瓊北地區(qū)第四紀(jì)火山地質(zhì)遺跡類型與地學(xué)意義

段 政 ， 張 翔 ， 周 翠 ， 余明剛 ， 褚平利 ， 洪文濤

1)中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心， 江蘇南京 210016； 2)東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 江西南昌 330013

雷瓊地區(qū)(雷州半島和海南島)是我國新生代以來火山活動最強(qiáng)烈、最頻繁和持續(xù)最長的地區(qū)之一，其大地構(gòu)造位置屬于中國東南大陸古新世開始發(fā)育的陸緣裂谷——雷—瓊裂谷(或稱雷—瓊坳陷)， 其中火山活動伴隨裂谷的發(fā)育而發(fā)展(Ho et al.，2000)。該地區(qū)的火山巖橫跨瓊州海峽， 廣泛分布于瓊北、雷南地區(qū)， 并共同組成了中國第四紀(jì)十大火山群之一——雷瓊火山群。值得指出的是， 瓊北地區(qū)全新世火山巖分布面積和火山數(shù)量， 在中國第四紀(jì)火山群中占首位(陶奎元， 2007)， 同時， 瓊北地區(qū)也是我國少數(shù)幾個活動火山區(qū)之一(樊祺誠等，2004)， 特別是其中的火山地質(zhì)遺跡類型及規(guī)模尤為豐富且典型， 但長期以來， 相對全國其他著名第四紀(jì)火山群(如東北地區(qū)、內(nèi)蒙東部、騰沖地區(qū)等)的對比分析工作， 瓊北地區(qū)研究程度還相對較低，因此， 選擇瓊北地區(qū)第四紀(jì)火山地質(zhì)遺跡開展詳細(xì)調(diào)查評價及較為系統(tǒng)的對比分析工作， 對于提升該地區(qū)火山地質(zhì)遺跡研究水平， 正確評估其價值具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于海南省北部， 屬雷瓊火山群的瓊北火山群部分， 其基底地層主要由中元古界、古生界變質(zhì)巖組成， 其上被NE向的白堊系沉積盆地覆蓋，沉積厚度可達(dá)2500 m(陶奎元， 2012)。自晚白堊世末期開始， 由于近 EW向的區(qū)域斷陷作用導(dǎo)致研究區(qū)發(fā)育初始斷陷盆地； 古近紀(jì)末期， 研究區(qū)發(fā)生準(zhǔn)平原化作用， 局部地區(qū)發(fā)育海相沉積； 至新近紀(jì)初，由于瓊北地區(qū)地幔上隆， 使得原來EW向區(qū)域性斷裂發(fā)生強(qiáng)烈的繼承性拉張， 引起研究區(qū)地貌整體呈階梯狀向北逐漸下降， 導(dǎo)致海水廣泛侵入， 造成研究區(qū)再次形成近 EW 向的斷陷盆地； 新近紀(jì)末期，研究區(qū)斷陷盆地開始抬升， 海水逐漸退卻， 并伴隨多次的火山噴發(fā)活動； 到第四紀(jì)時， 研究區(qū)地殼以斷塊差異升降活動為主， 繼承性斷裂再次活化， 玄武質(zhì)火山大規(guī)模噴發(fā)， 噴出的玄武巖面積約 4150 km2，其上仍還保留火山101座(陶奎元， 2012)。

瓊北地區(qū)新生代火山巖總體上呈 EW 向分布，陸域出露的火山巖西起北部灣沿海的洋浦， 東至鋪前—清瀾斷裂， 南部以王五—文教斷裂為界， 北部直至海濱(圖1a)。這些火山活動具有明顯的多期性，從古近紀(jì)到第四紀(jì)可分為 10期， 其中第四紀(jì)火山活動可分為6期(白志達(dá)等， 2003)， 區(qū)域最晚的火山活動為全新世馬鞍嶺期， 距今約 8.155 ka(劉若新，2000)， 是距今一萬年內(nèi)有噴發(fā)活動的活火山， 表明瓊北地區(qū)屬我國活火山分布區(qū)之一。研究區(qū)古近紀(jì)的兩期火山巖(流沙崗期E2、木棠期E1)和新近紀(jì)的兩期火山巖(蓬萊期N1、金牛嶺期N2)均以玄武巖夾層形式出現(xiàn)(陶奎元， 2012)， 而第四紀(jì)6期火山活動產(chǎn)物， 則是以多種火山地貌出現(xiàn)， 且集中沿 NNW向的長流—仙溝斷裂分布(圖1b)。這些多期次的火山活動產(chǎn)物呈各種火山地質(zhì)遺跡形態(tài)出露， 幾乎涵蓋了玄武質(zhì)火山地質(zhì)遺跡的所有類型， 故而開展玄武質(zhì)火山地質(zhì)遺跡詳細(xì)調(diào)查與評價的理想地區(qū)。

2 火山活動期次與特征

瓊北地區(qū)自古近紀(jì)始新世即開始出現(xiàn)火山活動， 并呈現(xiàn)出多期、多次活動的特征。不同時代的火山產(chǎn)物亦各具特征， 總體而言， 古近紀(jì)和新近紀(jì)的火山活動產(chǎn)物多以玄武巖夾層形式出現(xiàn)于古近系沉積地層之中， 而第四紀(jì)火山巖大多出露地表， 構(gòu)成大面積熔巖流和火山錐的主體。根據(jù)沉積地層層序、地層接觸關(guān)系、同位素年代學(xué)資料以及火山巖風(fēng)化程度等特征， 可將瓊北地區(qū)火山活動劃分為10期， 其中古近紀(jì)兩期， 新近紀(jì)兩期， 第四紀(jì)六期，具體特征如下：

2.1 第I期火山活動產(chǎn)物: 始新世流沙崗期火山巖

該期火山巖主要分布于瓊北坳陷區(qū)的澄邁福山盆地之中， 未出露地表， 以 3層玄武巖夾層形式出露于與福山流沙港組湖相灰色泥巖和灰黃色砂礫巖之中， 另外， 在澄邁老城一帶的鉆孔中亦可見該期火山巖夾層， 其成巖時代約 34.78 Ma(汪嘯風(fēng)等，1992)。

2.2 第Ⅱ期火山活動產(chǎn)物: 漸新世木棠期火山巖

該期火山巖主要分布于儋州木棠和文昌蓬萊地區(qū)， 其中前者出露一套石英拉斑玄武巖， 時代約為28.43 Ma， 而后者則主要為一套堿性橄欖玄武巖，時代約為27.48 Ma(陶奎元， 2012)。二者均出露地表，屬瓊北地區(qū)最早的地表火山巖。

2.3 第Ⅲ期火山活動產(chǎn)物: 中新世蓬萊期火山巖

該期火山巖在多地均見出露， 主要出露于地表，但在瓊北坳陷區(qū)的鉆孔中亦可見該期火山巖夾層。該期火山巖主要覆蓋于海西—印支期花崗巖或中新統(tǒng)砂礫巖之上， 呈熔巖被或火山低丘出露， 風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重?；鹕綆r性以堿性橄欖玄武巖、碧玄巖為主，含有大量的橄欖巖包體及輝石巨晶， 成巖時代在5.43～3.04 Ma 之間(汪嘯風(fēng)等， 1992)。

2.4 第Ⅳ期火山活動產(chǎn)物: 上新世金牛嶺期火山巖

該期火山巖廣泛發(fā)育于瓊北坳陷之中， 以夾層形式隱伏于?？诮M淺海-濱海相生物碎屑灰?guī)r之中，地表僅出露于?？诮鹋X一帶， 構(gòu)成金牛嶺火山混合錐主體?；鹕綆r性以石英拉斑玄武巖為主， 時代介于 3.82～3.13 Ma 之間(陳文寄等， 1992b)。

2.5 第V期火山活動產(chǎn)物: 早更新世屯昌期火山巖

該期火山巖主要分布于定安嶺口—黃竹及?？谂Ｏ钠乱粠?， 主要隱伏于地表以下約 40 m 或90 m處， 零星出露于地表， 呈火山低丘和火山混合錐形態(tài)出露?；鹕綆r性以堿性橄欖玄武巖、?；x橄巖、石英拉斑玄武巖、火山角礫巖為主， 伏于早更新世湛江組之下， 時代介于2.3～0.99 Ma之間(陶奎元， 2012)。

2.6 第VI期火山活動產(chǎn)物: 早更新世瓊山期火山巖

圖1 瓊北地區(qū)地質(zhì)簡圖(a)及瓊北地區(qū)全新世火山巖分布圖(b)(據(jù)白志達(dá)等, 2003； 魏海泉等, 2003； 陶奎元, 2012, 有修改)Fig. 1 Geological sketch map of northern Hainan (a) and distribution of Holocene volcanic rocks in northern Hainan (b)(modified after BAI et al., 2003； WEI et al., 2003； TAO, 2012)

該期又被稱為多聞嶺期(孫謙， 2003)， 火山巖分布面積之廣為瓊北之最， 火山活動方式以噴溢式為主， 形成大面積的熔巖被， 主要分布于臨高多文、瓊山云龍、文昌東路和定安大路—黃竹一帶?；鹕綆r性主要包括石英拉斑玄武巖和橄欖拉斑玄武巖， 火山口附近則常出現(xiàn)少量的堿性橄欖玄武巖。該套玄武巖呈噴發(fā)不整合覆于湛江組之上， 伏于北海組之下， 成巖時代約 2.11～0.77 Ma(汪嘯風(fēng)等， 1992)。

2.7 第VII期火山活動產(chǎn)物: 中更新世德義嶺期火山巖

該期又被稱為東英期(孫謙， 2003)， 分布較廣，西起北部灣， 東至瓊山南渡江， 南到定安龍?zhí)烈粠Ь姵雎叮?但出露較為零散， 主要呈熔巖被和火山錐地貌特征出露于東英、峨蔓、高山嶺、長流和蓬萊等地?；鹕絿姲l(fā)方式以溢流式為主， 巖性主要為石英拉斑玄武巖和橄欖拉斑玄武巖， 晚期出現(xiàn)堿性橄欖玄武巖。該期火山巖噴發(fā)不整合覆于早更新世湛江組、中更新世北海組及瓊山期火山巖之上， 成巖時代在 0.73～0.21 Ma 之間(汪嘯風(fēng)等， 1992； 黃鎮(zhèn)國等， 1993)。

2.8 第 VIII期火山活動產(chǎn)物: 晚更新世道堂期火山巖

該期火山巖分布極廣， 北自長流， 南至咸諒，西起白蓮， 東達(dá)龍橋均見分布。該期火山包括以往劃分的長流期和峨蔓嶺期火山巖(孫謙， 2003)， 其活動方式較為豐富， 除溢流式噴發(fā)以外， 還大量出現(xiàn)蒸汽巖漿爆發(fā)(瑪珥式火山爆發(fā))， 并形成眾多的瑪珥火山(低平火山口)及基底涌流堆積。該期火山巖巖性主要包括橄欖拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖，噴發(fā)不整合覆于中更新德義嶺期玄武巖和北海組之上， 被全新世雷虎嶺期玄武巖覆蓋， 成巖時代介于0.101～0.06 Ma 之間(汪嘯風(fēng)等， 1992)。

2.9 第IX期火山活動產(chǎn)物: 全新世雷虎嶺期火山巖

該期火山巖主要分布于永興—龍橋一帶， 保存程度較高， 典型的火山噴發(fā)物， 如火山渣、火山彈及熔巖流的流動構(gòu)造等均保存極好， 并形成至少38座火山錐。該期火山噴發(fā)類型以中心式為主， 兼有溢流式， 形成多座分布于熔巖臺地之上的火山碎屑錐和混合錐， 此外還發(fā)育多條熔巖隧道?；鹕綆r性主要包括橄欖拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖， 噴發(fā)不整合覆于道堂組基底涌流堆積和玄武巖之上， 其上被全新世馬鞍嶺期玄武巖覆蓋， 成巖時代約9.91～10.27 ka(孫謙， 2003)。

2.10 第X期火山活動產(chǎn)物: 全新世馬鞍嶺期火山巖

該期火山巖為瓊北地區(qū)最晚期火山活動產(chǎn)物，火山機(jī)構(gòu)及噴發(fā)產(chǎn)物保存程度最高。主要分布于?？谑揭粠?， 尤其在馬鞍嶺出露最為典型和完好。與雷虎嶺期類似， 該期火山噴發(fā)方式亦以中心式噴發(fā)為主， 兼含溢流式?；鹕綆r性主要包括橄欖拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖， 噴發(fā)不整合覆于全新世雷虎嶺玄武巖之上， 其上無覆蓋， 成巖時代約8.155 ka(劉若新， 2000)。

3 火山地質(zhì)遺跡類型

據(jù)最新的地質(zhì)遺跡調(diào)查規(guī)范， 地質(zhì)遺跡是指在地球演化的漫長地質(zhì)歷史時期， 由于各種內(nèi)外地質(zhì)作用形成、發(fā)展并遺留下來的珍貴的、不可再生的地質(zhì)現(xiàn)象(中華人民共和國國土資源部， 2017)。同時，火山地質(zhì)遺跡與其它類型的地質(zhì)遺跡相比， 更有其明顯的特殊性， 主要體現(xiàn)在火山活動是一種瞬間的地質(zhì)現(xiàn)象， 具有動態(tài)特征， 且其在地質(zhì)歷史演化各個階段， 均扮演著極為重要的角色， 故而產(chǎn)生了極其豐富的地質(zhì)遺跡類型。因此， 在進(jìn)行火山遺跡詳細(xì)分類時， 應(yīng)該考慮火山地質(zhì)遺跡的上述獨(dú)特性。由于火山地質(zhì)遺跡的特殊性， 前人提出了多種分類方案。如陶奎元等(1999)將火山(巖)旅游資源類型分為火山噴發(fā)動態(tài)景觀、火山機(jī)構(gòu)地貌景觀、火山巖景觀、與火山、火山巖相關(guān)的自然景觀、火山巖受不同地學(xué)條件影響形成的自然景觀或生態(tài)環(huán)境以及與火山、火山巖相關(guān)的歷史文化資源 6大類， 并進(jìn)一步將這些資源細(xì)分為56小類； 李金花(2003)則根據(jù)火山地質(zhì)遺跡景觀資源客體性質(zhì)， 將其劃分為 3個主類、6類及 41個基本類型； 趙汀和趙越(2009)提出的顯性地質(zhì)遺跡科學(xué)分類中， 又將火山學(xué)與火成巖石學(xué)地質(zhì)遺跡歸為一類， 依據(jù)火山巖巖性特征進(jìn)行了亞類劃分， 并提出了 9種與火山相關(guān)的地質(zhì)遺跡類型； 王麗麗和田明中(2013)又根據(jù)火山地質(zhì)遺跡的性質(zhì)與成因， 將火山地質(zhì)遺跡劃分為 3大類、8類、35亞類。

上述分類方案中， 各類型的劃分依據(jù)與代表范圍并不統(tǒng)一， 如陶奎元等(1999)主要依據(jù)火山地質(zhì)遺跡的特征與成因進(jìn)行分類， 并強(qiáng)調(diào)了與之相關(guān)的景觀或文化資源， 劃分較為詳細(xì)， 而趙汀和趙越(2009)的分類方案則主要注重國際對比與交流， 劃分較為簡略； 王麗麗和田明中(2013)分類方案中的“類”則與李金花(2003)分類方案中的“亞類”同級。基于以上因素， 我們依據(jù)火山地質(zhì)遺跡自身特性、成因特點(diǎn)與價值屬性的分類原則， 在前人劃分方案的基礎(chǔ)上將火山地質(zhì)遺跡及相關(guān)資源詳細(xì)劃分為4個大類、5個類、16個亞類及100余個小類(表1)， 其中大類是地質(zhì)遺跡基本分類， 類是火山地質(zhì)遺跡資源的總體分類， 亞類是對各類火山地質(zhì)遺跡資源的詳細(xì)劃分， 而小類則是可與地質(zhì)遺跡點(diǎn)具體對應(yīng)的類型。

基于本文列出的火山地質(zhì)遺跡詳細(xì)分類方案(表 1)， 筆者等通過在瓊北地區(qū)開展的火山地質(zhì)遺跡詳細(xì)調(diào)查與評價工作， 將其中火山地質(zhì)遺跡及相關(guān)資源分為3類、7亞類、19小類(表2)。

4 火山地質(zhì)遺跡分布及特征

瓊北地區(qū)火山活動時代較新， 主要集中在第四紀(jì)， 且活動期次較多， 從古近紀(jì)至第四紀(jì)共有10期火山活動， 故而形成了豐富的火山地質(zhì)遺跡類型。不同時期的火山地質(zhì)遺跡保存程度不一， 古近紀(jì)火山地貌剝蝕最強(qiáng)烈， 第四紀(jì)火山地貌保存較好， 部分已成為著名地質(zhì)景觀， 如火山巖相剖面、火山渣錐、瑪珥火山、熔巖濕地等。瓊北地區(qū)火山地質(zhì)遺跡類型及代表性景觀如表2。

4.1 火山巖相剖面

4.1.1 火山錐巖相剖面

研究區(qū)火山錐剖面分布較廣泛， 又可進(jìn)一步分為混合錐、碎屑錐和熔巖錐3類巖相剖面。典型火山錐巖相剖面如風(fēng)爐嶺、陽南嶺， 其中風(fēng)爐嶺火山碎屑錐巖相剖面自下而上共可分為 6層巖相單元(圖 2a)， 陽南嶺北側(cè)火山混合錐可分為 9層巖相單元(圖 2b)。

4.1.2 熔巖流單元巖相剖面

研究區(qū)熔巖流單元剖面均由玄武巖熔巖流組成， 主要分布于道堂嶺—博山村、永茂嶺、群修嶺一帶。如道堂嶺—博山村火山巖剖面全新統(tǒng)石山組由下而上共可分為 6層巖性單元， 并組成兩期完整的流動單元， 而馬鞍嶺西北側(cè)熔巖流可劃分為 5期流動單元(圖2c)。

4.1.3 涌流堆積巖相剖面

研究區(qū)涌流堆積巖相剖面主要分布于楊花嶺、雙池嶺一帶， 主要由蒸汽巖漿爆發(fā)作用產(chǎn)生的涌流

相火山碎屑組成， 并發(fā)育交錯層理、微斜層理、水平層理等構(gòu)造。如楊花嶺涌浪堆積巖相剖面自下而上共可分為10層巖相層(圖版I-4)。

表1 火山地質(zhì)遺跡及相關(guān)資源詳細(xì)分類表Table 1 Detailed classification of volcanic geoheritages and related resources

表2 瓊北地區(qū)火山地質(zhì)遺跡及相關(guān)資源詳細(xì)分類表Table 2 Detailed classification of volcanic geoheritages and related resources in northern Hainan

4.2 火山機(jī)構(gòu)地貌

研究區(qū)火山機(jī)構(gòu)地貌可進(jìn)一步分為火山熔巖錐、火山碎屑錐、火山混合錐和瑪珥火山4類次級火山機(jī)構(gòu)地貌類型。

火山熔巖錐： 主要由熔巖流組成的錐狀火山。研究區(qū)火山熔巖錐分布較少， 典型熔巖錐有 9座，以高度低、底徑大為顯著特征， 高徑比(火山錐高度/火山錐底盤直徑)多集中在0.1左右。研究區(qū)著名熔巖錐如卜亞嶺和永茂嶺等。

火山碎屑錐： 主要由火山渣、火山集塊及火山灰組成的錐狀火山。研究區(qū)該類火山機(jī)構(gòu)分布較廣，其中典型的有14座， 以錐體高、底徑小為特征， 高徑比集中在 0.2～0.7之間。研究區(qū)著名的碎屑錐如道堂嶺和陽南嶺等。

火山混合錐： 主要由熔巖流和熔巖渣組成的錐狀火山。研究區(qū)火山混合錐分布最廣， 數(shù)量最多，同時也是成景的主要地質(zhì)體。研究區(qū)共分布15座典型火山混合錐， 其均已高度高、底徑小為特征， 高徑比多在 0.5～1.0之間。研究區(qū)著名混合錐如馬鞍嶺(圖版I-2)、包子嶺和雷虎嶺(圖2d)等。

瑪珥火山： 該類火山又稱低平火山口， 是指由蒸汽-巖漿爆發(fā)作用形成的火山， 以高度低， 底徑巨大為顯著特征。火山爆發(fā)產(chǎn)物以大量火山灰和沉積碎屑為主， 夾少量火山集塊及巖漿碎屑。發(fā)育粒序?qū)永?、低角度交錯層理、平行層理等沉積構(gòu)造， 見軟沉積變形如“墜石構(gòu)造”現(xiàn)象。研究區(qū)典型瑪珥火山有 9座， 均以高度低、底徑大為特征， 高徑比多在0.05左右。研究區(qū)瑪珥火山多以火山口不儲水的“干瑪珥”為特色， 著名瑪珥火山如楊花嶺、羅京盤(圖2d)和雙池嶺等。

4.3 火山熔巖地貌

研究區(qū)火山熔巖地貌普遍， 但因其處在熱帶地區(qū)， 空氣濕度大、植被繁茂， 故火山熔巖多遭嚴(yán)重風(fēng)化。研究區(qū)火山熔巖地貌主要包括熔巖流地貌、熔巖隧道等類型。

熔巖流地貌： 研究區(qū)熔巖流地貌主要包括結(jié)殼熔巖流、渣狀熔巖流和塊狀熔巖流三類， 這三類熔巖流的形成與熔巖流的黏度、溫度變化及冷卻速率的大小有關(guān)。熔巖流地貌在瓊北地區(qū)分布普遍， 但保存規(guī)模均較小， 僅在雷瓊(?？?世界地質(zhì)公園及部分熔巖隧道中出露較完整(圖版I-1)。

熔巖隧道： 熔巖隧道是研究區(qū)一種特殊的地質(zhì)景觀， 其形成是由于熔巖流表里冷卻速度不一致所造成的， 即熔巖流在流動過程中， 表層冷卻成殼，內(nèi)部的巖流熱量不易散失， 保持高溫而繼續(xù)流動，當(dāng)熔巖流來源斷絕時， 內(nèi)部熔巖流“脫殼而出”， 留下隧道狀的洞穴， 如地下隧道。瓊北地區(qū)熔巖隧道共可分為7群30余條， 長度10～2000 m不等， 如仙人洞-臥龍洞群、火龍洞群、鴉卜洞群、陰南洞群、墩太洞群等， 其分布數(shù)量之多、規(guī)模之大， 在我國實(shí)屬罕見， 尤其是龍華區(qū)儒王村火龍洞熔巖隧道連續(xù)貫通長度可達(dá)1.2 km， 洞壁風(fēng)化壤與蜂窩狀玄武巖交織錯雜， 色彩斑斕， 有若“飛天壁畫”(圖版I-3)。此外， 這些熔巖隧道內(nèi)還廣泛發(fā)育保存形態(tài)極為完整的繩狀、波狀、面包狀熔巖流等次生地質(zhì)遺跡。同時， 部分熔巖隧道還發(fā)育地下水潭、地下島、火山礦物泥、蝙蝠糞、洞穴蝙蝠、洞穴魚類、洞穴昆蟲構(gòu)成獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。

4.4 熔巖濕地地貌

研究區(qū)濕地資源豐富， 且我國唯一的獨(dú)具特色的熱帶火山熔巖濕地。研究區(qū)著名濕地共12處(表2)。由于研究區(qū)火山熔巖區(qū)分布有許多涌泉和洼地，且降水量充沛， 故形成了河溪、湖泊、田洋、水庫、池塘、森林沼澤、洪泛濕地等多類型濕地。這類濕地是區(qū)域儲水的重要載體， 多處濕地中還發(fā)育自流泉等地質(zhì)體(圖版I-7)。

5 瓊北地區(qū)與我國典型新生代火山地質(zhì)遺跡對比分析

瓊北地區(qū)火山活動延續(xù)時間長， 火山活動類型豐富， 形態(tài)多樣， 根據(jù)火山活動時代與形成的地質(zhì)遺跡類型， 將瓊北地區(qū)火山地質(zhì)遺跡進(jìn)行了分類，如表2。

瓊北地區(qū)火山地質(zhì)遺跡大地構(gòu)造位置處于歐亞板塊陸緣裂谷， 與我國大部分第四紀(jì)火山地質(zhì)遺跡分布于陸內(nèi)裂谷顯著不同； 分布面積 4159 km2，為全國新生代火山地質(zhì)遺跡分布面積最大地區(qū)； 共有火山 101座， 亦為全國新生代火山數(shù)量之冠； 火山活動時代持續(xù)時間長， 從古新世至全新世均有火山活動， 為全國新生代火山活動時間最長地區(qū)； 火山噴發(fā)方式包括夏威夷型、斯通博利型、塞特西延型(蒸汽-巖漿噴發(fā))3種形式； 火山地質(zhì)遺跡類型豐富， 主要包括火山巖相剖面、火山機(jī)構(gòu)地貌、火山巖地貌、濕地4類火山地質(zhì)遺跡及熔巖流單元巖相剖面、涌流堆積巖相剖面、火山熔巖錐、熔巖隧道、熔巖濕地等10小類火山地質(zhì)遺跡； 瓊北地區(qū)火山屬于全新世“城市火山”， 對其進(jìn)行火山活動監(jiān)測工作具有重要意義； 火山衍生資源豐富， 主要包括火山文化、火山古村落和熱帶火山農(nóng)業(yè)3類特色資源。

圖2 風(fēng)爐嶺火山碎屑錐巖相柱狀剖面(a)、陽南嶺火山混合錐巖相柱狀剖面(b)、馬鞍嶺西北側(cè)熔巖流巖相剖面(c)和雷虎嶺火山混合錐-羅經(jīng)盤瑪珥火山巖相剖面(d)(據(jù)黃鎮(zhèn)國等, 1993； 孫謙, 2003； 陶奎元, 2012修改)Fig. 2 Lithofacies columnar section of Mt. Fenglu pyroclastic cone (a), lithofacies columnar section of Mt. Yangnan volcanic compound cone (b), lithofacies section of lava in northwestern Mt. Ma’an (c), lithofacies section of Mt. Leihu compound cone-Luojingpan Maar (d) (modified after HUANG et al., 1993； SUN, 2003； TAO, 2012)

通過將瓊北地區(qū)新生代火山地質(zhì)遺跡與我國典型新生代火山地質(zhì)遺跡進(jìn)行對比(表 3)， 可知瓊北地區(qū)火山地質(zhì)遺跡特征顯著， 其在大地構(gòu)造位置、分布面積、火山數(shù)量、活動時代、噴發(fā)方式、火山地質(zhì)遺跡類型、火山監(jiān)測、火山衍生資源8個方面具有明顯不同于其它地區(qū)火山地質(zhì)遺跡的特征。

6 瓊北地區(qū)第四紀(jì)火山地質(zhì)遺跡的地學(xué)意義

綜上所述， 通過對瓊北地區(qū)新生代玄武質(zhì)火山地質(zhì)遺跡進(jìn)行全國對比研究， 結(jié)果表明， 瓊北地區(qū)第四紀(jì)火山群分布面積廣、地質(zhì)遺跡類型豐富， 在中國東部新生代火山巖區(qū)具有代表性和典型性。總體而言， 瓊北地區(qū)火山地質(zhì)遺跡在地學(xué)研究方面具有以下3方面的顯著特征與研究意義：

6.1 大地構(gòu)造學(xué)意義

瓊北地區(qū)位于歐亞板塊東南端， 與印度板塊和太平洋—菲律賓板塊毗鄰。大地構(gòu)造位置屬于太平洋構(gòu)造域與特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域的交匯點(diǎn)前緣，在大地構(gòu)造上具復(fù)雜性， 既保留了濱西太平洋構(gòu)造域的NE-NEE向構(gòu)造特征， 又呈現(xiàn)出特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域的NW-NWW向構(gòu)造特點(diǎn)， 并共同控制著瓊北地區(qū)新生代火山活動產(chǎn)物的空間展布。此外，瓊北地區(qū)新生代火山巖嚴(yán)格分布于“雷瓊坳陷”之中， 被認(rèn)為是南海停止擴(kuò)張后區(qū)域性玄武質(zhì)巖漿事件的一部分(Flower et al.， 1992)。這些玄武巖均沿斷裂分布， 具有大陸板內(nèi)玄武巖特征， 是認(rèn)識南海周

邊地區(qū)新生代以來構(gòu)造演化及地幔深部過程的重要窗口(韓江偉等， 2009)。同時， 瓊北地區(qū)玄武巖與南海海域玄武巖、臺灣北部新生代玄武巖、菲律賓呂宋島西南部的堿性島弧火山巖均有相似的微量元素和同位素組成特征， 這進(jìn)一步說明瓊北地區(qū)新生代玄武巖研究對于揭示環(huán)南海盆地深部巖漿性質(zhì)及演化規(guī)律具有重要意義。

表3 瓊北地區(qū)與全國其他地區(qū)典型新生代火山地質(zhì)遺跡級相關(guān)資源對比表Table 3 Comparative analyses of typical Cenozoic volcanic geoheritages and related resources in northern Hainan and those from other regions of China

6.2 火山學(xué)研究意義

瓊北地區(qū)是我國少量的全新世火山集中分布區(qū)之一， 對于提升我國全新世以來活火山研究工作具有重要意義。瓊北地區(qū)第四紀(jì)火山巖分布面積達(dá)4159 km2， 而瓊州海峽北部雷州半島火山巖分布區(qū)為 3136 km2， 牡丹江—穆棱火山分布巖區(qū)面積約3000 km2， 五大連池火山分布區(qū)面積約 1000 km2，內(nèi)蒙古扎蘭屯柴河火山區(qū)分布面積約1200 km2， 大同火山巖區(qū)分布面積約150 km2。因此， 瓊北地區(qū)第四紀(jì)火山巖分布面積在我國第四紀(jì)火山分布區(qū)中占首位。研究區(qū)火山主體集中分布于?？谑?， 尤其是距今8.15 ka前噴發(fā)的石山火山群距主城區(qū)僅8 km，而我國其他地區(qū)第四紀(jì)火山均遠(yuǎn)離城市， 因此研究區(qū)這些火山被稱為“城市火山”， 對其進(jìn)行火山災(zāi)害監(jiān)測和研究， 也是當(dāng)前我國火山學(xué)研究工作的重點(diǎn)之一。另一方面， 瓊北地區(qū)火山噴發(fā)方式類型豐富， 主要噴發(fā)方式包括夏威夷式、斯通博利式和蒸汽-巖漿式噴發(fā)3種， 是研究火山噴發(fā)機(jī)制及動力學(xué)過程的理想場所。特別是研究區(qū)分布大量中—晚更新世瑪珥火山(低平火山口)完整地保留了基底涌流堆積巖相剖面， 屬于典型的蒸汽巖漿爆發(fā)產(chǎn)物， 然而我國對于該類火山的研究多集中于產(chǎn)出特征及噴發(fā)產(chǎn)物的研究上， 對其爆破機(jī)理、火山噴發(fā)-運(yùn)移動力學(xué)過程的定量研究還極為薄弱， 與國際前沿差距較大， 而瓊北地區(qū)第四紀(jì)大量分布的瑪珥火山及完整的基底涌流巖相學(xué)剖面則為研究這些科學(xué)問題提供了國內(nèi)少有的理想研究對象。

6.3 地貌學(xué)研究意義

瓊北地區(qū)火山活動持續(xù)時間長， 自上新世至全新世均見火山活動， 并在更新世達(dá)到高峰， 最晚的火山活動時代為8.15 ka。長期的火山活動形成101座新生代火山， 是我國新生代火山分布數(shù)量最多的地區(qū)之一。同時， 這些火山地質(zhì)遺跡類型豐富， 尤其是火山地貌類地質(zhì)遺跡發(fā)育最為豐富。研究區(qū)火山地貌類遺跡類型主要包括火山機(jī)構(gòu)地貌、火山巖地貌、熔巖濕地地貌3類火山地貌類地質(zhì)遺跡及火山熔巖錐、熔巖隧道、熔巖濕地等8小類火山地貌地質(zhì)遺跡。尤其是其中熔巖隧道和熔巖濕地地貌最為獨(dú)特。主要表現(xiàn)在， 一方面， 研究區(qū)熔巖隧道數(shù)量多、連續(xù)貫通距離長、形態(tài)多變且內(nèi)部地質(zhì)景觀及派生景觀豐富， 均可與世界著名熔巖隧道相媲美，且這些熔巖隧道多分布于?？谑兄車?隨著城市的擴(kuò)張， 其地下空間展布情況， 已成為干擾城市規(guī)劃與建設(shè)的重大科學(xué)難題； 另一方面， 研究區(qū)熔巖濕地是我國唯一發(fā)育在熱帶地區(qū)火山巖之上的濕地，其中發(fā)育了獨(dú)特的熱帶生態(tài)聚落， 顯著不同于五大連池、扎蘭屯等寒帶地區(qū)的生態(tài)聚落， 另外， 火山噴發(fā)后， 熔巖漿會毀滅原有的植被， 改變土壤環(huán)境，原生植被將在裸巖上重新開始演替， 火山熔巖地區(qū)將擁有區(qū)別于周圍環(huán)境更年輕的植物演替史(申益春等， 2019)， 因此研究區(qū)火山熔巖濕地地貌的研究意義巨大。

值得一提的是， 瓊北地區(qū)處火山地質(zhì)遺跡資源極為豐富之外， 其火山衍生資源亦十分優(yōu)厚而獨(dú)特。這些火山衍生資源主要包括火山文化、火山古村落和熱帶火山農(nóng)業(yè)3類(表2)， 這些火山衍生資源與當(dāng)?shù)鼐用裆蠲芮邢嚓P(guān)， 對其進(jìn)行系統(tǒng)梳理與對比研究是火山地質(zhì)遺跡調(diào)查與評價的一項(xiàng)重要延伸內(nèi)容， 具有重要意義， 主要體現(xiàn)在 3個方面： 首先，第四紀(jì)火山地區(qū)先天的特殊自然條件使得研究區(qū)居民的生產(chǎn)、生活方式與火山緊密相聯(lián)， 尤其聚落格局、建筑材料、種植方式、物種選擇、水資源利用方式等， 均呈現(xiàn)出與火山熔巖地區(qū)自然環(huán)境的高度適應(yīng)， 形成一個協(xié)同進(jìn)化體系， 是一個典型的熱帶濱海區(qū)域火山熔巖地區(qū)的自然文化遺產(chǎn)綜合體， 并衍生出了大量與火山相關(guān)的珍貴文化遺產(chǎn)， 如火山山歌、村話、火山公期等藝術(shù)形式及地方志如《瓊山縣志》中關(guān)于火山地質(zhì)的記載。其次， 瓊北地區(qū)許多村落中仍保留了大量由玄武巖構(gòu)建的石屋， 且仍在使用中， 如三卿村、榮堂古村、昌道古村、博學(xué)古村等。這些火山巖石屋組成的建筑聚落(圖版Ⅰ-8)， 是世界上除韓國濟(jì)州島之外第二個由火山巖建筑組成的大型聚落， 是珍貴的歷史文化遺產(chǎn)。此外，研究區(qū)處于熱帶火山巖分布區(qū)， 其上發(fā)育了典型的熱帶農(nóng)業(yè)動植物。由火山活動帶來的豐富礦物質(zhì)賦存于火山巖風(fēng)化后的紅壤之中， 加之該地區(qū)優(yōu)良的水質(zhì)、氣候及生態(tài)環(huán)境等條件為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)熱帶農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件， 使之品質(zhì)遠(yuǎn)高于其它地區(qū)的同類型農(nóng)產(chǎn)品， 如研究區(qū)廣泛種植的火山黃皮、烏欖、荔枝、黑豆、石斛、龍眼， 以及在火山巖區(qū)養(yǎng)殖的黑山羊、山鷓鴣等。

瓊北地區(qū)豐富的火山地質(zhì)遺跡與衍生資源具有巨大的挖掘潛力， 隨著海南省自由貿(mào)易港和國際旅游島建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)， 這些資源的旅游價值及其背后的地球科學(xué)內(nèi)涵還需要進(jìn)一步地深入發(fā)掘和研究。

致謝：感謝論文評審老師為本文提出的寶貴的修改意見和建議！

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (Nos. DD20190603 and DD20179384)， Nanjing Geological Center of China Geological Survey(No. 2019012)， and National Key Research and Development Program of China (No. 2016YFC0600203).

圖版說明

圖版I Plate I

1-儒王熔巖隧道內(nèi)繩狀熔巖流；

2-馬鞍嶺混合火山錐；

3-火龍洞熔巖隧道；

4-一字嶺涌流堆積巖相剖面；

5-峨蔓玄武巖礫灘；

6-峨蔓玄武巖曬鹽臺；

7-新舊溝熔巖濕地；

8-榮堂古村玄武巖石門

1-pahoehoe lava flow in Ruwang lava tube；

2-Ma'anling compound cones；

3-Huolongdong lava tube；

4-petrographic profile of surge deposits in Yiziling；

5-basaltic gravel beach in Eman；

6-basaltic salt platform in Eman；

7-lava wetlands in Xinjiugou；

8-basaltic stone gate of Rongtang ancient village