雁荡山世界地质公园的区域地质特征

2023-08-25 理论教育版权反馈

【摘要】：1．区域地质特征长屿硐天位于亚洲大陆东部边缘中生代巨型火山带的中段，自晚侏罗纪以来，太平洋板块向北西方向持续俯冲与走滑，导致俯冲带地壳熔融，生成壳源为主的酸性岩浆，在早白垩纪强烈活动，向上运移至地壳浅部或喷出地表，形成西太平洋火山岩带。长屿硐天矿山公园位于西太平洋火山带东南沿海火成岩省区，以白垩纪大规模流纹质岩浆活动及构造活动形成的古火山构造与北东向断裂构造为主体的地质特征。

1．区域地质特征

长屿硐天位于亚洲大陆东部边缘中生代巨型火山带的中段，自晚侏罗纪（距今约150Ma）以来，太平洋板块向北西方向持续俯冲与走滑，导致俯冲带地壳熔融，生成壳源为主的酸性岩浆，在早白垩纪强烈活动，向上运移至地壳浅部或喷出地表，形成西太平洋火山岩带。

长屿硐天矿山公园位于西太平洋火山带东南沿海火成岩省区，以白垩纪大规模流纹质岩浆活动及构造活动形成的古火山构造与北东向断裂构造为主体的地质特征。

在早白垩纪时距今约130—150Ma，长屿地区至少经历了5次火山喷发，形成了一个大型的古火山构造——晋岙古火山构造。晋岙古火山构造自温岭市区太平镇东北的石夫人至长屿一带，以环状断裂为界，面积大于90km2。经后期的风化剥蚀，现为海拔200～300m的丘陵，四周为海拔5m以下的平原；矿山公园位于该古火山构造的北缘。

2．地层条件

（1）第四系海积—沉积层（Q）

自更新世（约1．75Ma）以来，受海平面变化和新构造运动的控制，长屿硐天矿山公园北缘的平原区堆积了松散的海积—冲积地层，岩性主要为深灰色淤泥质亚粘土与亚粘土互层，局部夹粉砂土、亚砂土，最大厚度达200m。靠近丘陵的沟谷地段，则相变为砂砾石层、砂土层等。

（2）下白垩纪火山喷发—沉积地层（K1）

5次火山喷发和1次构造盆地活动形成的火山—沉积地层。从上到下依次为：

①大尖山段，火山碎屑流相流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩，厚度大于73m。

②长屿段，在晋岙火山口附近为降落、滑塌堆积的集块角砾岩，远离火山口至长屿一带相变为火山碎屑流相与降落相的流纹质含角砾晶屑、玻屑凝灰岩等，局部夹沉凝灰岩和酸性熔岩，厚度约220m。

③高浦岙段，火山碎屑流相流纹质玻屑熔结凝灰岩等，厚度约180m。

④下保山段，火山碎屑流相英安质晶屑玻屑凝灰岩等，厚度约230m。

⑤芝岙段，陆相沉积的灰紫色、紫红色砂岩、砂砾岩、泥岩等，厚度约70m。

⑥莞田段，沸溢相流纹质晶屑、玻屑熔结凝灰岩，厚度约230m。

火山岩地层多数保持了原始产状，倾角10°～15°；总体上以晋岙火山口为中心，内侧向晋岙倾斜，外侧则向外围倾斜。

3．侵入岩

火山喷发的晚期，深部的岩浆侵入到近地表，形成了流纹斑岩、英安斑岩、石英霏细斑岩和花岗斑岩等10个大小不等的潜火山岩；规模大者面积达1km2，规模小者直径仅100m，这类火山岩可能多是沿火山通道侵入。晋岙村附近发育有较大面积的流纹斑岩、珍珠岩，而周围分布有大面积的火山集块角砾岩，表明石夫人—晋岙一带是晋岙古火山的主要喷发中心与岩浆上升的通道。

4．地质构造

晋岙破火山位于温岭城东北石夫人至长屿一带，以环状断裂为界，裂体呈圆形，面积大于90km2，破火山口内西山头组火山岩构成高程为200～300m的丘陵，四周为高程在5m以下的河网平原地区。破火山口由西山头组下、中、上三部分（即三个岩性段）自内向外，形成从低向高依次分布、围斜向内倾的盆状形态。在破火山口内散布有10个流纹斑岩、英安斑岩、石英霏细斑岩和花岗斑岩等大小不一的潜火山岩，规模大者面积达1km2，规模小的直径仅百米，这类火山岩可能是循火山通道侵入，特别是晋岙村附近的流纹斑岩，大面积散布火山集块角砾岩，向外火山碎屑块度变小，逐渐变为角砾凝灰岩或凝灰岩，表明石夫人—晋岙一带为古火山喷发中心。

早白垩纪火山活动结束后，北东、北北东、北西方向的断裂与节理、裂隙发育在火山岩中。其中北东向断裂规模较大，延伸较远，其力学性质为压性及压扭性。

5．矿床地质特征

根据区域地质调查研究，长屿地区至少经历了五次火山喷发与一次构造盆地活动，形成的火山—沉积岩地层可以分为6个岩性段，其中长屿段的流纹质含角砾晶屑、玻屑凝灰岩为长屿石材的贮存层位。长屿段大面积分布于长屿及其南侧的丘陵地区；大尖山段多分布在海拔200m以上的丘陵顶部，岩性坚硬且脆性。

在5套火山岩中，唯独长屿段凝灰岩成为自古代延续到现代的采石对象，缘于长屿段独特的岩性特征。肉眼观察与镜下鉴定表明，长屿段岩性为浅灰色流纹质含角砾晶屑、玻屑凝灰岩、多屑凝灰岩等。火山碎屑主要为晶屑、岩屑与玻屑，含量为60％～90％。其中晶屑成分为肉红色或浅灰色的正长石，大小约2mm；玻屑有微弱的土化，结构较疏松。角砾为早期的火山岩，大小不等，呈棱角状，含量10％～30％。往南至晋岙一带，角砾增大为火山集块，含量相应增多。

结构较疏松、质地均匀的（含）角砾凝灰岩，脆性与硬度都较低，具有易开凿的特点，为长屿石材的开采提供了先决条件。对裸露于地表有较长时间、但风化程度较低的角砾凝灰岩，相对于新鲜岩石而言，颜色变成浅灰黄色，致密度与硬度都有所增大。岩石的这种特征似乎为古代石匠所认识，他们选择了这种在地表能变得更坚硬、但在地下开凿时又相对质软而疏松的岩石。对引起这种岩石岩性特征的变化因素的研究至今尚缺乏，很可能是岩石中含有沸石等矿物，因沸石在地表的脱水可以导致岩性特征的变化。在长屿一带，长屿段凝灰岩厚度达220m，为长屿采石提供了第二个条件，为开采出规模宏大的采坑提供了可能。在后期的构造运动中，长屿一带没有遭受明显的挤压，导致岩石破碎，是形成长屿硐天的第三个地质条件。上述三个地质条件使长屿含角砾凝灰岩成为古人能开采的建筑用石材矿床。此外，在长屿地区能形成规模如此宏大的采石遗址，还与长屿毗邻通航的河道、交通运输便利有关。

在长屿地区能形成厚度巨大的（含）角砾凝灰岩，是因为在早白垩纪这一地区曾经发生过一次特殊的低温岩浆喷发作用。这次喷发具有低温、强烈爆发的特点，强烈的爆发作用产生了大量的火山碎屑，而岩浆爆发时的低温则使其不发生熔结作用，没有以形成致密的玻璃质、难以开采的火山岩。长屿段的火山喷发方式属于布里尼式喷发，即极端猛烈的爆破式喷发，以强有力的气体爆炸释放和高的火山碎屑喷发柱为特征。岩浆粘度大、爆发强烈，大多形成高10～55km的喷发柱；火山碎屑含量常达90％以上，其中围岩碎屑占10％～25％，喷出物都是高粘度的泡沫化浮岩、岩屑、晶屑和火山灰，很少有岩浆的喷溢。由于长时间、大体积的喷发，火山口易发生塌陷形成破火山口。形成了广泛分布的空降浮岩堆积和巨厚的火山碎屑流及次生的火山泥石流。这种火山喷发方式的过程通常为：清除火山通道—岩浆泡沫化—猛烈爆发出浮岩和火山灰—火山通道壁岩块坠入、堵塞火山通道，如此反复作用，形成复杂的火山结构。

经区域岩相分析，代表长屿段的火山喷发产物总体积约6km3，古火山口位于晋岙一带，后期被流纹岩、珍珠岩充填。火山口周围主要为布里尼式喷发柱下部气冲区降落的粗粒级集块、角砾；部分火山集块、角砾发生滑塌形成火山泥石流。这些粗粒级碎屑构成一个底面约30km2、高近500m的火山碎屑锥。火山锥体外围分布着呈席状展布的火山碎屑流堆积物——火山灰及角砾夹灰云涌流堆积的玻屑凝灰岩等，覆盖面积大于70km2。长屿的（含）角砾凝灰岩属于火山口外围岩相。

雁荡山世界地质公园的区域地质特征

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