雷瓊世界地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡的特征與對(duì)比研究_中國(guó)雷瓊?？诨?

陶奎元　余明剛　戚建中　沈加林

1　雷瓊裂谷與火山

1.1　雷瓊裂谷地質(zhì)

雷瓊裂谷橫跨瓊州海峽，呈東西向展布，向西為北部灣盆地，其南北兩側(cè)以王五—文教斷裂、界炮—黃坡斷裂為界（圖1）。

圖1　雷瓊地區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)圖

1）沉積結(jié)構(gòu)。自白堊紀(jì)開(kāi)始沉積，最大埋深達(dá)5000m。白堊系地層最大厚度達(dá)2500m，古近系部分為海相沉積，最大厚度2500m；新近系主要為海相沉積，最大厚度2000m；下更新統(tǒng)為部分海相沉積。

2）巖漿活動(dòng)。自始新世到全新世發(fā)生11期火山噴發(fā)，最盛期為 到Q2，其噴發(fā)物玄武巖石及其地球化學(xué)數(shù)據(jù)具有陸緣裂谷的特征。

3）基底起伏。裂谷內(nèi)分為雷北隆起帶、雷南拗陷帶、海峽拗陷帶、瓊北隆起帶，裂陷由中部向南北漸弱，次級(jí)拗陷與隆起明顯受斷層控制（圖2）。

4）莫霍面深度。莫霍界面深度所反映的地殼厚度，在北部灣裂谷盆地為26—30km，比南、北兩側(cè)要薄，南側(cè)海南島中南部為30km，北側(cè)華南沿海為30—38km，反映雷瓊地區(qū)地幔上隆，地殼減薄。從較大范圍來(lái)看，兩廣大陸是地幔拗陷區(qū)，莫霍界面較深，地殼較厚；南海諸島是地幔上隆區(qū)，莫霍界面較淺，地殼較薄，南海中央海盆為洋殼；雷瓊地區(qū)則位于上述兩區(qū)之間，是兩廣大陸地幔拗陷區(qū)中相對(duì)隆起的部位。地殼剖面也反映雷瓊裂谷的地殼厚度為26—30km，康臘面（上地殼與中下地殼的界面）深度約為10km。

5）基底深度。北側(cè)以負(fù)異常為特征，南側(cè)以正異常為特征。負(fù)異常為基底拗陷，正異常為基底隆起。雷瓊裂谷的重力異常值為－2mGal左右，向北有逐漸降低之趨勢(shì)，它位于華南弧形重力低與南海環(huán)形重力高的交接部位，南側(cè)為五指山重力低，北側(cè)為信宜重力低。

6）地溫場(chǎng)特征。高熱流值和高地?zé)嵩鰷芈收f(shuō)明雷瓊地區(qū)熱源豐富，地幔的熱源物質(zhì)通過(guò)斷裂通道排泄出來(lái)，這也是裂谷的特征之一。雷州半島和瓊北的平均地溫梯度為4.3℃/100m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于世界平均的地?zé)嵩鰷芈剩?.6℃/100m）。

1.2　火山活動(dòng)史（表1）

古近紀(jì)

1）古近紀(jì)始新世（E2）。瓊北福山盆地沙港組（E2）暗色泥巖和灰黃色沙礫巖湖相沉積中夾有玄武巖，稱為流沙港期火山巖。瓊北長(zhǎng)昌和澄邁老城埋深900m以下的玄武巖和斜長(zhǎng)輝石玄武巖也是始新世火山巖。

2）古近紀(jì)漸新世（E3）。儋州木棠埋深37.9 m的石英拉斑玄武巖為（2843.48± 87.81）×104aB.P.，文昌蓬萊小學(xué)埋深47.7m的堿性橄欖玄武巖為（2748.15±78.64）× 104aB.P.，兩者均出露至地面，代表雷瓊地區(qū)最老的地面火山巖，稱為木棠期。

新近紀(jì)

3）新近紀(jì)中新世蓬萊期（N1）。雷瓊地區(qū)中新統(tǒng)包括下洋組、角尾組、燈樓角組（佛羅組），均為海相沉積，含海綠石和有孔蟲。下洋組在瓊北臨高美臺(tái)夾一層?；鋷r和斜長(zhǎng)輝石玄武巖，厚15m。角尾組在徐聞下洋夾一層玄武巖，厚141m；在福山夾多層玄武巖，埋深200—500m，巖性尾橄欖玄武巖或?；鋷r。除蓬萊新安村剖面可代表玄武巖的時(shí)代外，其余樣品均埋深地下，故稱蓬萊期。

4）上新世金牛嶺期（N2）。雷瓊地區(qū)的上新統(tǒng)稱望樓港組（又稱?？诮M），富含有孔蟲、介形蟲、雙殼類、腹足類等化石，為淺海濱海相沉積，由兩套生物碎屑巖和多層火山巖組成。火山巖主要是拉斑玄武巖，火山巖實(shí)測(cè)年齡為（6.9222±0.14）—2.50MaB.P.，其中地表樣品年齡，?？诮鹋X為3.82 MaB.P.。金牛嶺埋深約6m的玄武巖古地磁為松山反向極性世。

本區(qū)埋藏的第三紀(jì)火山巖分布則較普遍，雷北、雷南、瓊北都有揭露，尤其是新近系火山巖的分布顯示線性的構(gòu)造方向，在此基礎(chǔ)上，繼承性發(fā)生第四紀(jì)的火山活動(dòng)。

第四紀(jì)

5）湛江期（雷）、屯昌期（瓊）

本期火山巖于瓊北分布于嶺口—黃竹及牛夏坡一帶；在雷州半島分布于東坡嶺、烏石、田西以及潿洲島。埋深瓊北為32—67m或84—105m，雷州半島為107—278m。本期火山巖厚度，玄武巖為20—30m，火山碎屑巖為56—143m。出露地表比較零散，但埋藏者的分布有較明顯的線性構(gòu)造，與新近系火山巖的分布一脈相承。湛江組的實(shí)測(cè)年齡為1.87—0.76Ma B.P.，處于Q1中期，下伏于湛江組的火山巖，劃為 期。由湛江組的沉積環(huán)境推知，本期火山的噴發(fā)環(huán)境在雷北為陸相，雷中、雷南、瓊北為海相。

圖2　基底埋藏深度

本期火山巖的巖性為橄欖玄武巖、玻基輝橄巖、拉斑玄武巖、粒玄巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r。

表1　火山活動(dòng)分期與特征

本期火山活動(dòng)時(shí)代較老，但地勢(shì)不高，以二級(jí)臺(tái)地（30±10m）為主，臺(tái)地上由少數(shù)丘陵（80—150m）。尚有火山錐保存，如邁龍嶺、烏石嶺、加山嶺、黃嶺，高程88—240m，多為混合錐。

6）嶺北期（雷）、瓊山期（瓊）

本期火山巖的巖性為橄欖玄武巖、石英拉斑玄武巖及少量火山碎屑巖。由湛江組推知，其噴發(fā)環(huán)境雷北為陸相，雷南和瓊北為海相。

地貌上，雷州半島為四級(jí)臺(tái)地（70±10m），瓊北二級(jí)（30±10m）和一級(jí)（20±5m）臺(tái)地。臺(tái)地上都有丘陵（80—150m）分布，以混合錐和熔巖錐為多。

7）石峁嶺期（雷）、德義嶺期（瓊）

本期火山巖有9個(gè)實(shí)測(cè)年齡，為0.73—3.21Ma B.P.，古地磁測(cè)量結(jié)果均是布容正向極性期，火山巖覆于湛江組之上，其時(shí)代晚于湛江組。地貌類型比較復(fù)雜。在雷南構(gòu)成雷州半島最高的地形部位，從石峁嶺丘陵向東遞降為四級(jí)臺(tái)地（70±10m）和二級(jí)臺(tái)地（30±10m）。在瓊北，一級(jí)至四級(jí)臺(tái)地都有分布，總的地勢(shì)由南向北遞降。熔巖錐和混合錐約各占一半。

8）螺崗嶺期（雷）、峨蔓嶺期（瓊）

本期火山巖覆蓋在北海組 之上，絕大部分均出露地表，巖性主要是橄欖玄武巖、粗玄巖和火山碎屑巖。平均厚度，玄武巖為27—56m，火山碎屑巖為12—20m，埋深小于10m 或50—116m。

9）湖光巖期（雷）、長(zhǎng)流期（瓊）

其時(shí)代為晚更新世，湖光巖玄武巖的K－Ar年齡為12.7±2.13Ma B.P.，屬 初期。古地磁為布容正向極性期?；鹕綆r覆蓋在湛江組之上。巖性為火山碎屑巖和橄欖玄武巖。平均厚度，前者為30—50m，后者為5—10m。多數(shù)為蒸氣爆發(fā)的瑪珥火山。

10）雷虎嶺期（瓊）

發(fā)育于瓊北地區(qū)石山活水群，稱為雷虎嶺期，地貌為四級(jí)臺(tái)地（70±10 m）。在約500km2的臺(tái)地上保存著38座火山錐，高程多為100—150m。地下熔巖隧道有二三十條。這些都表明火山活動(dòng)的時(shí)代是很新近的。

11）馬鞍嶺期

該期為公園內(nèi)最新的火山，在石山馬鞍嶺出露，故以此為代表。其實(shí)測(cè)年齡為0.8155Ma B.P.，古地磁為布容正向極性期，覆蓋于雷虎嶺組之上，巖性為橄欖玄武巖、拉斑玄武巖。

上述11期火山活動(dòng)（見(jiàn)表1），其中出露地表共為11期，第四紀(jì)共有7期。

1.3　裂谷演化與火山活動(dòng)（圖3）

1）初期幔隆剝蝕階段（白堊紀(jì)—古近紀(jì)）。海南島為大陸延伸部分，白堊紀(jì)到古近紀(jì)，受南北擠壓，地幔上隆，地殼減薄，發(fā)生局部凹陷。

2）早期張裂階段（古近紀(jì)）。處于三個(gè)方向擠壓并向引張過(guò)渡，古近系陸相沉積深度為1000—1500m，始發(fā)火山活動(dòng)，如蓬萊、木棠。

3）中期裂陷階段（新近紀(jì)—）。南海擴(kuò)張主要時(shí)期，臺(tái)灣陸弧碰撞，印度板塊向東推擠，雷瓊裂谷進(jìn)入全面裂陷階段，形成古瓊州海峽。

4）后期凹陷階段 。雷瓊裂谷內(nèi)湛江組（Q1）以濱海和淺海沉積為主，伴有強(qiáng)烈火山活動(dòng)，形成現(xiàn)今瓊州海峽。

5）衰亡階段。雷瓊裂谷北海組沉積層年齡為0.95—0.23Ma B.P.，跨入Q2范疇，厚度約3—16m，最大厚度79m，表明裂谷已處于剝蝕抬升，裂谷兩側(cè)剝蝕物是北海組Q2砂礫巖來(lái)源。印度板塊碰撞增強(qiáng)，華南板塊受擠壓，抬升趨于消亡，全新世雷虎嶺—馬鞍嶺火山，即石山火山群是在這一背景下發(fā)生，有學(xué)者認(rèn)為是南海盆地?cái)U(kuò)張后的玄武巖。

圖3　雷瓊裂谷的形成和演化（基底構(gòu)造資料據(jù)陳墨香等）

2　火山與火山巖特征及其形成

2.1　噴發(fā)方式與火山類型

火山類型幾乎涵蓋了玄武質(zhì)火山噴發(fā)的所有類型（圖4），可分為兩大系列：

玄武質(zhì)火山巖漿噴發(fā)系列：

1.夏威夷式火山噴溢，爆發(fā)指數(shù)＜10——熔巖錐（小型盾火山）。

2.斯通博利式火山噴發(fā)，形成碎屑錐、濺落錐、降落錐、混合錐。

3.夏威夷與斯通博利式相間的火山噴發(fā)，形成混合錐（小型層火山）。風(fēng)爐嶺、雷虎嶺、昌道嶺、美社嶺、道堂嶺、永茂嶺、吉安嶺、美本嶺為其中的典型代表（圖5）。

圖4　熔巖錐、火山渣錐、凝灰?guī)r環(huán)、凝灰?guī)r錐的成因圖式

蒸氣巖漿爆發(fā)（瑪珥火山）系列：

由熾熱的巖漿與冷的地下水（含水層，本區(qū)主要為湛江組）相互作用形成富含蒸氣的爆發(fā)，形成瑪珥火山（低平火口，凝灰?guī)r環(huán)），爾后積水，成為瑪珥火山口湖，其典型代表為湖光巖（瑪珥火山口湖）。進(jìn)一步演化成干枯瑪珥湖，其典型代表為雙池嶺、羅京盤（圖6）。

?？趫@區(qū)內(nèi)火山主要特征與比較等級(jí)列于表2，地質(zhì)圖表示于圖7。

2.2　典型巖相剖面

1）玄武巖巖流單元結(jié)構(gòu)剖面

實(shí)例：海榆、群休嶺、永茂嶺、道堂—博山

道堂—博山村火成巖地質(zhì)剖面

在該剖面上可完整觀察到公園內(nèi)出露的火山噴發(fā)先后形成的火山熔巖、碎屑巖等。該剖面主要為鉆孔揭露剖面，自上而下描述為：

全新統(tǒng)石山組上段（Qh1s2）厚＞18m

第1層：浮巖狀橄欖玄武巖約8m

第2層：熔渣狀橄欖玄武巖約10m

石山組下段（Qh1s1）厚77m

第3層：氣孔狀橄欖拉斑玄武巖20m

圖5　火山錐、火山口（上為風(fēng)爐嶺，下為雷虎嶺）

圖6　瑪珥火山（上為羅京盤，下為雙池嶺）

圖7　?？谑交鹕饺旱刭|(zhì)圖

表2　火山主要特征與等級(jí)一覽表

（續(xù)表）

注：①括號(hào)內(nèi)為寄生火山個(gè)數(shù)。
②ⅠA：特級(jí)，具典型性，具重要國(guó)際對(duì)比意義；Ⅰ：具典型性，保存相對(duì)完整，而具一定的國(guó)際意義；Ⅱ：國(guó)家級(jí)或具大區(qū)域性對(duì)比意義；Ⅲ：省級(jí)或具地區(qū)性對(duì)比意義。

第4層：氣孔狀橄欖玄武巖23m

第5層：橄欖玄武巖30m

第6層：含集塊、火山角礫熔渣狀橄欖玄武巖4m

～～～～～噴發(fā)不整合～～～～～

中晚更新統(tǒng)道堂組上段（Qp2－3d3）厚85m

第7層：淡黃色薄層狀玄武質(zhì)沉巖屑玻屑凝灰?guī)r，發(fā)育波狀層理、平行層理63m

第8層：沉火山角礫巖22m

中晚更新統(tǒng)道堂組中段（Qp2－3d2）厚15m

第9層：氣孔狀橄欖玄武巖15m

～～～～～噴發(fā)不整合～～～～～

中晚更新統(tǒng)道堂組下段（Qp2－3d1）厚129m

第10層：玄武質(zhì)沉巖屑晶屑凝灰?guī)r，中部夾玄武質(zhì)沉晶屑玻屑凝灰?guī)r、玄武質(zhì)沉角礫凝灰?guī)r，發(fā)育波狀層理、平行層理98m

第11層：凝灰質(zhì)含礫砂巖8m

第12層：灰黃色薄層狀玄武質(zhì)沉巖屑晶屑凝灰?guī)r4m

第13層：暗灰色橄欖玄武巖，呈球狀風(fēng)化4m

第14層：灰黃色薄層狀玄武質(zhì)沉巖屑晶屑凝灰?guī)r15m

地質(zhì)遺跡評(píng)定等級(jí)：Ⅱ級(jí)

重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象：整個(gè)地質(zhì)剖面地表沿線

2）涌流凝灰?guī)r層理結(jié)構(gòu)剖面

實(shí)例：楊花嶺、湖光巖、南灣、九斗平沙

楊花嶺瑪珥火山涌浪堆積巖相剖面（圖8、圖9）

自下而上描述剖面：

圖8　楊花嶺瑪珥火山底浪堆積剖面

10層：厚約1m的淺灰色中厚層板狀細(xì)粒涌浪層，粒度明顯變細(xì)。出現(xiàn)韻律層。

9層：中薄層狀微斜層理、中細(xì)粒涌浪堆積韻律層。層系厚度10—15cm。微斜層理和微斜交錯(cuò)層理發(fā)育，有熔結(jié)。

8層：4cm厚的灰黑色玄武質(zhì)浮巖層。

7層：總厚度70cm?？梢缘群穸确殖?套。第一套為中薄層韻律層，近水平層理。第二套層厚約20cm，顯示正粒序。第三、四套為重復(fù)韻律層，在該層韻律中具有微斜層理。

6層：45cm厚的玄武質(zhì)浮巖層，中間夾有兩層1cm厚的灰黃色射氣巖漿噴發(fā)物空降層。粗粒徑火山渣較多。

5層：45cm厚的灰色薄層底浪堆積，具水平層理，粗、細(xì)粒相間頻繁。

4層：60cm厚的灰黃色底浪堆積，具微斜層理。

3層：30cm厚的褐黃色中薄層底浪堆積，近水平層理。

2層：40cm厚的灰黃色厚層粗粒富巖屑底浪層，顯示水平層理。

1層：40cm厚的灰色中粗粒、中厚層底浪堆積，顯示近水平層理，主要成分為玄武質(zhì)巖渣（該層未見(jiàn)底）。

3）典型混合錐、碎屑錐、熔巖錐的巖相剖面

實(shí)例：風(fēng)爐嶺、陽(yáng)南嶺、群休嶺、道堂—博山

風(fēng)爐嶺火山渣錐巖相剖面（圖10）

自下而上描述剖面：

6層：強(qiáng)焊接集塊巖，灰色—灰褐色。

從第4層開(kāi)始，產(chǎn)狀相對(duì)較平，往上焊接程度較強(qiáng)，顏色由灰色向灰紫色變化。

5層：焊接集塊巖，主要由火山彈和熔巖餅組成，中等焊接強(qiáng)度，火山彈呈透鏡狀或球狀，紫紅色?；鹂诒谏险秤型砥谒槌扇蹘r。

4層：強(qiáng)焊接集塊巖，局部形成似熔巖流狀碎成熔巖（灰色中層）。

3層：主要由焊接集塊巖組成，熔漿團(tuán)塊的直徑較小，粒度大小不一，一般為5—15cm。總體焊接程度較弱，碎屑大多呈圓狀—橢圓狀。

2層：主要由焊接集塊巖組成，層厚約3m，主要由塑性熔巖餅組成，局部形成次生熔巖流，傾角為12°—15°（內(nèi)傾）。

圖9　瑪珥火山涌流凝灰?guī)r剖面

圖10　風(fēng)爐嶺火山錐（壁）巖相剖面（剛性巖渣、濺落錐）

圖11　陽(yáng)南嶺火山錐巖相剖面

1層：紫紅色剛性火山渣，碎屑大小較均勻，層厚約1.5m，含少量塑性團(tuán)塊，巖塊直徑為5—10cm。

典型剖面1：陽(yáng)南嶺火山錐巖相剖面（圖11）

自下而上描述剖面：

9層：15—20cm厚的黃褐色火山渣。

8層：1.3m厚的深灰色橄欖玄武巖。巖流中心發(fā)育氣囊，并具有渦流狀構(gòu)造和同心圓狀氣孔帶。

7層：30—45cm厚的灰黑色火山渣，以剛性火山渣為主，含少量火山彈。

6層：25cm厚的紫灰色氣孔狀玄武巖，中上部發(fā)育較多空洞。

5層：5cm厚的深灰色火山渣，橫向延伸不穩(wěn)定。

4層：55cm厚的紫紅色氣孔狀玄武巖，其中發(fā)育小型熔巖隧道。

3層：1.7m厚的灰黑色火山渣，含有10％火山彈。

2層：1.2m厚的氣孔狀玄武巖，其上部發(fā)育小型熔巖隧道。

1層：下部50cm仍有一層玄武巖，未見(jiàn)底。

典型剖面2：陽(yáng)南嶺南側(cè)火山錐巖相剖面（圖11）

自下而上描述剖面：

5層：1.5m厚的灰色碎成熔巖，主要由火山彈組成。

4層：2.2m厚的強(qiáng)焊接集塊巖，局部為碎成熔巖，在大約1.1m處有一層灰黑色火山渣。

3層：1.2m厚的紫色黏結(jié)集塊巖，頂部為松散火山渣。

2層：1.05m厚的強(qiáng)焊接集塊巖，主要由火山彈或熔巖團(tuán)塊組成?；鹕綇椫饕獮橥哥R狀，一般長(zhǎng)軸長(zhǎng)5—30cm。

1層：厚約3 m的碎成熔巖，未見(jiàn)底。主要由熔巖餅組成，厚度約20cm，長(zhǎng)約80—150cm。

2.3　熔巖構(gòu)造與巖漿拋出物

區(qū)內(nèi)熔巖流長(zhǎng)度為250—1200m，寬度在100—2500m。

熔巖流動(dòng)單元：1.單一流動(dòng)單元

　　　　　　　2.復(fù)合流動(dòng)單元

熔巖柱狀節(jié)理（圖12）

圖12　柱狀節(jié)理

熔巖表殼構(gòu)造：1.結(jié)殼熔巖　　　繩狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　　　　　　　　　爬蟲狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　　　　　　　　　木排狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　　　　　　　　　波狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　　　　　　　　　面包狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　　　　　　　　　瘤狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　　　　　　　　　擠出狀結(jié)殼熔巖

　　　　　　　2.渣狀熔巖　　熔渣狀熔巖

　　　　　　　　　　　　　　瓦礫狀熔巖

　　　　　　　3.塊狀熔巖

結(jié)殼熔巖、渣狀熔巖、塊狀熔巖的形成與巖流的黏度、溫度變化、冷卻速率的高低有關(guān)。結(jié)殼熔巖是低黏度、高流動(dòng)性的巖流，其表殼與內(nèi)部冷卻速率不同，玻璃質(zhì)表殼首先冷凝至半塑性狀態(tài)，而表層下熔巖繼續(xù)流動(dòng)，使得表層卷起扭曲，或因巖流邊部受到阻力而形成指向流動(dòng)方向的各種形態(tài)（圖13）。熔巖構(gòu)造類型景觀極為奇特，在火山學(xué)文獻(xiàn)或圖冊(cè)中提及的各種玄武巖的熔巖構(gòu)造在園區(qū)均有出現(xiàn)（圖14）。

熔巖拋出物在園區(qū)極為豐富

火山彈—熔漿從火山口被拋到空中，在急速飛行過(guò)程中受到阻力、張力作用經(jīng)旋轉(zhuǎn)冷凝而成。它具有特定的形態(tài)，如紡錘狀、梨狀、橢圓狀、麻花狀；如濺落地表時(shí)尚處在熔融或塑性狀態(tài)，則形成扁平狀、蛇狀或團(tuán)塊狀。

火山彈的內(nèi)部構(gòu)造通常呈同心環(huán)狀，邊部氣孔多，氣孔呈同心環(huán)狀分布，火山彈表面發(fā)育不規(guī)則的扭動(dòng)紋路。

當(dāng)巖漿拋到空中在濺落過(guò)程中已冷卻，后經(jīng)崩裂而形成多孔狀熔巖塊，內(nèi)部無(wú)一定構(gòu)造，外部無(wú)一定外形，則為火山渣（塊）。

公園內(nèi)火山彈與熔巖餅在兩類火山中均有出現(xiàn)。一類為斯通博利式火山噴發(fā)的碎屑錐，主要為濺落錐；另一類為瑪珥火山爆發(fā)過(guò)程中，間隔著巖漿噴發(fā)形成的火山彈。

2.4　熔巖隧道及其派生景觀

火山熔巖隧道是熔巖流表里冷凝速度不一致所造成的，即熔巖流在流動(dòng)過(guò)程中，表層冷凝成殼，里面的巖流熱量不易散失，保持高溫而繼續(xù)流動(dòng)，當(dāng)熔巖流來(lái)源斷絕時(shí)，里層巖流“脫殼”而出，留下隧道狀的洞穴。地質(zhì)公園內(nèi)，縱橫交錯(cuò)的熔巖隧道達(dá)幾十條，長(zhǎng)度幾十米至幾千米不等。它們的復(fù)雜程度也不同，呈管狀、隧道狀、多層狀，分叉合并，縱橫交錯(cuò)，形成復(fù)雜的洞穴系統(tǒng)。公園內(nèi)熔巖隧道較多，在?？趫@區(qū)尤為發(fā)育（圖15）。

（1）大型熔巖隧道，發(fā)育于巖流上部氣孔帶與中部致密帶交界處，最長(zhǎng)超過(guò)2000m。

（2）中型熔巖隧道，發(fā)育于致密帶，長(zhǎng)度250—80m。

（3）小型熔巖隧道，發(fā)育于薄層巖流單元的上部，3—8m。

（4）熔巖氣洞，發(fā)育于熔巖流單元上部氣孔帶，長(zhǎng)1—8m，寬1—4m，高2.3—0.9m。

（5）熔巖隧道內(nèi)部景觀與派生地貌：隧道形態(tài)變化，分支復(fù)合、縱橫交錯(cuò)，多層連洞，時(shí)小時(shí)大；邊槽、巖階、繩狀、弧狀、同心流動(dòng)構(gòu)造；熔巖堤、熔巖鐘乳、天窗、天生橋、洞中巖柱、陷落谷等景觀。

石山火山群國(guó)家地質(zhì)公園及鄰近地內(nèi)熔巖隧道有30條之多，長(zhǎng)度達(dá)2000 m，最寬8.5—23.5m，最高2.7—6.5m，頂板最厚達(dá)16—46m。從隧道數(shù)量、長(zhǎng)度、形態(tài)變化、集中程度而言，在我國(guó)熔巖隧道景觀中占前列。

圖13　熔巖隧道

圖14　熔巖結(jié)構(gòu)

圖15　七十二洞熔巖隧道

典型熔巖隧道

仙人洞

位于石山鎮(zhèn)榮堂村，因道士在洞內(nèi)修煉成仙的傳說(shuō)而得名。仙人洞分上、下兩段，下段洞中有洞，天外有天，令人撲朔迷離，不勝嗟訝之至。巖壁上吊著、貼著各種各樣的熔巖石乳，似落非落，令人驚嘆。此洞石奇，水也奇，隨時(shí)可以聽(tīng)到水滴的清逸聲。水滴在不同形質(zhì)的巖石上引起不同的音調(diào)，組成十分美妙的音韻。仙人洞的上段因洞頂多處塌陷而分成數(shù)十段熔巖隧洞，因此又名“七十二洞”。這些石洞，有的像互相連接的蜘蛛網(wǎng)，有的像開(kāi)闊的地下餐館，有的則好比離奇的古堡宮殿。陽(yáng)光通過(guò)隧洞塌陷所形成的天窗照耀洞中，使陰暗的洞中景物一片清明，蔚為壯觀神奇。

臥龍洞

位于石山鎮(zhèn)儒才嶺附近。該洞以平坦寬廣而著名，可以同時(shí)開(kāi)進(jìn)兩輛大卡車，容納一萬(wàn)多人。洞內(nèi)道路平坦，巖壁光滑發(fā)亮，空氣清新，冬暖夏涼。

2.5　巖石類型與同位素地球化學(xué)

在火山巖的TAS分類圖上，火山巖顯示堿性系列玄武巖向拉斑系列玄武巖過(guò)渡。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果，所有樣品均含Hy（＞5％），不出現(xiàn)Ne，屬于拉斑玄武巖。雷虎嶺地區(qū)與馬鞍嶺地區(qū)玄武巖存在明顯區(qū)別，前者含Ol而無(wú)Q，后者反之，所以瓊北全新世玄武巖又可分為橄欖拉斑玄武巖和石英拉斑玄武巖兩種類型（圖16）。

圖16　顯微鏡下玄武巖的結(jié)構(gòu)

從Sr－Nd變化圖上可以發(fā)現(xiàn)瓊北火山巖截 然不同于長(zhǎng)白山天池火山（似原始地幔）、五大連池火山（原始地幔與EM I兩個(gè)地幔端元混合）兩個(gè)活動(dòng)火山區(qū)，落在虧損地幔區(qū)（DMM），類似于MORB的地幔源區(qū)特征（圖17、圖18）。而在Pb－Pb變化圖上，瓊北玄武巖分布范圍已明顯偏離Hart（1984）給出的北半球大洋玄武巖參考線，趨向于EM II富集地幔端元。這與南海海盆玄武巖具有相似的Sr、Nd、Pb同位素組成，和Pb同位素顯示的EM II富集地幔特征的Dupal異常。

由于古新世開(kāi)始的南海盆地?cái)U(kuò)張作用（Taylor et al.，1983；Briais et al.，1989），華南大陸邊緣的裂解，導(dǎo)致雷－瓊拗陷的形成及自古新世以來(lái)多期次火山活動(dòng)。在這一構(gòu)造背景下具Dupal特征火山巖的地幔源區(qū)可能有兩種解釋：一種是具M(jìn)ORB特征的虧損地幔上涌，與上覆巖石圈地幔的混合；另一種是隨板塊俯沖帶入的地殼沉積物與具M(jìn)ORB特征虧損地幔的混合（Tu et al.，1991）。

2.6　巖漿起源與演化

雷瓊裂谷屬于我國(guó)東部陸緣裂谷，火山活動(dòng)伴隨裂谷作用發(fā)生與發(fā)展。在南海盆地停止擴(kuò)張后（約17Ma），雷－瓊拗陷（裂谷）內(nèi)伴隨強(qiáng)烈的新生代火山作用，所以又被稱為擴(kuò)張后（post－spreading）玄武巖?；鹕綆r微量元素構(gòu)造環(huán)境判別也支持瓊北處于裂谷環(huán)境。瓊北玄武巖的87Sr/86Sr相對(duì)于華北新生代玄武巖的87 Sr/86 Sr低（Zhou et al.，1982；樊祺誠(chéng)等，1987）（圖17、圖18），可能與該區(qū)?。ǖ貧ず穸?6—30km）（黃玉昆和鄒和平，1989）而年輕（晚古生代）的陸殼有關(guān)。全新世雷虎嶺橄欖拉斑玄武巖含較高的相容元素Ni（194—235μg/g）、MgO（9％—10％）和Mg′（63—68），接近Sato（1977），F(xiàn)rey et al.（1978）和Wilkinson and Le Maitre（1987）提出的原始巖漿（Ni＝250—500μg/g，MgO＝10％—12％）和Fan and Hooper （1991）提出的中國(guó)東部新生代原始玄武巖（Ni＝200—300μg/g）、MgO（10％—13％）和Mg′（60—68）的下限。馬鞍嶺石英拉斑玄武巖的Ni（88—121μg/g）、MgO（6％—8％）和Mg′（56—60，個(gè)別大于60）明顯低于橄欖拉斑玄武巖。樊祺誠(chéng)等認(rèn)為瓊北全新世玄武巖漿噴發(fā)在地幔深處經(jīng)歷了富MgO、Ni礦物不同程度的分離結(jié)晶作用，雷虎嶺橄欖拉斑玄武巖代表相對(duì)原始的玄武質(zhì)巖漿，而馬鞍嶺石英拉斑玄武巖是相對(duì)演化的巖漿。瓊北全新世橄欖拉斑玄武巖與石英拉斑玄武巖的演化關(guān)系，由MgO、Ni含量變化估計(jì)，橄欖拉斑玄武巖經(jīng)約10％橄欖石的結(jié)晶分異可以形成石英拉斑玄武巖漿（樊祺誠(chéng)，2004）。

圖17　雷瓊玄武巖的Sr、Nd同位素相關(guān)圖（據(jù)朱炳泉）

圖18　雷瓊玄武巖的87Sr/86Sr對(duì)巖石化學(xué)參數(shù)AC－AK圖解（據(jù)朱炳泉）

3　瑪珥火山

3.1　概念

“瑪珥”（Maar）一詞來(lái)源于拉丁文。1921年德國(guó)科學(xué)家Steninger在德國(guó)Eifel第四紀(jì)圓形小火口湖研究中開(kāi)始將Maar定義為一種火山類型。Macdonald（1972）采用蒸氣火山作用（hydrovolcanism）一詞，Scmincke（1977）采用蒸氣爆發(fā)作用一詞。對(duì)蒸氣爆發(fā)的定義為：巖漿進(jìn)入含水層、冰層，熔巖流入水盆地，地表水遇到巖漿等幾種情況，水與巖漿接觸，迅速蒸氣化，當(dāng)壓力超過(guò)上覆巖層最大承受力時(shí)發(fā)生的爆炸（hydroexplosion）。Fisher等對(duì)蒸氣爆發(fā)作了分類：（1）蒸氣爆發(fā)（phreatic explosion），含水層受到巖漿的熱而引起的爆炸，又稱水熱爆炸；（2）蒸氣巖漿爆發(fā)（phreatic magmatic explosion），巖漿上升到地下水或濕的沉積物發(fā)生爆發(fā)；（3）水下爆發(fā)（subaqueous explosion），指停滯水體（海底、湖泊或其他水體）的爆發(fā)，即巖漿上升到水中引起的爆發(fā)；（4）濱海爆發(fā)（littoral explosion），熱的巖漿或熱的火山碎屑流與濱海附近的水相遇引起的爆發(fā)。蒸氣爆發(fā)的產(chǎn)物，通常稱為基底涌流堆積（base surge deposits），base指噴發(fā)柱下部、底部的，其搬運(yùn)形成類似床沙載荷形式，由熱蒸氣攜帶碎屑物，所以又稱濕涌流。Fisher稱基底涌流（base surge）。

陶奎元于1994年出版《火山巖相構(gòu)造學(xué)》一書中，將hydro－magmatic explosion譯為“蒸氣巖漿爆發(fā)”。樊祺誠(chéng)等稱“射氣巖漿爆發(fā)”。Base surge deposits譯為“基底涌流堆積（底浪堆積）”。低平火口凝灰?guī)r環(huán)均為蒸氣巖漿爆發(fā)常見(jiàn)的火山形態(tài)，低平火口其環(huán)緣向外傾斜，底面高度切入圍巖以下，凝灰?guī)r環(huán)則環(huán)緣穹狀傾向，底面高于圍巖?，旂砘鹕娇诤堑推交鹂诨A(chǔ)上的積水湖（又稱瑪珥湖）。Buchel （1993）提出Maar是一個(gè)由環(huán)形壁（ring wall）、火山口沉積物（crater sediments）、火山筒（diatreme）和潰漿通道（feeder dyke）組成的系統(tǒng)（圖19）。

圖19　瑪珥火山結(jié)構(gòu)圖

3.2　特征

雷瓊地質(zhì)公園內(nèi)瑪珥火山總體特征：

1.總體上均屬蒸氣巖漿爆發(fā)。熱的巖漿上升至冷的地下含水層時(shí)，相互作用產(chǎn)生的蒸氣爆發(fā)，類似于Wohletz提出的火山蒸氣爆發(fā)的圖式（圖20）。

2.瑪珥火山為雷瓊火山帶的重要組成，分布廣泛，時(shí)代是發(fā)生在中更新與晚更新世早期。

3.多數(shù)瑪珥火山發(fā)育環(huán)形火山口、環(huán)形墻或凝灰?guī)r環(huán)，其產(chǎn)狀為向外傾斜，傾角小于10°，多數(shù)3°—8°，底面高度達(dá)到早期噴溢的玄武巖層，其內(nèi)壁陡或向內(nèi)陡傾。

4.發(fā)育典型的基底涌流堆積。楊花嶺等均有典型剖面。其特征是以薄層狀堆積為主，由涌流凝灰?guī)r、火山灰空落凝灰?guī)r為主或有熔漿濺落拋出物夾層出現(xiàn)。其特征是：

（1）巖石層理構(gòu)造明顯，容易誤認(rèn)為沉積巖或火山碎屑沉積巖，在以往的文獻(xiàn)中易誤定為凝灰質(zhì)砂巖、沉凝灰?guī)r、層凝灰?guī)r乃至砂巖。

圖20　火山蒸氣巖漿爆發(fā)示意圖（據(jù)Wohletz）

（2）發(fā)育低角度的交錯(cuò)層，逆行沙丘，長(zhǎng)波狀層，U型槽，槽狀流，所以也誤定為風(fēng)暴沉積。

（3）發(fā)育平面同生滑移構(gòu)造，實(shí)際為同一蒸氣巖漿爆發(fā)火山的產(chǎn)物。

（4）涌流中含有水蒸氣，流動(dòng)過(guò)程中凝結(jié)水蒸氣與碎屑物充分混合，使堆積物具有黏性和一定的可塑性，而形成柔性彎曲或在外來(lái)的巖石下落時(shí)使涌流層發(fā)生彎曲。

（5）物質(zhì)組成比較復(fù)雜，含有大量同期火山碎屑，蒸氣爆發(fā)的火山灰、火山角礫、火山巖塊，間歇有巖漿爆發(fā)時(shí)出現(xiàn)火山彈、熔巖餅?zāi)酥痢岸绦∑瑺?、渣狀熔巖”。同時(shí)含有圍巖物質(zhì)，包括蒸氣巖漿爆發(fā)所處的含水層內(nèi)巖石和爆發(fā)涉及層位的巖石和火山蓋層的一些巖石。

（6）在某些層位出現(xiàn)增生火山礫，由火山灰、巖屑、晶屑、火山塵組成，在粒度或顏色上有同心層狀構(gòu)造，其外緣有泥質(zhì)或硅質(zhì)增多（亦稱火山灰球），與空落凝灰?guī)r中火山灰球相似。

（7）玄武質(zhì)巖蒸氣爆發(fā)的火山灰，均為玻璃質(zhì)，有時(shí)為橙玄玻璃。巖屑成分取決于基底巖石的成分?；鹕交乙话銥楹倭繗馀莸牡容S狀玻屑，平滑斷口，扇形斷面。

上述巖石構(gòu)造，在公園范圍出露十分典型、清楚，與國(guó)內(nèi)外典型地點(diǎn)的同類巖石構(gòu)造完全可以對(duì)比。R.A.F.Gas和J.V.Wright所著的Volcanic Successions—Modern and Ancient一書中引用了澳大利亞的Western Victoria、夏威夷的Hanauma Bay以及Victoria 的Tower Hill的典型照片。對(duì)比公園的玄武質(zhì)基底涌流堆積，和該書中列舉的照片比照，表明公園的基底涌流堆積構(gòu)造具有完整性、典型性。

3.3　瑪珥火山形成過(guò)程

噴發(fā)期過(guò)程：

瑪珥火山是承壓地下水與上涌巖漿相互作用而產(chǎn)生劇烈爆炸形成的。巖漿和水是兩個(gè)不同的相，當(dāng)它們初始機(jī)械混合后，水會(huì)變得異常的熱，產(chǎn)生巨大的蒸氣，形成爆發(fā)性膨脹（Zimanouwski et al.，1991）。這種膨脹對(duì)圍巖構(gòu)成了巨大的壓力，迫使巖石出現(xiàn)碎裂。此時(shí)巖漿碎屑、水蒸氣和碎裂的圍巖碎屑組成的混合體，便沿著一個(gè)窄的通道達(dá)到地表猛烈地噴射到了大氣中或緊貼地面快速流動(dòng)。這樣的過(guò)程可能會(huì)不斷地重復(fù)，直至巖漿被耗盡或是沒(méi)有更多的地下水參與而終止。

噴發(fā)后過(guò)程：

隨著噴發(fā)期過(guò)程的結(jié)束，火口坑底切到了地下水面，火口坑會(huì)積水形成一個(gè)湖泊，或大氣降水匯聚也會(huì)成為湖泊，這就是瑪珥湖?，旂硎且环N不穩(wěn)定的地貌形態(tài)，其噴發(fā)后的演化過(guò)程主要是受外動(dòng)力作用控制。在初始階段，由于瑪珥火山有較陡的火口墻和較深的火口坑，因此，在重力作用下，周圍的堆積物會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)和塌陷，從而火口墻傾斜度降低，并出現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的碎屑坡；高速沉積堆積，推進(jìn)湖泊的快速充填，使湖變得越來(lái)越淺，泥炭沼澤相代替了湖泊相；同時(shí)斜坡不斷被沖刷，巖屑、泥流碎屑最終掩蓋了泥炭沼澤，僅環(huán)形墻留在地面上。隨著侵蝕的不斷進(jìn)行，環(huán)形墻和火口沉積物也逐漸被侵蝕，成為一個(gè)地貌上低凹地，如區(qū)內(nèi)青桐洋、九斗洋、田洋第四紀(jì)瑪珥湖就是這種形態(tài)（圖21）。

圖21　瑪珥火山——火山口湖演化過(guò)程

4　國(guó)際對(duì)比

4.1　綜合對(duì)比

世界著名的6個(gè)裂谷（古裂谷）火山帶基本特點(diǎn)列于表3，列入世界遺產(chǎn)地的19處火山區(qū)的基本特點(diǎn)列于表4。

表3　國(guó)外裂谷和古裂谷火山帶基本特點(diǎn)

（續(xù)表）

表4　火山區(qū)世界遺產(chǎn)地、國(guó)家公園主要特征及評(píng)價(jià)主要特征

（續(xù)表）

雷瓊裂谷及石山火山群與世界裂谷火山帶或列入世界遺產(chǎn)的火山區(qū)以及我國(guó)十大第四紀(jì)火山群比較，其總體特點(diǎn)是：

1）雷瓊裂谷火山帶處于特定的全球重要的大地構(gòu)造位置。它處于歐亞板塊的南端，西南臨近印度—澳大利亞板塊，東近太平洋—菲律賓板塊，更多地受到歐亞板塊與印度洋大陸板塊相互作用。具備裂谷火山帶的總體特征，而又與陸內(nèi)裂谷火山帶有較大差別，屬于典型的陸緣裂谷。

2）巖石類型主要為拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖，沒(méi)有出現(xiàn)流紋巖、粗面巖及堿性巖。其地球化學(xué)組成與洋中脊玄武巖（MORB）、大洋島弧玄武巖相似。巖漿源區(qū)是虧損地幔與富集巖石圈或虧損地幔與俯沖洋殼混合源區(qū)，這明顯不同于五大連池、騰沖與長(zhǎng)白山火山巖的巖漿源區(qū)特點(diǎn)。

3）雷瓊裂谷火山帶火山巖分布面積達(dá)7295km2，其中瓊州海峽北部雷州半島占3136km2，瓊北（?？冢┱?159km2?；鹕絽^(qū)面積在我國(guó)第四紀(jì)火山區(qū)中占首位。牡丹江—穆棱火山區(qū)3000km2，騰沖、五大連池火山區(qū)均小于1000km2，大同火山區(qū)小于150km2。雷瓊裂谷火山帶共有火山177座（其中雷州半島76座，?？?01座），在我國(guó)新山代火山中占首位。雷瓊裂谷火山帶與世界大型裂谷火山帶比較仍屬小型裂谷火山帶，但以火山單體規(guī)模較小、數(shù)量眾多為特點(diǎn)。

4）雷瓊裂谷火山始自上新世至全新世，在更新世達(dá)到高潮。有些全新世火山（10.27ka，9.91ka，8.15ka）屬于休眠火山。多期次的斷續(xù)噴發(fā)，其中有保存完整的全新世火山帶。

5）雷瓊裂谷火山帶總體上呈EW向展布，分布于瓊州海峽兩岸及臨近島嶼和海峽之中?；鹕交顒?dòng)中心具南北向遷移的趨勢(shì)，而其中的火山群受到北西向基底斷裂控制，而呈北西向分布，如雷北火山群、雷南火山群、石山火山群等，同時(shí)形成小型的火山島（潿洲島、斜陽(yáng)島、硵洲島）。以火山為背景的地貌景觀具多樣性。

6）火山噴發(fā)方式既有火山巖漿夏威夷式噴發(fā)、斯通博利式噴發(fā)，又有巖漿與地下水相互作用形成的射氣巖漿噴發(fā)?；鹕筋愋妄R全，有碎屑錐（濺落錐、巖渣錐）、熔巖錐和瑪珥火山與火口湖（低平火口）。

7）火山的熔巖構(gòu)造景觀豐富、奇特、典型、系統(tǒng)，涵蓋了結(jié)殼熔巖、渣狀熔巖、塊狀熔巖等多種熔巖構(gòu)造。熔巖隧道數(shù)量多、長(zhǎng)度大、形態(tài)多變，內(nèi)部地質(zhì)景觀及派生地貌景觀豐富，可以和世界著名玄武巖火山區(qū)的熔巖景觀相媲美。

8）石山火山群處于海口市西南，距主城區(qū)僅8km，被稱為“城市火山”，而列為我國(guó)火山災(zāi)害與預(yù)測(cè)研究的地區(qū)之一。

9）火山帶（群）處于熱帶或亞熱帶過(guò)渡區(qū)，發(fā)育獨(dú)特的熱帶生態(tài)群落，展現(xiàn)熱帶火山生態(tài)諸般的自然特性，被稱之為東方的“夏威夷”。這明顯不同于亞熱帶、溫帶、寒帶火山生態(tài)特性。

10）在火山與玄武巖地學(xué)背景下，人類活動(dòng)創(chuàng)造出具民族性的火山文化，包括耕作文化、火山石器文化、玄武巖建造古村落文化和火山神文化，以及眾多的民俗文化。其中，火山石古村落文化為國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)。

4.2　瑪珥火山對(duì)比

世界著名的瑪珥火山的特征

瑪珥（Maar）是由爆發(fā)而成的一種特殊的低平火山（口），最早用來(lái)描述德國(guó)西部埃菲爾（Eifel）地區(qū)第四紀(jì)發(fā)育的小而圓形的火山口湖。近幾十年來(lái)，許多火山學(xué)家對(duì)瑪珥的概念、類型及形成機(jī)制進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，確認(rèn)它起源于蒸氣噴發(fā)（phreatic explosion）或巖漿蒸氣噴發(fā)作用（phreatomagmatic explosion）。Buchel建議瑪珥應(yīng)包括它的整個(gè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展過(guò)程，即它是一個(gè)由環(huán)形墻（ring wall）、火口沉積物（crater sediments）和火山通道（diatreme）等組成的系統(tǒng)，其內(nèi)積水后便成了瑪珥湖?，旂砗c其他湖泊相比有一些突出特點(diǎn)：①為小型封閉湖泊，匯水面積接近湖水面積，水位平衡主要由降水和蒸發(fā)因子控制；②湖盆底部平坦，水位較深并與湖體成一定比例，因而最有利于紋層形成和保存，特別是生物成因的紋層；③湖盆深度較大，沉積速率快，其沉積物常常具有連續(xù)的、真實(shí)的高分辨率古環(huán)境記錄?，旂砗@些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。歐洲從20世紀(jì)80年代后期以來(lái)開(kāi)展了GEOMAARS（1986—1989）、EUROMAARS（1990—1993）、European Lake Drilling Project（ELDP）（1996—2000）等研究計(jì)劃，亞洲也實(shí)施了湖泊鉆探計(jì)劃（ALDP）（1998—2004），取得了一系列的重要成果，顯示出瑪珥湖在古氣候研究方面的巨大潛力。

瑪珥在世界上的分布比較廣，如德國(guó)西部的埃菲爾（Eifel）火山區(qū)、法國(guó)中央高地（Massif Central）火山區(qū)、意大利中南部火山區(qū)以及中國(guó)的雷瓊火山區(qū)、龍崗火山區(qū)等地均有瑪珥和瑪珥湖分布。此外，在美國(guó)的阿拉斯加（如Ukinrek Maars）、亞利桑那州（Hopi Buttes火山區(qū)中的瑪珥）等地以及墨西哥（Valle de Santiago火山區(qū)中的瑪珥湖）、澳大利亞（如Newer Volcanic Province中的瑪珥）、新西蘭（如奧克蘭火山區(qū)中的瑪珥湖）、捷克（如Eger裂谷帶中的含化石瑪珥）、斯洛伐克（如Princina瑪珥）、匈牙利（如Pula Maar）、印度尼西亞的東爪哇（如Ranu Klindungan瑪珥湖），甚至南極洲的Coombs Hills地區(qū)也有有關(guān)瑪珥和瑪珥湖研究的報(bào)道。盡管有這么多國(guó)家和地區(qū)均有瑪珥火山分布，但真正有名的瑪珥火山和瑪珥湖并不多，這除了它們本身的特點(diǎn)外，還要通過(guò)科學(xué)家的研究并在國(guó)際刊物上發(fā)表論文才能讓更多的人知曉。相對(duì)而言，在這方面做了大量研究工作并在世界上有名的主要是德國(guó)的西埃菲爾（West－Eifel）火山區(qū)、意大利中南部火山區(qū)、法國(guó)中央高地火山區(qū)、美國(guó)的阿拉斯加以及中國(guó)的雷瓊火山區(qū)和龍崗火山區(qū)（表5）。

表5　世界著名瑪珥火山湖一覽表

（續(xù)表）

Eckfelder干瑪珥是德國(guó)Eifel火山區(qū)最老的瑪珥。根據(jù)哺乳動(dòng)物地層學(xué)研究估計(jì)，其形成年代約在44—45Ma的中始新世。Eckfelder瑪珥之所以著名，很重要的一個(gè)原因是在其油頁(yè)巖地層中發(fā)現(xiàn)了豐富的化石。

在Eifel火山區(qū)的西部，火山噴發(fā)始于約70萬(wàn)年前，產(chǎn)生了250個(gè)噴發(fā)中心，有50多個(gè)瑪珥，其中8個(gè)瑪珥積水成湖。27個(gè)瑪珥和8個(gè)瑪珥湖集中在西埃菲爾火山區(qū)南部的Daun鎮(zhèn)和Manderscheid鎮(zhèn)周圍較小范圍內(nèi)。在這8個(gè)瑪珥湖中，Lake Holzmaar和Lake Meerfelder研究程度很高，在世界上也比較著名。Meerfelder瑪珥湖（40°56′N，16°35′E，656ma.s.l.）的形成年齡目前仍然未知，但估計(jì)最小年齡應(yīng)該在35000年前，它是西埃菲爾火山區(qū)中最大的瑪珥湖，最大長(zhǎng)度約700m，最寬約500m，最大深度約為18m，湖泊面積約0.248km2。Holzmaar瑪珥湖（50°7′N，6°53′E，425ma.s.l.）是一個(gè)小瑪珥湖，最寬約325m，湖泊面積約0.058km2，最大深度20 m，其形成年齡不確定，估計(jì)至少在25000年前。

意大利是一個(gè)多火山的國(guó)家，因此也擁有幾個(gè)著名的瑪珥湖。Lago Grande di Monticchio（40°56′N，16°35′E，656ma.s.l.）瑪珥湖位于意大利南部的Basilicata地區(qū)。它是兩個(gè)相鄰的瑪珥湖中較大的一個(gè)，湖泊面積約0.405km2，最大水深36m，但該湖的湖盆不對(duì)稱，大約有2/3的湖盆深度小于12m且相對(duì)平坦，該湖形成的年齡大約在480—130kaBP。Lago di Mezzano（42°37′N，11°56′E，452ma.s.l.）是意大利中部的一個(gè)小瑪珥湖，直徑約800m，最大深度31m，湖面面積約0.445km2，形成年齡約為100kaBP。

在法國(guó)的中央高地，第三紀(jì)到第四紀(jì)的水－巖漿作用非常普遍，目前在中央高地大約有774個(gè)蒸氣巖漿火山作用的機(jī)構(gòu)已得到確認(rèn)。在Auvergne北部約20個(gè)瑪珥大致呈南北向分布，這些瑪珥大多數(shù)都非常年輕（160—6ka），比較有名的瑪珥湖有Lac Pavin，Lac du Bouchet，Ribains等。

美國(guó)的Ukinrek瑪珥在世界上之所以著名，是因?yàn)樗呛苌賻讉€(gè)被人們親眼目睹而詳細(xì)描述噴發(fā)過(guò)程的瑪珥。Ukinrek瑪珥位于美國(guó)阿拉斯加半島上部，是在1977年3月30日至4月9日11天的火山噴發(fā)后形成的，因此被認(rèn)為是研究水－巖漿噴發(fā)過(guò)程的天然實(shí)驗(yàn)室。Ukinrek瑪珥由先期形成的較小的西瑪珥（West Maar）和相距600m后期形成的東瑪珥（East Maar）組成，其中東瑪珥直徑約300m，深70m。

雷瓊地區(qū)具有全球少有的瑪珥火山和瑪珥湖群

雷瓊新生代火山區(qū)中的瑪珥湖主要形成于中更新世石峁嶺期和晚更新世湖光巖期。石峁嶺期的瑪珥湖主要包括雷州半島南部的田洋、青桐洋、九斗洋和瓊北的羅京盤。這期的火山爆發(fā)規(guī)模和強(qiáng)度大，形成的火山口大而深，形態(tài)也不夠規(guī)則，積水成湖后接受大量沉積，形成很厚的沉積物，后來(lái)多數(shù)湖泊干枯成為耕地。晚更新世湖光巖期形成的瑪珥湖主要包括湛江市湖光巖瑪珥湖和海南島瓊北石山的雙池嶺瑪珥湖。與石峁嶺期的瑪珥湖相比，這期的瑪珥湖面積和深度小，沉積物的厚度小，火山機(jī)構(gòu)保存完好，形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，封閉性好，現(xiàn)在仍然成湖泊狀態(tài)。與世界上其他地區(qū)的瑪珥湖以及我國(guó)東北龍崗火山區(qū)的瑪珥湖相比，雷瓊火山區(qū)當(dāng)初的火山爆發(fā)規(guī)模和強(qiáng)度都很大，形成的巨大瑪珥和瑪珥湖在其他地區(qū)非常少見(jiàn)。該地區(qū)又處于低緯度的熱帶地區(qū)，受亞洲季風(fēng)影響明顯，是研究古全球變化的良好載體，已在田洋、湖光巖等瑪珥湖打過(guò)鉆，獲取了完整的沉積物巖心，開(kāi)展了廣泛研究。

5　科學(xué)研究和主要文獻(xiàn)

由于公園所處地質(zhì)位置的重要性和地質(zhì)遺跡的科學(xué)價(jià)值，吸引了眾多專家到園區(qū)進(jìn)行綜合地質(zhì)調(diào)查與學(xué)術(shù)性專題的研究。

1）綜合性地質(zhì)調(diào)查研究

該區(qū)已完成1∶500000，1∶200000，1∶50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與填圖。重要的出版專著有：

汪嘯風(fēng)、馬大銓、蔣大海的《海南島地質(zhì)》（1991）

黃鎮(zhèn)國(guó)、蔡福祥、韓中元等的《雷瓊第四紀(jì)火山》（1993）

2）雷瓊裂谷與第四紀(jì)地質(zhì)的研究，如：

丁國(guó)瑜的《海南島第四紀(jì)地質(zhì)的幾個(gè)問(wèn)題》

黃玉昆、鄒和平的《雷瓊新生代斷陷盆地構(gòu)造特征及其演化》（1989）

韓中元等的《海南島北部火山地貌》（1987）

3）雷瓊地區(qū)火山學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)方面的研究，如：

孫建中的《瓊北地區(qū)第四紀(jì)地層年代學(xué)研究》（1988）

曾廣策的《海南島北部第四紀(jì)玄武巖巖石學(xué)》（1984）

朱炳泉等的《雷瓊地區(qū)MORB－OIB過(guò)渡型地幔源火山作用的Nd－Sr－Pb同位素證據(jù)》（1989）

白志達(dá)、徐德斌、魏海泉等的《瓊北馬鞍嶺地區(qū)第四紀(jì)火山活動(dòng)期次劃分》（2003）

魏海泉等的《瓊北全新世火山區(qū)火山系統(tǒng)的劃分與錐體結(jié)構(gòu)參數(shù)研究》（2003）

史蘭斌、林傳勇等的《瓊北第四紀(jì)玄武巖中微型地幔巖捕虜體的發(fā)現(xiàn)及意義》（2003）

樊祺誠(chéng)、孫謙等的《瓊北火山活動(dòng)分期與全新世巖漿演化》（2004）

4）劉東生、劉嘉麒、儲(chǔ)國(guó)強(qiáng)等對(duì)湖光巖田洋瑪珥湖沉積物、古氣候和古環(huán)境的研究，如：

劉嘉麒、劉東生、儲(chǔ)國(guó)強(qiáng)等的《瑪珥湖與紋泥年代學(xué)》（1996）

儲(chǔ)國(guó)強(qiáng)、劉嘉麒、劉東生的《中國(guó)瑪珥湖中兩種沉積紋層的辨識(shí)及意義》（2000）

郭正府、劉嘉麒、儲(chǔ)國(guó)強(qiáng)等的《湖光巖瑪珥湖火山灰的成分及其來(lái)源》（2002）

雷瓊世界地質(zhì)公園湛江園區(qū)的湖光巖是德國(guó)地球科學(xué)研究中心與中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所共同選定合作研究瑪珥湖的典型地，也是中國(guó)研究瑪珥湖沉積物與全球氣候變化的起始地。劉嘉麒院士與德國(guó)沉積專家J.F.W.Negendank等50位專家進(jìn)行長(zhǎng)期的研究，共發(fā)表論文60余篇。由于公園火山地質(zhì)遺跡的典型性，一些全國(guó)性的火山學(xué)術(shù)會(huì)議均在此舉行。2000年，湖光巖成立了瑪珥湖研究會(huì)；2001年6月舉行了瑪珥湖發(fā)展研討會(huì)；2001年10月，該地區(qū)的瑪珥湖與德國(guó)Eifel地區(qū)的瑪珥湖結(jié)為姊妹瑪珥湖；2002年12月于海口石山舉行全國(guó)第三屆火山學(xué)術(shù)會(huì)議，會(huì)議有涂光熾、丁國(guó)瑜、滕吉文、於崇文、張本仁等5位院士出席，并提出進(jìn)一步加強(qiáng)?？诨鹕椒罏?zāi)與資源開(kāi)發(fā)的倡議。

【注釋】

[1]該文摘自2007年9月《申報(bào)中國(guó)雷瓊世界地質(zhì)公園綜合考察報(bào)告》。