瓊北峨蔓地區(qū)火山地質(zhì)與噴發(fā)歷史

楊文健 趙 波* 于紅梅 許建東 潘 波 王錫嬌

1)吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站，中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

2)中國地震局地震與火山災(zāi)害重點實驗室，北京 100029

3)海南省地震局，?？?570203

圖1 a 瓊北晚新生代火山巖分布圖(據(jù)劉建強等，2013修改)；b 峨蔓火山區(qū)火山地質(zhì)簡圖Fig.1 The distribution map of the Late Cenozoic volcanic rocks in Qiongbei (modified after LIU Jian-qiang et al.，2013)(a) and the brief geological map of Eman volcanic field(b).年齡數(shù)據(jù)來自文獻(葛同明等，1989；張仲英等，1989；朱炳泉等，1989；樊祺誠等，2004)

0 引言

雷瓊火山群位于華南板塊南緣，由雷州半島火山巖區(qū)和瓊北火山巖區(qū)組成，是揭示中國東南沿海地區(qū)構(gòu)造-巖漿相互作用、殼-幔物質(zhì)交換以及深部地幔組成的重要窗口。其中，瓊北火山巖區(qū)主要分布于EW向的王五-文教斷裂以北(圖1a)，自邊兆祥(1958)首次將瓊北火山巖的時代歸屬為第四紀以來，有關(guān)該火山區(qū)的火山地質(zhì)、年代學(xué)、巖石地球化學(xué)以及深部結(jié)構(gòu)等方面的研究已取得了豐碩成果(曾廣策，1984；樊祺誠等，1987，2004；張仲英等，1989；朱炳泉等，1989；黃鎮(zhèn)國等，1994；Hoetal.，2000；Lebedevetal.，2003；孫謙，2003；Leietal.，2009；Zouetal.，2010；Wangetal.，2012，2013；Weietal.，2012，2020；Liuetal.，2015；Xiaetal.，2016；Guetal.，2019)。Ho等(2000)指出瓊北地區(qū)的火山活動始于漸新世晚期，逐漸向中新世、上新世發(fā)展，在更新世達到頂峰，在全新世發(fā)生衰退和終止，且在整個噴發(fā)過程中，早期噴發(fā)物主要為拉斑玄武巖，而晚期則以堿性玄武巖為主(樊祺誠等，1987；朱炳泉等，1989)，并將瓊北第四紀火山活動劃分為早、中、晚更新世及全新世4期(張仲英等，1989；孫謙，2003；樊祺誠等，2004；Wangetal.，2012)。盡管不同學(xué)者的劃分方式存在一定的差異，但各期之間的年代學(xué)結(jié)果基本一致。近年來，隨著對瓊北火山區(qū)研究的逐漸深入，不斷涌現(xiàn)出一些新的認識和發(fā)現(xiàn)。尤其是海南省地質(zhì)調(diào)查院(2007)完成的《東方縣幅E49C001001 1︰25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》中指出，瓊北西北部的峨蔓火山巖為全新世石山期噴發(fā)的產(chǎn)物。但是，這一認識與早期的火山活動分期劃分存在顯著差異(葛同明等，1989；張仲英等，1989；付建明，1997；孫謙，2003；樊祺誠等，2004)，故峨蔓地區(qū)是否存在全新世火山活動還有待進一步商榷。此外，該區(qū)是否存在全新世火山活動還將影響周邊數(shù)百千米以內(nèi)的核電廠建設(shè)和候選地址處的火山安全性評估工作(許建東等，2019)，故查明峨蔓地區(qū)火山活動的時代具有重要的科學(xué)實踐意義。本次研究對峨蔓火山區(qū)展開了系統(tǒng)的火山地質(zhì)及地貌調(diào)查，并進行了火山巖全巖主量元素分析及火山巖K-Ar年代學(xué)和火山渣層中貝殼的14C 年代學(xué)測試，揭示了峨蔓地區(qū)火山活動時代和噴發(fā)特征等。

1 地質(zhì)背景

海南島處于歐亞板塊東南端，位于瓊州海峽南側(cè)、南海海盆西北緣。全島既發(fā)育最老的中元古界基底地層，又發(fā)育古生代、中生代和新生代地層(梁光河，2018)，其斷裂構(gòu)造主要呈EW、NE和NW走向，且火山活動普遍發(fā)育。其中，近EW向的王五-文教斷裂主導(dǎo)著海南島北部地區(qū)的新生代地層發(fā)育和火山活動分布(孫謙，2003)，該斷裂以北分布著超過4000km2的新生代火山巖(張仲英等，1989；黃鎮(zhèn)國等，1993；樊祺誠等，2004)，約占全島面積的12%，擁有100余座火山，有學(xué)者又將其稱為“瓊北火山群”，是中國新生代以來火山活動最劇烈、最頻繁且持續(xù)時間最久的火山群之一(白志達等，2003；王薇華，2007)，噴出了約5000km3的玄武質(zhì)熔巖(Zouetal.，2010)。此外，前人根據(jù)地層接觸關(guān)系、火山巖風(fēng)化程度、年代學(xué)結(jié)果以及火山地貌特征等將瓊北晚新生代火山活動劃分為5期，從早至晚依次為中—上新世蓬萊期(13～3.04Ma)、早—中更新世多文期(2.11～0.77Ma)、中更新世東英期(0.67～0.21Ma)、晚更新世道堂期(0.126～0.018Ma)和全新世石山期(<11.8ka)(汪嘯風(fēng)等，1992；黃鎮(zhèn)國等，1993；孫謙，2003；樊祺誠等，2004；Wangetal.，2012)。其中，蓬萊期火山活動主要出現(xiàn)在文昌蓬萊、?？诮鹋X等地，火山巖呈夾層隱伏于瓊北坳陷內(nèi)；多文期火山活動分布最廣，以裂隙式噴發(fā)形成大面積的熔巖被，主要分布在臨高多文和瓊山云龍等地，由于噴發(fā)時代較早、長期遭受風(fēng)化，熔巖被多發(fā)育厚層紅土；東英期火山活動分布廣而零散，仍以裂隙式噴發(fā)為主，形成熔巖被和火山錐，主要分布于東英、峨蔓和高山嶺等地；道堂期火山活動分布也較廣泛，主要分布于瓊山長流、咸諒、龍橋和白蓮等地；石山期是瓊北地區(qū)火山活動的衰退和終結(jié)期，以中心式噴發(fā)為主，兼有裂隙式噴發(fā)，且火山機構(gòu)保存完整，主要分布于石山、永興地區(qū)(孫謙，2003；樊祺誠等，2004)，以雷虎嶺、馬鞍嶺和昌道嶺火山最為典型，其熔巖表面新鮮，基本無風(fēng)化或蝕變。

峨蔓火山巖區(qū)處于瓊北火山區(qū)的西北角(圖1a)，位于儋州市西北部的峨蔓鎮(zhèn)。該區(qū)域的火山巖分布呈雞冠狀，整體地形呈東南高、向近海方向逐漸降低的趨勢。符啟基等(2012)認為峨蔓地區(qū)的火山活動明顯受控于NE向的三都-峨蔓斷裂和NW向的兵馬角-筆架嶺斷裂，沿斷裂走向可見火山口呈串珠狀排列，并認為筆架嶺地區(qū)具有多次火山噴發(fā)的特征。已有的年代學(xué)結(jié)果顯示峨蔓地區(qū)的火山活動時代應(yīng)屬于中更新世東英期(葛同明等，1989；付建明，1997；孫謙，2003；樊祺誠等，2004，Wangetal.，2012)，但海南省地質(zhì)調(diào)查院(2007)在《東方縣幅E49C001001 1︰25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》中將該區(qū)域的火山巖歸屬為全新世石山期噴發(fā)的產(chǎn)物，缺乏具體的年代學(xué)數(shù)據(jù)支撐，也無詳細的地質(zhì)與地貌描述。

2 分析方法

野外地質(zhì)調(diào)查顯示，峨蔓地區(qū)保留了獨特的海蝕殘余火山地貌(海蝕崖、海蝕凹槽以及海蝕柱等)和熔巖流地貌，發(fā)育筆架嶺、春歷嶺、兵馬角、龍門激浪、龍門燈塔以及張屋等火山(圖1b)。熔巖流分布廣泛，幾乎遍及整個區(qū)域，濺落堆積物、基浪堆積物以及火山渣分布范圍較小，僅在龍門激浪—五彩灣和張屋村附近發(fā)育。同時，本次還對整個火山區(qū)進行了系統(tǒng)采樣，取樣位置見圖1。

挑選出表面新鮮的巖石樣品，切片并利用超聲清洗干凈后在烘箱中烘干，然后對所挑選的樣品進行巖石磨片，經(jīng)顯微鏡下鑒定后，再次選出具有代表性的樣品進行粉碎。其中，將用于全巖主量元素分析的樣品破碎至200目。全巖主量元素分析在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室采用AxiosmaxX射線熒光光譜儀(XRF)完成，同時選用標樣GSR-2和GSR-3用于分析精度檢測，且分析精度優(yōu)于5%。

圖2 峨蔓地區(qū)的野外地質(zhì)照片F(xiàn)ig.2 Field geological photo in Eman region.a 筆架嶺5號火山，塊狀熔巖較裸露，且發(fā)育3級熔巖流階梯；b 5號火山下部的露頭剖面，為致密的灰黑色塊狀熔巖，其頂部被厚層紅土所覆蓋；c 春歷嶺火山，坡度較緩，森林和植被覆蓋程度高；d、e 分別為張屋村火山基浪堆積物中發(fā)育的平行層理和增生火山礫構(gòu)造；f 峨蔓火山區(qū)外圍和盛中更新世火山巖，發(fā)育球形風(fēng)化；g ?？谑芥?zhèn)全新世馬鞍嶺火山巖剖面 照片，該剖面節(jié)理和裂隙發(fā)育，基本無風(fēng)化

3 火山噴發(fā)方式及產(chǎn)物

一般而言，火山噴發(fā)方式的差異將導(dǎo)致火山形態(tài)迥異，其噴發(fā)產(chǎn)物也截然不同。經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，峨蔓地區(qū)存在筆架嶺、春歷嶺、兵馬角、龍門激浪、龍門燈塔以及張屋等火山(圖1b)，不僅有溢流式噴發(fā)，還有爆破式噴發(fā)(射汽-巖漿爆破式噴發(fā)和弱巖漿爆破式噴發(fā))。其中，筆架嶺和春歷嶺火山為溢流式噴發(fā)，其噴發(fā)產(chǎn)物為熔巖流，且構(gòu)成了整個火山區(qū)的主體部分；兵馬角和張屋火山為射汽-巖漿爆破式噴發(fā)，其噴發(fā)物以基浪堆積物為主，并伴生近火口火山渣；龍門激浪和燈塔火山為弱巖漿爆破式噴發(fā)，其噴發(fā)物主要為濺落堆積物。

3.1 溢流式噴發(fā)及產(chǎn)物

筆架嶺和春歷嶺火山位于峨蔓火山區(qū)中南部。經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，筆架嶺火山由5座火山構(gòu)成(圖1b)。其中，2、3、4號火山幾乎全被森林覆蓋，僅沿環(huán)山公路可見零星露頭；而1號和5號火山熔巖較裸露，為灰黑色塊狀熔巖，長軸長0.5～1m，氣孔或杏仁體不發(fā)育，風(fēng)化程度微弱，可見由塊狀熔巖構(gòu)成的階梯狀構(gòu)造(圖2a)，而并非為符啟基等(2012)提出的由火山集塊巖構(gòu)成。此外，在5號火山下部農(nóng)田處見一露頭(圖2b)，依然為致密的灰黑色塊狀熔巖，其頂部被厚層紅土所覆蓋，巖石表面因風(fēng)化而呈現(xiàn)磚紅色和土黃色，并發(fā)育球形風(fēng)化。此外，春歷嶺火山位于筆架嶺東側(cè)，錐體坡度較緩，被厚層腐殖土所覆蓋且植被發(fā)育，零星可見露頭，在山腳和山腰出露的熔巖中也發(fā)育球形風(fēng)化(圖2c)。

溢流式噴發(fā)形成的熔巖流幾乎遍及整個峨蔓火山區(qū)，主要由筆架嶺火山和春歷嶺火山噴發(fā)形成，其熔巖流分布面積約為26.3km2，大致可劃分為W向、NNW向和NE向熔巖流單元及中南部的熔巖流臺地(圖1b)，大部分被植被所覆蓋，部分低洼處被開墾為農(nóng)田，總體而言天然露頭稀少。其中，W向熔巖流單元在白沙村北部可見露頭，該套熔巖流節(jié)理和裂隙發(fā)育，巖石表面風(fēng)化強烈而呈現(xiàn)磚紅色和土黃色，并具有明顯的球形風(fēng)化特征。NNW向熔巖流單元主要出露于龍門激浪附近，熔巖流呈楔狀匯入海洋，為灰黑色塊狀熔巖，近海岸的部分熔巖因長期遭受海蝕作用而具有較好的磨圓。NE向熔巖流單元流動至田來村附近，在一開挖的水渠旁可見露頭，且風(fēng)化強烈，也發(fā)育明顯的球形風(fēng)化。在熔巖流臺地最南端的官地村北路可見一人工露頭剖面，該熔巖氣孔和節(jié)理發(fā)育，球形風(fēng)化程度較低。

3.2 爆破式噴發(fā)及產(chǎn)物

爆破式噴發(fā)的特征產(chǎn)物為火山碎屑(于紅梅，2011)，常堆積構(gòu)成瑪珥火山、凝灰?guī)r環(huán)、凝灰?guī)r錐、渣錐及濺落錐等(劉祥，1996；趙波等，2008，2010；趙勇偉等，2013；Zhaoetal.，2021)。峨蔓地區(qū)的爆破式火山噴發(fā)主要為射汽-巖漿爆破式噴發(fā)和弱巖漿爆破式噴發(fā)，且分布規(guī)模較小。其中，射汽-巖漿爆破式噴發(fā)見于該火山區(qū)西北緣的兵馬角及西南部的張屋村等地，而弱巖漿爆破式噴發(fā)主要見于火山區(qū)西北緣的龍門激浪—五彩灣一帶(圖1b)。

射汽-巖漿爆破式噴發(fā)形成基浪堆積物，且發(fā)育交錯層理、增生火山礫等典型構(gòu)造(白志達等，2006；楊文健等，2020)。兵馬角火山位于該火山區(qū)的西北角(圖1b)，出露一條長約20m、厚約13m的海蝕殘余的基浪堆積物剖面(圖3)，可將其劃分為頂、底2層。頂層為灰黑色的基浪堆積層，厚約10m，發(fā)育交錯層理和斜層理，為典型的射汽-巖漿爆炸式噴發(fā)產(chǎn)物；底部為土黃色的火山渣層，厚約3m，并發(fā)育直徑20～50cm的灰黑色熔巖餅，暗示近火口堆積特征，火山渣層中夾雜厚約40cm的基浪堆積層。值得注意的是，該剖面的頂、底2層連續(xù)分布，無明顯間斷，整體表現(xiàn)為橙玄玻璃化特征(土黃色)，推測該套火山渣在形成過程中與海水發(fā)生了作用，其表面快速冷凝形成玻璃質(zhì)(Sigurdsson，2015)，后期風(fēng)化致使整個渣層表現(xiàn)為土黃色。張屋火山位于火山區(qū)的西南部(圖1b)，呈明顯的負地形特征，基浪堆積層中發(fā)育平行層理和黃豆粒大小的增生火山礫(圖2d，e)。

圖3 兵馬角南部的基浪堆積物剖面圖Fig.3 The section of surge base in south Binmajiao.

弱巖漿爆破式噴發(fā)以濺落堆積的熔結(jié)集塊巖為典型特征(白志達等，2020)。龍門激浪和燈塔火山位于該火山區(qū)的西北角(圖1b)，由于受海蝕作用的影響，濺落錐幾乎蕩然無存，僅在地貌上表現(xiàn)為海蝕崖。燈塔剖面為整個龍門激浪—五彩灣濺落堆積物的一部分，該剖面由1套厚約10m的磚紅色濺落堆積物組成(圖4)，發(fā)育熔巖餅、火山集塊及火山角礫等，指示近火口噴發(fā)特征。此外，整個剖面由上往下熔結(jié)程度逐漸變強，在剖面下部可觀察到由濺落堆積物塑性流動形成的層狀構(gòu)造。

圖4 龍門燈塔濺落堆積物剖面圖Fig.4 The section of spattering deposits in Longmen-Dengta.

4 巖石學(xué)和地球化學(xué)特征

本區(qū)火山巖的新鮮面普遍呈青灰、灰黑色，為致密的塊狀熔巖。在顯微鏡下呈斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以橄欖石和單斜輝石為主，并含少量斜長石(圖5a—d)。其中，橄欖石含量約為5%～10%，呈粒狀，它形、半自形，大小為100～300μm，發(fā)育伊丁石化現(xiàn)象；單斜輝石含量約為5%，呈柱狀，半自形—自形，大小為200～700μm，見砂鐘結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)以及熔蝕結(jié)構(gòu)等；斜長石的含量約為5%，呈長板狀，自形，長軸為200～1000μm。基質(zhì)呈玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)、間隱結(jié)構(gòu)和間粒-間隱結(jié)構(gòu)。同時，于顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，盡管瓊北馬鞍嶺和昌道嶺全新世火山巖及鉆孔揭露的馬鞍嶺北晚更新世火山巖呈現(xiàn)出與峨蔓火山巖相似的斑晶礦物組成(橄欖石、單斜輝石及斜長石)，但全新世火山巖中未見橄欖石伊丁石化現(xiàn)象，而晚更新世火山巖中的橄欖石部分伊丁石化(圖5e—l)。此外，盡管本區(qū)火山巖與其外圍的中更新世和盛火山巖的顯微結(jié)構(gòu)存在一定差異，后者基質(zhì)呈間粒結(jié)構(gòu)，但是它們的斑晶礦物組成、含量及大小等具有相似性，橄欖石斑晶均呈現(xiàn)伊丁石化。

圖5 峨蔓及外圍的火山巖與?？诘貐^(qū)(馬鞍嶺、昌道嶺)的火山巖顯微照片F(xiàn)ig.5 Microphotographs of volcanic rocks in Eman，its periphery and Haikou area(Maanling and Changdaoling).a、b 峨蔓筆架嶺玄武粗安巖，輝石斑晶具有砂鐘、熔蝕結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為間隱結(jié)構(gòu)，可見斜長石微晶；c、d 峨蔓春歷嶺粗安巖，橄欖石斑晶伊丁石化現(xiàn)象明顯，輝石斑晶見內(nèi)部溶蝕，基質(zhì)為間隱-玻璃結(jié)構(gòu)，含有斜長石和磁鐵礦微晶；e、f 峨蔓外圍中更新世和盛粗面玄武巖，橄欖石斑晶伊丁石化現(xiàn)象明顯，基質(zhì)為間隱-玻璃結(jié)構(gòu)，含有斜長石和磁鐵礦微晶；g、h 馬鞍嶺北鉆孔揭露的晚更新世玄武巖，玻基斑狀結(jié)構(gòu)，橄欖石斑晶發(fā)育伊丁石化現(xiàn)象；i、j 馬鞍嶺全新世玄武巖，基質(zhì)為間隱結(jié)構(gòu)，含有大量斜長石和輝石微晶；k、l 昌道嶺全新世玄武巖，基質(zhì)為間隱結(jié)構(gòu)，含有大量斜長石微晶。Ol 橄欖石；Cpx 單斜輝石； Pl 斜長石?！?”和“+”分別表示單偏光和正交偏光照片

表1 峨蔓及外圍火山巖主量元素的分析結(jié)果(wt%)Table1 Major element(wt%)analyses of volcanic rocks in Eman and its periphery

圖6 峨蔓以及外圍地區(qū)火山巖的TAS分類圖解(底圖據(jù)Le Bas et al.，1986)Fig.6 TAS diagram of volcanic rocks in Eman and its periphery(after Le Bas et al.，1986).?？谌率朗狡?馬鞍嶺火山、昌道嶺火山)火山巖和晚更新世道堂期(馬鞍嶺北)火山巖的數(shù)據(jù)來自于紅梅未發(fā)表的成果；陰影區(qū)域代表瓊北火山巖的成分變化范圍，數(shù)據(jù)來自文獻(韓江偉等，2009；Ho et al.，2000；Zou et al.，2010；Wang et al.，2012；Liu et al.，2015；丁望，2017)

圖7 峨蔓以及外圍地區(qū)火山巖的哈克圖解Fig.7 Harker diagrams for volcanic rocks in Eman and its periphery.

5 火山噴發(fā)時代

瓊北地區(qū)的火山活動時間跨度大，始于南海擴張停止(<16Ma)(Briaisetal.，1993)以后，一直持續(xù)到全新世發(fā)生衰退和終止(Hoetal.，2000；樊祺誠等，2004；Wangetal.，2012)。峨蔓火山區(qū)的火山活動可以劃分早、晚2個階段，且均以溢流式噴發(fā)為主，但晚期兼有射汽-巖漿爆破式噴發(fā)和弱巖漿爆破式噴發(fā)。本文根據(jù)火山地質(zhì)與地貌特征、巖石風(fēng)化程度、巖石學(xué)和地球化學(xué)特征，結(jié)合本文最新的火山巖K-Ar年代學(xué)、貝殼14C 年代學(xué)結(jié)果和已有的年代學(xué)數(shù)據(jù)(葛同明等，1989；付建明，1997；Hoetal.，2000；孫謙，2003；樊祺誠等，2004；Wangetal.，2012)，初步確定峨蔓地區(qū)的火山活動時代為中、晚更新世。其主要依據(jù)如下：

(1)火山巖風(fēng)化程度：一般而言，在相似的自然環(huán)境條件下，年齡越老的火山巖較年輕火山巖遭受風(fēng)化的時間更長、風(fēng)化殼越發(fā)育、風(fēng)化程度也越高，故火山巖的風(fēng)化程度可以反映火山活動的相對時代。野外地質(zhì)調(diào)查顯示，除筆架嶺1號、5號火山和龍門激浪附近的塊狀熔巖較新鮮以外，峨蔓地區(qū)大部分火山巖發(fā)育球形風(fēng)化，且表層多被紅土層所覆蓋(圖2b，c)，明顯區(qū)別于缺乏紅土層覆蓋并呈塊狀、棱角狀的全新世馬鞍嶺火山巖(圖2g)，而與中更新世東英期和盛火山巖相似，均表現(xiàn)出明顯的球形風(fēng)化和紅土層覆蓋特征(圖2b，c，f)。因此，大致可以推斷出峨蔓火山區(qū)大部分火山巖可能形成于中更新世，而筆架嶺1號、5號火山噴發(fā)的時間相對較晚。

(2)火山地質(zhì)與地貌特征：峨蔓地區(qū)保留了獨特的海蝕殘余火山地貌(海蝕崖、海蝕凹槽及海蝕柱等)和熔巖流地貌。其中，龍門激浪—兵馬角一帶的海蝕殘余火山地貌的破壞程度高于廣西潿洲島南灣火口豬仔島附近的殘余火山地貌，推測其形成的時間可能要早于晚更新世末期南灣火山噴發(fā)(距今(33.7±0.4)ka)(樊祺誠等，2006)。此外，整個火山區(qū)的熔巖流大部分被植被所覆蓋，部分低洼處被開墾為農(nóng)田。白志達等(2020)指出第四紀以來的火山形貌特征可以反映其噴發(fā)的先后順序，噴發(fā)時代距今越近，其錐體形態(tài)和火山機構(gòu)保存越完整。同時，晚更新世以來的火山錐體形態(tài)基本清晰可見(趙勇偉等，2008；白志達等，2012)，如全新世馬鞍嶺火山，錐體尖棱、陡峭，且錐體降解程度低(魏海泉等，2003)，火山巖基本無風(fēng)化(圖2g)。但筆架嶺和春歷嶺火山的坡度相對較緩(圖2a，c)，火山巖發(fā)育球形風(fēng)化和紅土型風(fēng)化殼(圖2b，f)，與?？隈R鞍嶺全新世火山巖剖面對比(圖2g)可以發(fā)現(xiàn)，峨蔓火山巖整體風(fēng)化程度高，故排除其于全新世噴發(fā)的可能。筆架嶺1號、5號和春歷嶺火山均具有錐體特征，但前者比后者坡度更陡(表2)、熔巖更加裸露且風(fēng)化程度更低，暗示前者的噴發(fā)時間應(yīng)晚于后者，推測筆架嶺1號、5號火山噴發(fā)時代應(yīng)該屬于晚更新世，而春歷嶺火山活動時代應(yīng)早于晚更新世，可能為中更新世。

表2 筆架嶺、春歷嶺和馬鞍嶺火山的主要參數(shù)Table2 Major parameters of Bijialing，Chunliling and Maanling volcanoes

表3 峨蔓火山巖的K-Ar年齡結(jié)果Table3 The K-Ar chronology of volcanic rocks in Eman

表4 峨蔓浪堆積層中貝殼14C 年齡和火山巖熱釋光(TL)年齡結(jié)果Table4 14C chronology of conch in base-surge and TL chronology of volcanic rock in Eman

(3)巖石學(xué)和地球化學(xué)特征：不同時代的瓊北火山巖中的橄欖石斑晶呈現(xiàn)出差異性蝕變(圖5)，中、晚更新世火山巖中的橄欖石斑晶發(fā)育伊丁石化現(xiàn)象(圖5e—h)，而全新世火山巖基本無蝕變(圖5i—l)。經(jīng)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，峨蔓火山巖中的部分橄欖石斑晶也呈現(xiàn)出伊丁石化現(xiàn)象(圖5c，d)。此外，盡管峨蔓火山巖的化學(xué)成分明顯區(qū)別于?？诘貐^(qū)全新世石山期和晚更新世道堂期玄武巖(圖6)，且前者比后者更富SiO2(51.39%～55.00%)，但是峨蔓火山巖與?？诘貐^(qū)晚更新世道堂期玄武巖中的橄欖石斑晶具有相似程度的伊丁石化(圖5a—h)，綜合表明峨蔓地區(qū)的火山活動時代可能為中、晚更新世。

(4)年代學(xué)結(jié)果：結(jié)合本文最新的火山巖K-Ar年齡、貝殼14C 年齡以及前人數(shù)據(jù)(表1，2，圖1b)，認為峨蔓地區(qū)的火山活動時代應(yīng)屬于中、晚更新世。樣品HN8-17-4、HN8-16-6和HN8-16-3的K-Ar年齡分別為(0.44±0.06)Ma、(0.23±0.01)Ma和(0.12±0.01)Ma，與已有的K-Ar年代學(xué)結(jié)果(葛同明等，1989；付建明，1997；Hoetal.，2000；孫謙，2003；樊祺誠等，2004；Wangetal.，2012)基本一致，也與峨蔓南部凝灰?guī)r烘烤層的熱釋光(TL)測年結(jié)果((276±13.8)kaBP)(張仲英等，1989)具有一致性，應(yīng)屬于中更新世時期。此外，在峨蔓火山區(qū)西北緣的兵馬角基浪堆積層剖面底部的土黃色火山渣層中發(fā)現(xiàn)伴生的貝殼，測得貝殼的14C 年代學(xué)結(jié)果為(43.27±0.67)kaBP(表2)，表明兵馬角射汽-巖漿爆破式噴發(fā)時代應(yīng)該為晚更新世。

最后，綜合火山巖風(fēng)化程度、火山地質(zhì)與地貌特征、巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)特征以及火山K-Ar年代學(xué)、貝殼14C 年代學(xué)結(jié)果，認為峨蔓火山區(qū)的火山活動時代應(yīng)屬于中、晚更新世。

6 結(jié)論

(1)據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查顯示，峨蔓火山區(qū)發(fā)育筆架嶺、春歷嶺、兵馬角、龍門激浪、龍門燈塔以及張屋等多座火山。其火山噴發(fā)方式主要為溢流式噴發(fā)、射汽-巖漿爆破式噴發(fā)和弱巖漿爆破式噴發(fā)，噴發(fā)產(chǎn)物主要為熔巖流，其次為基浪堆積物、濺落堆積物以及近火口火山渣。

(2)峨蔓火山巖的化學(xué)成分變化較大，整體偏中性，可將其劃分為堿性和亞堿性系列，堿性火山巖包括玄武粗安巖和粗安巖，亞堿性火山巖由玄武安山巖組成；在巖漿演化過程主要經(jīng)歷了橄欖石和單斜輝石的結(jié)晶分異。

(3)火山巖的風(fēng)化程度(球形風(fēng)化、紅土層)、火山地質(zhì)與地貌特征(錐體形貌、坡度)、巖石學(xué)和地球化學(xué)特征(橄欖石斑晶蝕變、全巖成分差異)以及K-Ar年齡(0.12～0.44Ma)和貝殼14C 年代學(xué)結(jié)果((43.27±0.67)kaBP)顯示，峨蔓火山區(qū)的火山活動時代應(yīng)屬于中、晚更新世。

致謝北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院周晶老師及中國地震局地質(zhì)研究所武穎老師在火山巖K-Ar年代學(xué)測試方面給予了熱情幫助；審稿人對本文提出了寶貴意見和建議。在此一并表示感謝！