六合火山群位于我国长江北岸的江苏省南京市六合区至仪征市一带,火山群包含平山火山、桂子山火山、马头山火山、捺山火山、灵岩山火山、横山火山、铜山火山、方山火山、奶山火山和瓜埠山火山(又称瓜步山火山)等25座单成因火山,这些火山分布于施官集断裂和滁河断裂(两条断裂的最新活动时间均为早中更新世)的交汇区域,大多坐落于古长江的冲积平原(现今的长江北岸),整体沿北西向的施官集断裂带呈现出规律性展布。2005年8月,江苏省六合火山群被批准为国家级地质公园。
江苏省南京市六合火山群部分火山的空间展布图和火山区数字高程模型图(图源于GF-2与GF-6对地观测影像和国家对地观测数据中心)
六合火山群的喷发活动开始于中新世早期(距今约16.9百万年),至上新世晚期终止(距今约3.5百万年)。火山喷发类型为裂隙式和中心式喷发(裂隙式喷发是指岩浆沿地表裂缝喷出,形成覆盖面积广的熔岩;中心式喷发则是岩浆通过火山通道喷发,形成火山锥等典型地貌),火山地貌主要有火山锥、火山口和熔岩台地等。火山区岩石类型以玄武岩、玄武质熔岩和火山碎屑岩(玄武岩具有细粒结构和气孔构造,火山碎屑岩则由火山碎屑和胶结物组成)等基性岩类为主,岩石中肉眼可见的造岩矿物有斜方辉石、单斜辉石、橄榄石、斜长石和尖晶石等。与“蓄能待发”的日本富士山大型活火山、“脾气暴躁”的印度尼西亚喀拉喀托大型活火山、“会吐烟圈”的意大利埃特纳大型活火山和“似乎在沉睡”的中国长白山天池大型活火山相比,中国江苏省六合火山群以沉稳、大气的独特之姿,向世界展现出了东方独有的历史厚重感与时代潮流感!
春季的桂子山火山(左一,图源于网络)与马头山火山(左二,图源于网络)和夏季的瓜埠山火山(右二,原创图件)与灵岩山火山(右一,图源于网络)
日本富士山大型活火山及宝永山寄生火山锥(左一)、印度尼西亚喀拉喀托大型活火山(左二)、意大利埃特纳大型活火山(右二)和中国长白山天池大型活火山(右一)(均为原创图件)
现有的六合火山群地震监测资料显示,火山群内发生的地震以微地震为主,2013年3月-2025年4月监测到29次微震事件,其中记录到里氏1.0级以上地震26次,这些地震均为天然构造型地震,最大地震为2015年5月17日发生的3.5级地震(资料来源:中国地震局火山研究所、吉林省地震局、江苏省地震局、安徽省地震局和中国地震台网中心)。地球物理勘探资料显示,火山区底部的地壳厚度相对较大(32-33千米),这一厚度较周边地区偏厚,推测与火山活动及地质构造演化有关。区域的应力场反演结果表明,六合火山区及邻区处于以北东东-南西西向挤压和北北西-南南东向拉张应力为主的现代构造应力场中,这种应力场特征影响了火山的喷发与地壳变形,是研究区域地质活动的重要依据。六合火山群玄武岩中的橄榄岩捕虏体中4He同位素含量较低(小于5×10−9 cm3/g),而且3He与4He同位素比值在5.6-9.0,表明火山区玄武质岩浆的形成受软流圈与岩石圈的相互作用影响。
方山火山(海拔约184米)和灵岩山火山(海拔约170米)的锥体形状均为截头圆锥状。俯瞰方山火山,其锥体四面平整、内部凹陷,凹陷处是火山口的位置。两座火山喷发产物主要由玄武岩、凝灰质砂砾岩和玄武质火山碎屑岩组成,喷发时间从中新世开始,至上新世终止,火山喷发形成的玄武岩覆盖于40-50米厚的砂砾层之上,两者的接触关系较为清晰。因此,科学家们将两座火山喷发形成的玄武质火山岩系列命名为“方山组”。灵岩山火山自古便有“六合第一名山”之誉,其历史文化可追溯至我国春秋时期。灵岩山火山拥有众多名胜古迹,如灵岩寺、偃月崖、仙人洞、鹿跑泉和白龙池等自然景观,也是六合火山群雨花石的主要产地之一,是国家2A级旅游景区。
奶山火山的锥体形状犹如两座相互依傍的锥状小山,该火山喷发形成的玄武岩被古长江砂砾石层所切割。桂子山火山高约52.6米,占地面积约0.2平方千米,其东侧岩性主要为玄武岩,形成时代在0.9-1.0千万年。桂子山火山喷发出的玄武质岩浆经冷却和缓慢收缩,形成了六棱形、五棱形等不同形态的柱状节理玄武岩。火山东侧人工揭露出的柱状节理玄武岩高30多米,直径约0.5米,排列整齐、紧密,酷似无数根薯条聚合在一起!因此,桂子山火山也被当地称为“薯条山”。
瓜埠山火山在古代又称瓜步山,海拔约98.7米,具有一个破火山口,是一座单成因玄武质火山。瓜埠山火山位于现今长江北岸的六合火山群南端,火山形成时代距今约1千万年。火山喷发形成的柱状节理玄武岩高约70米,呈放射状或扇形,酷似平地上建起的高塔,十分壮观,在当地被称为“雄师之塔”或“乌龟山”。我国宋代词人辛弃疾在《永遇乐·京口北固亭怀古》中提到的“佛狸祠”(注:“佛狸”音bì lí)遗址经考证位于瓜埠山区域。公元450年,北魏太武帝拓跋焘反击刘宋王朝时抵达建康(现今的南京)北面的瓜埠山,在此建立了行宫,在其军队撤离后被当地百姓当作供奉神祇的庙宇,因拓跋焘小名为佛厘、佛狸伐,佛狸祠由此而得名。
如果说吉林省长白山天池火山的玄武岩展现出了东北独有的雄伟壮阔、西藏自治区林芝地区的山峰拥有着令人叹为观止的壮美身姿,那么江苏省六合火山群喷发形成的巨量玄武岩经大自然数百万年缔造可谓风光旖(yǐ)旎(nǐ)、美不胜收!
江苏省六合火山群瓜埠山火山玄武岩(左一)与桂子山火山玄武岩(左二)、吉林省长白山天池火山玄武岩(右二)和西藏自治区林芝市玛塔地区的山峰(右一)(均为原创图件)
补充科普:
雨花石是由玛瑙、玉髓、蛋白石等矿物及其伴生岩石构成的卵石状观赏石。组成雨花石的代表性矿物主要为玛瑙、玉髓和蛋白石等,也常被称为细石。我国江苏省六合火山区有着“雨花石之乡”的美称,也是全球最优质的雨花石产地。其中,方山火山和灵岩山火山是六合火山群雨花石的主要产地。火山区出露的新近纪以来的地层主要有洞玄观组、六合组、黄岗组、雨花台组、方山组和下蜀土组等,其中六合组和雨花台组主要为河流相的棕黄色或灰黄色砂砾石层夹砂层,也是赋存雨花石的主要地层。六合火山区的雨花石是经过火山岩浆热液二次交代作用(二次交代作用是指在已形成的岩石中,后期热液活动使矿物成分发生改变和置换的过程)后形成的,硬度更高,纹理和色彩也更为丰富多样。
区域大规模火山喷发出的熔岩在冷却过程中,残留的岩浆热液充填于已固结岩石的气孔或裂缝中,形成玉髓、碧玉和玛瑙等矿物,形成含玛瑙等矿物集合体的火山岩层或者沉积地层,经地壳抬升等系列地质作用成为破碎岩块,再经河流冲刷、侵蚀等系列作用,在搬运过程中碎块岩石经冲刷、互相碰撞和磨圆等过程形成了大量卵石,雨花石也是其中的卵石之一。所以说,水在雨花石的形成过程中发挥了非常重要的作用。
江苏省六合火山群含雨花石砾石层(左一)与雨花石(左二和右二)、意大利斯通博利火山雨花石与其他卵石(右一)(均为原创图件)
六合火山群位于我国长江下游,火山区属亚热带季风气候,气候湿润,阳光照射充足,昼夜温差适宜。加之火山群的喷发产物玄武岩、火山碎屑岩和火山灰等经过长期风化作用,形成的微酸性火山土壤疏松透气,富含钾、磷、铁、钙、镁、铜和钼等多种微量元素,适合雨花茶、水蜜桃等农作物生长。因此,在火山周围及火山口可以见到一片片绿油油的农业种植的雨花茶和水蜜桃。六合火山区生长的雨花茶优质细嫩,含有丰富的茶多酚、维生素C和维生素E。与其他地区的雨花茶相比,其茶叶品质和产量均有显著提升。而且火山区种植的水蜜桃皮薄多汁、果肉饱满、口感香甜,带有独特的蜜香。
江苏省农业种植的雨花茶与水蜜桃(图均源于网络)
本期科普结束!小伙伴们,我们下期见!
本期参考文献:
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本期作者:叶希青 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 工程师
徐智涛 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 中国地震局地质研究所 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 意大利地球物理与火山研究所(罗马、那不勒斯和卡塔尼亚分部) 高级工程师/博士
孙立影 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 吉林地震台 吉林省地震局 工程师
李萌萌 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 吉林省地震局 中国地震局预测研究所 工程师
Eugenio·N 意大利卡拉布里亚大学 生物、生态与地球科学学院 教授/博士
Sveva·R·M 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 佛罗伦萨大学 博士
潘波 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局活动构造与火山重点实验室 中国地震局地质研究所 研究员/博士
张洪艳 吉林地震台 吉林省地震局 高级工程师
张玙 中国地质调查局 成都地质调查中心 高级工程师
张宝松 中国地质调查局 南京地质调查中心 高级工程师
白令安 桂林理工大学 地球科学学院 教授/博士
闫庆贺 云南大学 地球科学学院 副教授/博士
徐岳仁 中国地震局预测研究所 研究员/博士
马玺 地震动力学与强震预测全国重点实验室 中国地震局地质研究所 副研究员/博士
魏恋欢 东北大学 资源与土木工程学院 副教授/博士
衣健 吉林大学 地球科学学院 副教授/博士
金立国 地震动力学与强震预测全国重点实验室 中国地震局地质研究所 宁夏回族自治区地震局 副研究员/博士
徐杜远 地震动力学与强震预测全国重点实验室 中国地震局地质研究所 助理研究员/博士
李忠伟 吉林省震灾风险防治中心 吉林省地震局 高级工程师
王子衿 吉林省震灾风险防治中心 吉林省地震局 助理工程师
孙婉婷 吉林省延边地震监测中心站 吉林省地震局 助理工程师
王君贤 中核集团铀资源勘查与评价重点实验室 核工业北京地质研究院 工程师/博士后
杨文心 新疆帕米尔陆内俯冲国家野外科学观测研究站 中国地震局地质研究所 助理研究员/博士
钟美娇 甘肃省地震局 中国地震局预测研究所 高级工程师/博士
乌尼尔 新疆维吾尔自治区地震局 高级工程师
闫玮 新疆维吾尔自治区地震局 高级工程师
宋雨佳 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局火山研究所 工程师
关升 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局火山研究所 工程师
顾国辉 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局火山研究所 工程师
魏费翔 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局地质研究所 中国地震局活动构造与火山重点实验室 副研究员/博士
颜丽丽 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局地质研究所 中国地震局活动构造与火山重点实验室 副研究员/博士
于红梅 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局地质研究所 中国地震局活动构造与火山重点实验室 副研究员/博士
单厚香 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 中国地震局地质研究所 中国地震局活动构造与火山重点实验室 副研究员/博士
Emilio·C 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 高级工程师/博士
Claudia·A 意大利地球物理与火山研究所(罗马) 博士
伊藤·惠理 日本建筑研究所 京都大学 研究员
金震 中国地震局厦门海洋地震研究所 高级工程师/博士
李海艳 福建省自然灾害防治技术研究院 福建省地震局 高级工程师/博士
章鑫 广东省地震局 中国科学技术大学 高级工程师/博士
侯颉 中国地震局第一监测中心 工程师/博士
陈兆新 吉林省地震局信息中心(应急服务中心) 工程师
曹戎机 吉林省地震局 工程师
刘松军 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 吉林省地震局 工程师
Pablo·R·P 西班牙马德里康普斯顿大学 地球科学学院 副教授/博士
Francesco·L 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 高级工程师/博士
声明:本期文中所有图片及文字均为公益科普,不存在任何商业价值。
来源: 中国地震局火山研究所 徐智涛