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台湾龟山岛火山区

1. 基本概况 

    龟山岛在中国台湾省东部海域,地理坐标(24.83°N, 121.95°E),处于宜兰县东约12公里的波涛汹涌的西太平洋上,是琉球火山岛弧的西缘,岛东西长3.1km,南北宽1.6km,面积2.84km2。行政上隶属宜兰县头城镇(图1)。岛上有两个圆峰,东边的小峰好似龟头,西边的大峰好似龟尾,所以人们称之为龟山岛


1 台湾龟山岛火山形貌图(来自Google Earth

2. 火山活动与喷发时代

    龟山岛火山位于菲律宾海板块向欧亚板块俯冲造成陆壳断裂下陷、张开形成的台湾断层系和冲绳海槽南部裂谷系延伸交接部位, 地形特征表现为典型的西太平洋沟盆体系控制下的构造地形。

    龟山岛上具有“神龟”吐烟摆尾的现象,这主要是由于火山活动和独特的火山堆积物所形成。龟山岛的龟头,是一个火山喷发残留的火山锥,至今仍存在硫磺气的喷发现象,硫磺气喷出形成一股烟雾,直到半空才消散,远远望去,“龟头”好像在冒烟;而龟山岛尾部是由安山岩和卵石所组成的条带,延伸约1000多米,高3米。上面的卵石是很不固定的,如海上刮南风,往往就把卵石推向北面,如果刮北风,从北面涌来的巨浪,就把卵石慢慢推向南面,这样龟尾就很难稳定在一个固定方向上,如一条会摆动的尾巴。

龟山岛的火山研究目前尚不多。陈于高等(1999)在龟山岛喷出的角砾岩中发现被烘烤的石英砂岩,采集的石英砂岩经过热释光定年,获得喷发时间为7ka,属于全新世喷发的活动。另外,在释光定年的堆积层之上,还发育有熔岩流的堆积层位,说明7ka之后仍存在大规模的溢流式喷发活动,因此公认龟山岛火山是一座活火山。

3. 硫磺喷气和温泉活动

     由于龟山岛为一座火山岛,岛上及周边海域硫磺喷气孔和温泉大量发育。据统计,有超过30 处的热液喷口分布在约10~30 m 的水深范围内. 这些热液区喷口流体温度高达116℃, pH (25℃)低达1.52, 高温喷口的流量高达158 t/h(陈雪刚等,2018)。喷气成分主要为CO2,其次为N2CH4H2S,来源具有多样性,主要包括地幔成因气,沉积物释放气和海洋岩石圈气体。该区的热液产物主要为自然硫, 呈烟囱体和丘状体产出, 2000 8 12 ,曾在水深20m处发现了一个高达6m的黄烟囱体。曾志刚等(2007)分析认为龟山岛附近的硫来自岩浆去气作用产生的H2S SO2, 微量和稀土元素组成反映出其主要来自龟山岛安山岩, 并受到了海水组成的影响, 是安山岩和酸性流体相互作用的结果, 结合热力学分析表明, 在相对低温(<116)条件下, 有氧和酸性的环境中形成了自然硫烟囱体。

参考文献:

陈于高,吴文雄,刘聪桂,陈正宏. 1999. 龟山岛的热释光年代研究. 核技术. 22(10):633-634.

陈雪刚,邱中炎,段威,李小虎,叶瑛,陈镇东. 2018. 中国台湾龟山岛热液自然硫中微观包体的元素富集特征. 地球科学, 43(5): 1549-1561.

曾志刚,刘长华,陈镇东,殷学博,陈代庚,王晓媛,汪小妹,张国良. 2007. 台湾岛东北部龟山岛热液区自然硫烟囱体的成因. 中国科学. 50(11) 1746—1753