階段形成近火口的火山角礫巖(火山集塊巖)、橄欖玄武巖，最后以玄武巖漿充塞火山通道(為輝石玄武巖)，結(jié)束火山活動(dòng)。

大洋窠火山巖呈層狀展布，玄武質(zhì)集塊巖和玄武質(zhì)角礫巖呈逐層疊加，噴發(fā)-沉積韻律清晰可見，巖層產(chǎn)狀內(nèi)傾，傾角約25°。

2.3 火山巖地貌

2.3.1 石蛋地貌

火山巖在地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和各種自然力的影響下，產(chǎn)生球狀風(fēng)化；當(dāng)其表層風(fēng)化物被剝離后，留下的殘余體多呈似球形分布在火山巖基巖之上，故名石蛋地貌。

翠筍巖位于翠竹洋北面古火山熔巖流溝，巖性為致密狀玄武巖。翠筍巖是一個(gè)下寬上窄火山巖石蛋，橫截面呈橢圓形，整個(gè)石蛋呈橢圓錐體狀，下部長(zhǎng)軸直徑約3.5 m，上部長(zhǎng)軸直徑約2 m，高約3.5 m。石蛋長(zhǎng)滿蕨類植物，宛如破土而出的竹筍，春意盎然，故名翠筍巖。

迎賓門位于翠竹洋北面古火山熔巖流溝，巖性為含角礫玄武巖。石蛋總體呈橢圓，長(zhǎng)軸直徑約3 m，高約3.5 m，由于其位于往翠竹洋北面峽谷的路崖上，與古石階路形成廊道式過(guò)道，猶如一扇天然石門屹立此處，故名迎賓門。

翠筍巖和迎賓門是強(qiáng)風(fēng)化的產(chǎn)物，其形成是由于火山巖暴露于地表，在太陽(yáng)輻射熱的影響下，巖石發(fā)生熱脹冷縮，逐漸破壞了巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，巖塊表層產(chǎn)生薄片狀張裂，或沿節(jié)理產(chǎn)生弧形張裂。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期片狀剝蝕，火山巖塊體的棱、角逐漸被剝蝕，塊體圓化，形成大小不等的圓形、橢圓形的石蛋。

寶石巖(金龜?shù)?位于大洋窠石背山北東側(cè)山麓地帶，為一火山巖石蛋，石蛋長(zhǎng)約3 m，寬約2.5 m， 高約2.5 m。巖性為淺灰黑色、灰褐色(玄武質(zhì))火山集塊角礫巖，集塊成分為玄武巖。巖石中含較多橄欖石包體，含量約3%，粒徑在1～5 cm之間，呈橢圓狀、渾圓狀；含約1%的輝石晶體，粒徑在1～3 cm之間，呈棱角狀-次棱角狀；偶見玫瑰色石榴子石與橄欖巖共生。巨大的“寶石巖”中海藍(lán)色剛玉、墨綠色輝石、黃綠色橄欖石、玫瑰色石榴子石星星點(diǎn)點(diǎn)，晶瑩璀璨。

2.3.2 石柱地貌

石柱是四周由陡直的崖壁所圍限呈孤立狀的方形、圓形火山巖柱狀山體，其高度大于直徑，高度從幾米至數(shù)十米不等。官品巖位于翠竹洋北西方向湯氏祠堂下方約20 m處，巖性為致密狀玄武巖。官品巖是火山巖石柱，形成原因是巖石沿兩組節(jié)理風(fēng)化、崩裂，其中一組節(jié)理走向約340°，傾角近直立，另外一組為水平節(jié)理，巖石沿垂直節(jié)理切割，形成多個(gè)石柱，而單個(gè)石柱沿水平節(jié)理風(fēng)化，上部形成分而不離的疊石，構(gòu)成疊石狀石柱，整體形似中國(guó)漢字“官”字，故命名“官品巖”。

2.3.3 崖壁地貌

火山巖谷坡沿垂直節(jié)理、裂隙發(fā)生風(fēng)化及崩塌作用，使谷坡沿垂直節(jié)理、裂隙平行后退，形成直立的陡崖壁。

大洋窠火山巖崖壁位于火山口北東側(cè)，崖壁走向約340°，傾角近直立，崖壁高差約15 m，寬約20 m。崖壁上清晰可見(玄武質(zhì))火山集塊巖呈層狀產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀：傾向330°，傾角20°～25°。由于強(qiáng)風(fēng)化作用，崖面的集塊脫落呈凹坑或凸出呈嵌石，宛如美輪美奐的登山崖。

3 翠竹洋—大洋窠新生代火山口的科學(xué)價(jià)值

翠竹洋—大洋窠新生代火山口是地球向人們敞開探索地心奧秘的一個(gè)窗口?；鹕娇谒闹荛蠙煨鋷r、氣孔(杏仁)狀玄武巖、玄武質(zhì)含集塊火山角礫巖，訴說(shuō)著史前火山噴發(fā)、熔漿奔流的一幕幕恢宏景象。翠竹洋火山口地貌作為福建省內(nèi)唯一的環(huán)形火山口地貌景觀，保存了較好的火山機(jī)構(gòu)特征及原始地貌，是研究新時(shí)代火山巖巖石學(xué)、巖相學(xué)及火山構(gòu)造的理想場(chǎng)所。大洋窠火山巖含有尖晶石二輝橄欖巖和石榴石二輝橄欖巖，是典型的地幔巖包體，這在全國(guó)十分罕見。據(jù)專家學(xué)者測(cè)定，尖晶石二輝橄欖巖來(lái)源于地球深處75～100 km；石榴石二輝橄欖巖來(lái)源于地球深處100～130 km的地幔中，屬下地殼上地幔產(chǎn)物。作為深源淺出的火山機(jī)構(gòu)，大洋窠地幔巖極具典型性和稀有性，它是研究地球構(gòu)造和礦物形成的溫度和壓力的佐證，有重要的科學(xué)研究和科普教育價(jià)值。