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海南琼北火山区

1. 琼北火山分布

琼北火山区,指海南岛北部新生代以来活动的火山区,约占海南岛总面积的12%,主要分布在8个地区,即海口市琼山区的大部分地区(1378.70km2)、海口市南部(128.09km2)、临高县北部(701.73km2)、澄迈县北部(645.11km2)、定安县西南部(422.91km2)、文昌市西南部(364.37km2)、儋州市西北部(326.75km2)和琼海市西北部(192.13km2),合计面积约为4159.79km2

琼北火山类型多样,其火山种类齐全堪称国内外少见。其中,熔岩锥火山是琼北火山区内分布范围最广泛的一类火山,且几乎在每一期火山喷发中,都有熔岩锥的形成。混合锥是琼北火山区中数量最多的一类火山,主要集中在琼北中部的海口市和澄迈县,多形成于中更新世至全新世早期(图1)。碎屑锥火山形成于晚更新世至全新世早期,主要集中在海口市境内的马鞍岭-雷虎岭火山群区。多重火山数量较少,但各期皆有出现,主要分布在海口、儋州和定安3个市县。破火山口2座,形成于晚更新世,分布在海口市的永兴镇境内。玛珥火山数量8座,形成于晚更新世,集中分布在海口市的石山、永兴和十字路等三个镇,堪称全国玛珥火山数量最多、分布最集中的地区之一。


1:琼北火山群区域地质图

2. 喷发历史及岩浆特征

琼北火山的形成始于老第三纪初期,在太平洋板块、印度洋板块和海南地幔柱的联合影响作用下,琼北地区地幔上隆,地壳产生引张、减薄,断块活动趋于强烈,形成了一些南北向和东西向断陷盆地接受老第三系沉积(图1)。同时,幔源物质在空间、压力等条件的改变下,开始产生裂隙式喷发,形成老第三纪火山岩。在新第三纪,由于太平洋板块向亚洲大陆俯冲作用的影响,琼北断块活动聚然变得强烈,使一系列东西向和南北向断裂带又重新发生张裂活动,进而发展为断陷带,沉积新第三系,琼北断陷由此而生。断块活动同时引发了该区玄武岩浆的喷发,形成了新第三纪火山岩。第四纪时,由于太平洋板块向亚洲大陆俯冲作用的进一步加剧,且地幔柱活动越来越强,琼北断块活动变为更加强烈,东西向断裂的张性活动非常剧烈,从而使琼北断陷进一步发展,以致形成规模巨大的裂谷断陷带,接受第四系沉积,并伴有剧烈的玄武岩浆喷发,形成了今日巍峨壮丽的火山地貌(图2)。现今琼北火山区内构造复杂,目前保留的火山主要分布在文教-王五东西向断裂以北、琼北-石合南北向断裂以东和铺前-清澜北西向断裂以西的陆地部分,保留的可识别火山口有140多座。


2:海南马鞍岭火山椎

火山喷发具有韵律性,由初喷期,经历高峰期、衰退期到休眠期的整个过程,称为喷发旋回或喷发周期。从长时间尺度来看,琼北地区的火山活动,从始新世开始至全新世初可以说是一个大的旋回,始新世至渐新世为初喷期,中、上新世至中更新世为高峰期,晚更新世为衰退期,全新世进入休眠期。而从较短的时间尺度划分,又可划分为多个活动(周)期(从更短的时间尺度划分,则称旋回,又分初期爆发、后期喷溢的顺旋回,初期喷溢、后期爆发的逆旋回,以喷发为主的爆发旋回,以喷溢为主的喷溢旋回,以及喷发-沉积旋回)。由于各人掌握的火山岩年龄数据详略不一,目前对雷琼火山活动期的划分有20余种之多,可谓仁者见仁,智者见智。但是,通过对前人成果的总结分析,有一种普遍的意见,就是将琼北地区第四纪火山活动划分为Q1Q2Q3Q4等四个活动期。

第四纪火山岩是琼北火山区内分布最广的火山岩,其大多出露于地表并形成大面积的玄武岩被和众多的火山锥。第四纪火山岩主要有早更新世火山岩、中更新世火山岩、晚更新世道堂组及全新世石山组。早更新世火山岩主要分布于儋州三都、峨蔓、木棠、临高美台、多文、琼海大路、定安黄竹等地。岩性主要为玄武质火山熔岩及火山碎屑岩,其中火山熔岩包括石英拉斑玄武岩和橄榄拉斑玄武岩,近火山口处见偏碱性-碱性的橄榄玄武岩和碱性橄榄玄武岩;火山碎屑岩见有火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩和层凝灰岩。中更新世火山岩主要分布于临高东英、新盈、定安龙塘等地。多属单韵律火山喷发,下部火山碎屑岩,上部火山熔岩。火山碎屑岩岩性为火山角砾岩、凝灰岩、层凝灰岩等;火山熔岩包括橄榄拉斑玄武岩、石英拉斑玄武岩。火山口附近多为橄榄玄武岩和碱性玄武岩。晚更新世火山岩(道堂组)主要分布于澄迈福山至海口旧州一带,儋州三都和峨蔓有零星分布。由陆相玄武质火山碎屑岩、玄武岩与海相玄武质火山碎屑沉积交互产出组成二个韵律:共分四段,一、三段为橄榄玄武岩、橄榄拉斑玄武岩组成,二、四段为层凝灰岩、凝灰岩、凝灰质砂砾岩,偶夹橄榄玄武岩。全新世火山岩(石山组)分布于海口市石山、永兴一带。为陆相基性火山岩,岩性以橄榄玄武岩、橄榄拉斑玄武岩为主。底部为玄武质角砾熔岩,近火山口处可见少量粗玄岩、玄武质浮岩。

3. 火山灾害及预测

与国内其它地区的火山相比,海南火山有两大突出特点,一是火山单体规模很小,堪称世界上火山单体规模最小的火山群之一,火山喷发所造成的直接灾害也就较小。并因此而就往往被人们所忽视。海南火山的另一突出特点是位于人口密集和经济发达的地区,而非人口稀少的偏远地区。特别是马鞍岭-雷虎岭火山群既是近1万年有过多次喷发活动的火山,又距离省会海口仅约15公里, 是我国唯一临近省会的火山,并被我国权威火山专家定性为典型的具潜在喷发危险的城市火山。如果火山一旦喷发,其造成的社会影响以及间接灾害却是不容忽视的。因此,我们必须树立和提高火山灾害的意识,采取积极有力的措施和行动,预防和减轻可能出现的火山灾害。


3 琼北火山观测台照片

为了预测和减少火山灾害对人类生命和财产的损失,海南省地震局设立了火山综合观测台,主要负责琼北地区火山活动的监测工作,包括位于火山口公园内马鞍岭火山监测台和迈仍村火山流体台,采用多种技术手段对火山进行监测,包括火山微震固定监测、GPS形变、地下水物理化学研究和地磁场观测等(图3)。