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火山作用与演化阶段划分,雁荡山水探秘实习教材

【摘要】:结合以往区域调查资料及科研成果,余明刚等 将雁荡山破火山形成演化的历史总结为7个阶段,包括4期喷发、2次破火山口塌陷与复活和1期中央侵入体的侵位如图2-4所示。出露面积约27km2,平面上构成破火山内环。主要分布于火山中部,又称为中央侵入体。岩体与第四岩石地层单元的侵入关系,标志着雁荡山破火山岩浆活动的结束。中央侵入体侵位后,雁荡山地区岩浆活动全面结束,进入长期风化剥蚀阶段。

雁荡山世界地质公园是中国东南沿海第一个以火山为主题的世界地质公园,主体为一白垩纪火山作用形成的复活破火山,以发育巨厚的酸性火山岩为特征,是酸性火山作用的天然博览园。

雁荡山破火山发育史极为复杂,包括两次破火山形成与复活,这在东南沿海火山岩带的众多火山机构中是相当罕见的,而且火山活动十分强烈,在相对较短的时期内(97.2—105.6Ma)(余明刚等,2006年)喷出厚度近2000m的火山岩,且以单一流纹质岩浆爆发为特色,形成了奇异的火山地貌景观。

根据雁荡山破火山的岩性、岩相特征,火山岩层自下而上可以划分为4个岩性段(K1y1、K1y2、K1y3、K1y4),它们在平面上呈环状分布,地层层序清楚,末期岩浆沿主要火山通道侵位,构成中央侵入体 (Ky)。雁荡山破火山的外围地层有磨石山群高坞组 (K1g)、西山头组 (K1x)的火山岩,以及永康群馆头组 (K1gt)和朝川组 (K1cc)火山—沉积岩系如图2-3所示。

结合以往区域调查资料及科研成果,余明刚等 (2008年)将雁荡山破火山形成演化的历史总结为7个阶段,包括4期喷发、2次破火山口塌陷与复活和1期中央侵入体的侵位如图2-4所示。

图2-3 雁荡山地区地质略图 (引自陶奎元,2008年)

四系;K1y4—第4岩性段;K1y3—第3岩性段;K1y2—第2岩性段;K1y1—第1岩性段;央侵入体;K1cc—朝川组;K1gt—馆头组;K1x1-2—西山头组1段、2段;K1gw—高坞组;7—次火山岩、岩脉;13—侵入岩穹;14—火山通道;15—破火山边界环状断裂;16—岩流、岩穹组合边界;17—断裂;18—破碎带;19—假流纹产状;20—流面产状

1.第一次喷发阶段

大规模普林尼式爆发,喷出厚层火山碎屑流相流纹质熔结凝灰岩 (第1岩性段K1y1)(见图2-4(a));厚度688m。总体上呈环状分布于火山的外缘带,西自燕尾瀑,响岭头南,至白薯岙山,至东部田岙,王家番,双峰,向北转至湖口、智仁、大岩头、福溪水库等地。

火山内部由于断裂切割抬升,于溪流谷底亦有部分出露。岩层总体产状呈围斜内倾。出露面积约66km2

图2-4 雁荡山破火山演化示意图

2.第一次破火山形成阶段

大体积K1y1爆发之后,岩浆房排空,引发火山口塌陷 (见图2-4(b)),导致K1y1岩层产状围斜内倾,并形成环状和放射状断裂,岩浆沿上述断裂侵位,形成侵出相的英安流纹质凝灰熔岩岩穹。在智仁一带的破火山口湖中发生局部蒸汽岩浆爆发,形成涌流相凝灰岩,厚度仅19.6m。

3.第二次喷发阶段

第二次喷发阶段为早期破火山复活阶段,呈大规模溢流式喷发,喷出厚度较大的流纹岩 (第2岩性段K1y2)(见图2-4(c));局部为普林尼式爆发,形成火山碎屑流相熔结凝灰岩,晚期有侵出相流纹斑岩岩穹。厚度大于600m,与下伏K1y1地层呈角度不整合接触;平面上出露于破火山的中间环,西自大龙锹,经灵岩、灵峰,转向东部五峰山下、七星洞、再转向北部仙桥、仙姑洞。岩层产状近于水平,略向火山内部倾斜。雁荡山的嶂、洞、瀑等景观主要分布在这一岩石地层单元之中。面积为59km2

4.第三次喷发阶段

小规模亚普林尼式喷发,产物为火山碎屑流相熔结凝灰岩、凝灰岩,局部夹有溢流相流纹岩,构成第3岩性段(K1y3)(见图2-4(d))。厚度380m,局限分布于火山南部,观音峰底座、方洞至纱帽峰与仰天斗下部。典型岩石出露于方洞外公路的两侧,上灵岩村之北、观音峰之东形成小型峰丛景观。出露面积约27km2,平面上构成破火山内环。

5.第四次喷发阶段

第四次喷发阶段为雁荡山最后一次全区性普林尼式猛烈爆发,形成火山碎屑流相流纹质熔结凝灰岩,局部有溢流相凝灰熔岩 (见图2-4(e)),构成第4岩性段 (K1y4),与K1y3共同构成破火山内环,地貌上呈山巅和山脊。厚度297m,分布于破火山内环,即分布于观音峰 (上部主体)、纱帽峰、仰天斗、五峰山顶、马家番以及北部的福溪水库、石碧岩、小坑和更北的和家坪、五色坑、长朗尖等地。出露面积约50km2

6.第二次破火山形成阶段

经多次大体积火山爆发、溢流后,岩浆房排空,火山口再次发生塌陷 (见图2-4 (f)),导致K1y2、K1y3、K1y4火山岩产状向中心内倾,并与K1y1地层之间呈角度不整合。

7.中央侵入体形成阶段

中央侵入体形成阶段为晚期破火山复活阶段,岩浆沿主要喷发中心上升侵位形成中央侵入相石英正长斑岩 (Ky)(见图2-4(f))。主要分布于火山中部,又称为中央侵入体。经抬升、剥蚀、现出露为六个大小不等的岩体。岩体与第四岩石地层单元的侵入关系,标志着雁荡山破火山岩浆活动的结束。后期有英安玢岩、流纹斑岩、斜长霏细斑岩、霏细斑岩等酸性岩墙和岩脉沿破火山环形与放射状断裂侵入。

中央侵入体侵位后,雁荡山地区岩浆活动全面结束,进入长期风化剥蚀阶段。期间,上覆火山岩顶盖遭剥蚀而暴露中央侵入体,最终形成现代地貌景观(见图2-4(g))。