湖北省地处长江中游,洞庭湖以北,简称“鄂”,别名荆楚,又称荆楚大地。荆楚是 我国历史地域概念,涵盖现今湖北省全域及周边地区。湖北省是荆楚文化的发祥地,也是中国古代楚国政治、经济和文化中心。省内发育有喀斯特、火山岩、花岗岩、河流冲积等多种地貌,成矿地质条件优越,已发现150余种矿产。湖北省聚居了55个少数民族,是一个名副其实的多民族省份,具有鲜明的荆楚文化地域特色和巨大的经济文化开发价值。同时,湖北省联结东西、承接南北,是支撑我国长江经济带发展和中部地区崛起的重要地区。
湖北省部分火山和四川省部分火山对地观测影像图
提及这个中国中部省份,人们首先想到的可能是黄鹤楼、武当山、神农架、三峡大坝等历史文化遗产、世界自然遗产和国之重器。可是你知道吗?湖北省还拥有大茗山、大洪山、陈方伯、梁子湖、盘茶胡等多座火山,这些火山主要分布在湖北省中东部地区,喷发活动集中于中生代,火山岩类以玄武岩、流纹岩和火山碎屑岩为主,次火山岩类可见闪长玢岩、安山玢岩和流纹斑岩。
湖北省大冶市大茗山火山(左图)和湖北省随州市大洪山火山(右图)
大茗山火山位于湖北省大冶市西南部约17千米处,海拔约310米,地处麻城–团风断裂东南侧,该断裂的最新活动时代为早中更新世。火山锥体东西长约0.6千米,南北长约0.7千米。火山喷发活动始于晚侏罗世,止于早白垩世,为中心式喷发类型,火山地貌主要包括火山锥和熔岩台地。火山区岩石类型以玄武岩、流纹岩、凝灰岩和火山角砾岩为主,零星发育有安山玢岩脉和闪长玢岩脉,肉眼可观察到的单矿物有辉石、橄榄石、黑云母、斜长石、钾长石和石英。
大洪山火山位于湖北省随州市西南约45千米处,地处襄樊–广济断裂带上(该断裂带最新活动时代为早中更新世),火山区地势相对平缓,最高处海拔约1049米。火山活动主要发生于晚白垩世,属于中心式喷发类型。地质历史时期,火山区曾经发生过3期较强的喷发活动,形成了多个破火山口、火山口湖和熔岩台地等多种火山地貌。火山区内主要发育的火山岩类型包括玄武岩、安山岩、流纹岩以及火山碎屑岩,还普遍分布有煌斑岩脉体,反映出火山喷发晚期仍存在岩浆补给活动。肉眼可见的单矿物有辉石、橄榄石、黑云母、斜长石、钾长石、石英等。1988年8月1日,大洪山火山及所在区域被国务院批准为国家重点风景名胜区,景区内主要包含琵琶湖、大洪山和古银杏群落3个园区。其中,琵琶湖(又名大洪山琵琶湖),是大洪山火山喷发后现存的火山喷发遗迹,现为国家AAA级旅游景区。
地震与火山地质调查研究结果显示,湖北省地处我国秦岭–大别造山带和扬子陆块两个一级大地构造单元之上。区域构造应力场反演结果表明,大洪山火山区整体处于东南–西北向挤压、东北–西南向拉张的环境中,大部分地区地壳垂向形变呈现出不均匀分布的特点;深部勘探资料显示,火山区之下的地壳厚度约34千米;火山区内发育有多处温泉,如大洪山温泉、玉龙温泉,泉水中富含硫化氢(H2S)、氡气(Rn)、二氧化碳(CO2)、氟离子(F–)等组分,火山区地热流最大值达66毫瓦/平方米。另外,现有的地震与火山监测资料显示,2009年6月–2012年3月期间,大茗山、大洪山、陈方伯、梁子湖、盘茶胡等火山集中分布区发生了11余次2.0级以上的地震事件,且均为天然构造型地震,最大地震为2010年6月27日发生的2.3级地震(资料来源:中国地震局地质研究所、湖北省地震局、湖南省地震局、重庆市地震局、江西省地震局和中国地震台网中心)。大茗山、大洪山、陈芳伯、梁子湖、盘茶胡等火山喷发与区域挤压构造环境、地壳减薄、地幔物质上涌、岩浆分离结晶等一系列地质作用过程均有关联。
四川省甘孜藏族自治州云雾缭绕的贡嘎山(左一)和西藏自治区林芝市日月同辉的南迦巴瓦峰(右一)
四川省位于中国西南部,地处长江上游,地跨青藏高原、横断山脉、云贵高原、秦巴山地和四川盆地,与相邻的重庆市并称为巴蜀大地,素有“天府之国”的美誉。全省主要分为四川盆地、川西高原、川南与川北山地和川东丘陵四个部分,地势整体西高东低。其中,盆地部分为中亚热带湿润气候区,山地部分为亚热带半湿润气候区,高山部分为高原高寒气候区。四川省是中国发展的战略腹地,也是支撑新时代西部大开发、长江经济带发展等国家战略实施的重要地区。四川省物华天宝,拥有国家级重点保护野生动物145种,稳居全国第一。提及这个中国西南部省份,首先想到的可能是三星堆、都江堰、贡嘎山、峨眉山、大熊猫等纵横古今的蜀境万象。但你知道吗?四川省还拥有德吉、竹核、黄茅梗、瓦侯、红比等多座火山,这些火山主要分布在西南部地区的峨眉山大火成岩省,形成时代集中于晚二叠世,火山岩类以玄武岩和玄武质火山碎屑岩为主。
德吉火山位于四川省凉山彝族自治州越西县以东约24千米处,地处普雄河断裂带之上,该断裂带的最新活动时代为全新世。火山机构规模较大,保存较为完整,火山锥体东北侧现存一处豁口,锥顶海拔约3358米。火山形成于晚二叠世,属于中心式喷发类型,火山地貌主要为火山颈/火山锥和熔岩台地。火山锥顶宽约2.4千米,锥底宽约4.8千米,火山锥体主要由玄武岩、火山集块岩和火山角砾岩构成,岩石中肉眼可见的造岩矿物有橄榄石、辉石、斜长石等。火山区内玄武岩最大厚度约639米,火山集块岩和火山角砾岩呈带状分布,出露面积约1500平方米。
竹核火山位于四川省凉山彝族自治州昭觉县东北约9千米处,地处普雄河全新世活动断裂带上,锥顶海拔约2250米。俯瞰该火山,其整体轮廓呈近圆形,长约2.5千米,宽约2.3千米。火山形成于晚二叠世,属于中心式喷发类型,火山地貌主要为火山颈和熔岩台地。火山主体主要由玄武岩、玄武质火山集块岩和火山角砾岩构成,肉眼可见的单矿物有橄榄石、辉石、斜长石等。火山区内发育有6套火山集块岩–角砾岩喷发韵律,火山集块岩出露最大宽度约25米。火山地质调查研究表明,竹核火山在昭觉–美姑地区属于较早期喷发的火山之一,火山锥体东西两侧喷发物主要为大量的溢流相玄武岩。
黄茅梗火山位于四川省凉山彝族自治州美姑县东南约35千米处,地处西河–美姑断裂带南段东侧,该断裂带的活动时代为早中更新世。俯瞰该火山,其轮廓整体呈近圆形,直径最大处约11千米,最高处海拔约3217米。火山形成于晚二叠世,属于中心式喷发类型,火山地貌主要为火山颈和熔岩台地。火山主体主要由玄武岩、玄武质火山集块岩和火山角砾岩构成,肉眼可见的造岩矿物主要有橄榄石、辉石、斜长石等。靠近火山口中心部位的岩石类型以火山集块岩为主,岩层厚度超过20米。火山集块岩中的集块大小不一,分选较差。根据集块岩形态与玄武质熔岩延伸方向推断,火山喷发出的玄武质熔岩流对集块岩具有短距离的搬运作用。
地震与火山地质调查研究结果显示,德吉、竹核、黄茅梗、瓦侯、红比等火山的空间展布与普雄河全新世活动断裂带走向基本一致,火山喷发中心与玄武质岩浆喷溢受断裂构造控制明显;区域构造应力场反演结果表明,火山集中分布区整体处于东南–西北向挤压、东北–西南向拉张的环境中,区域构造应力具有明显的非均匀性,并且大部分地区地壳垂向形变呈现出不均匀分布的特点;火山区内发育有多处温泉,部分温泉水温可达60℃以上,泉水中富含氡(Rn)、二氧化碳(CO2)、氟离子(F–)、氯离子(Cl–)等,火山区地热流最大值为73.8毫瓦/平方米;现有的地震与火山监测资料显示,2018年1月–2025年12月记录到火山集中分布区发生2.0级以上地震事件共340余次,以天然构造型地震为主,最大地震为2019年5月16日发生的5.1级地震(资料来源:中国地震局火山研究所、四川省地震局、重庆市地震局、贵州省地震局、云南省地震局和中国地震台网中心);深部勘探资料显示,火山集中分布区之下的地壳厚度约49千米,中下地壳深度内仍存在岩浆房;德吉、竹核、黄茅梗、瓦侯、红比等火山喷发与区域拉张构造环境、地幔柱上涌、地壳物质混染、岩浆分离结晶等一些列地质过程均有关联。
四川省德吉火山玄武岩(左图)、竹核火山玄武质集块岩(中图)和黄茅梗火山角砾岩(右图)
如果说智力亚伊马火山是安第斯山脉炽热的脉搏,印度尼西塞梅鲁火山大爆发重新定义了海洋与陆地的边界,中国长白山天池火山凝聚着东亚深部岩浆房的澎湃热能,意大利埃特纳火山喷发以烈焰照亮整个西西里岛。那么中国湖北省火山则用陆内爆发的余烬横扫鄂中盆地,书写了荆楚大地磅礴的地质史诗,四川省火山则用千里溢流岩浆凝固成世界级火成岩省,用地幔柱的印记造就了峨眉山巅!
智力亚伊马大型活火山(上左一)、印度尼西亚塞梅鲁大型活火山(上右一)、中国长白山天池大型活火山(下左一)和意大利埃特纳大型活火山(下右一)
话题引申与实例列举:
(1)大火成岩省(英文名称:Large igneous province)是地球科学中的一个重要概念,指地质历史上短期内岩浆大规模喷发或侵入的岩浆岩体,其规模远超普通火山活动,堪称地球的“超级火山事件”。大火成岩省常由连续的、体积庞大的铁镁质火山岩及伴生侵入岩构成,其形成与深部地幔柱活动密切相关,典型实例包括俄罗斯西伯利亚玄武岩、印度德干高原玄武岩和中国峨眉山玄武岩。峨眉山玄武岩是中国西南地区重要的岩石地层单元,在四川省、云南省、贵州省和西藏自治区均有分布,是峨眉山大火成岩省的核心组成部分,形成时代在中二叠世晚期–晚二叠世早期。大火成岩省的形成对生物大灭绝、全球气候剧变、成矿效应、地幔柱活动等研究具有重要科学价值。
(2)一座火山喷发出现多个喷口是一个常见且复杂的地质现象。当岩浆房上覆地壳岩层无法承受来自岩浆房内部的压力时,会沿着岩层最脆弱的路径(如断层、裂隙)发生破裂,形成多条喷发通道和多个火山喷口;当板块张裂带的地壳被拉伸减薄,岩浆沿线性裂隙上涌,会形成多个火山喷口,例如2018年美国夏威夷州基拉韦厄火山(英文名称:Kilauea volcano)喷发,短时间内形成了20多个火山喷口。在中心式喷发的大型活火山中,如意大利卡塔尼亚市埃特纳火山(英文名称:Etna volcano),岩浆可以从主喷发通道侧向分支,或因主通道被冷凝岩浆阻塞,或受火山区活动断裂影响,岩浆无法被单一喷口有效释放,会使岩浆压力转向锥体薄弱处释放并喷发,形成多个火山喷口。测震、热红外、形变、岩脉(墙)群、活动断裂等监测/研究有助于追踪近地表岩浆的迁移路径,预判可能形成的新喷口位置。
来源 | 科普中国
编辑 | 黄可
一审 | 钟萍
二审 | 徐华蕾
三审 | 李莎返回搜狐,查看更多