我国甘肃省简称“甘”或“陇”,地处中国黄土高原、内蒙古高原与青藏高原的交汇地带。省内地形呈狭长带状,以山地和高原为主,地势呈西南高、东北低。甘肃省历史文化底蕴丰厚,是华夏文明的重要发源地之一,也是农耕文明与游牧文明、中华文明与世界文明的交汇地。另外,甘肃省也是国家重要的西部生态安全屏障、能源基地和“一带一路”的战略通道。提及这个中国西北部省份,首先想到的可能是敦煌莫高窟、嘉峪关长城、鸣沙山月牙泉和张掖七彩丹霞这些历史文化瑰宝与塞外风光。可是你知道吗?甘肃省还拥有红柳峡火山、牛顶山火山、黑独山火山等神秘而壮丽的火山。

甘肃省玉门市红柳峡火山(左图)和山东省潍坊市临朐县地区(中图)与昌乐县地区(右图)部分火山对地观测影像图(图源于GF–2与JL1GP02对地观测影像)
红柳峡火山距离甘肃省玉门市昌马镇以东约32千米,阿尔金断裂带北缘断裂穿过该火山区(该断裂的最新活动时代为全新世)。火山区内发育2座火山,其中较大的一座火山海拔约1958米。两座火山相距约140米,在当地常被称为“姊妹火山”。俯瞰红柳峡火山较大一座火山,其轮廓呈椭圆形,火山底部长约375米,宽约220米。红柳峡火山喷发历史可划分为早白垩世、晚白垩世和古近纪3个期次,以裂隙式和中心式喷发为主,火山地貌主要为火山锥或火山颈(火山颈是指火山在中心式喷发后充填于火山通道上部并冷凝形成的柱状地质体,在火山喷发停息以后经过长期风化、剥蚀等地质作用后残留的部分)。火山锥体即为现存的火山颈,形成时代为古近纪,主体岩性为玄武粗安岩。红柳峡火山颈是我国西北地区发现的保存最为完整的陆相火山颈之一,火山区内的火山岩以玄武粗安岩、玄武岩和粗面质熔岩为主,肉眼可以观察到斜长石、橄榄石和辉石。火山区的地层内普遍发育有放射状的张性断裂,这些断裂内可见侵入岩脉体。红柳峡火山颈内部主要被溢流相的玄武粗安岩充填,这些熔岩内部发育有大量的环状和放射状节理,疏密相间,相互交错,而且分布于火山颈内部的溢流相玄武粗安岩多呈流动状,颜色以灰绿色或灰黑色为主,远处观望红柳峡火山酷似“烫”了一个巨大的黑发卷!
区域构造应力场反演结果表明,甘肃省红柳峡火山区整体处于南北向拉张,东西向挤压的构造格局之中。据现有的地震监测资料显示,火山区内极少有地震事件发生(资料来源:甘肃省地震局、新疆维吾尔自治区地震局、青海省地震局和中国地震台网中心)。地球物理勘探资料显示,甘肃省红柳峡火山区底部的地壳厚度约52千米。红柳峡火山的形成与区域性走滑断裂活动、地壳减薄、上地幔部分熔融和地壳混染均有关联。红柳峡火山区及邻区现为玉门魔山国家地质公园,并于2024年7月18日正式对外开放,在公园内可以见到百余株裸露的硅化木以及龟、鱼类、介形虫、叶肢介和藻类等40多种中生代生物化石,这些化石的形成与红柳峡火山的喷发活动有着重要联系。
中国甘肃省玉门市红柳峡火山航拍视频(原创视频)
山东省简称“鲁”,又称齐鲁大地,是中华文明重要发祥地、儒家文化发源地和中华优秀传统文化的重要起源地之一,位于我国东部沿海、黄河下游,境域包含东部半岛和西部内陆两个部分。其中,东部的山东半岛是我国第一大半岛。而在内陆部分则分布着山旺、灵山、擦马山、二姑山、桃花山、北岩、乔山、豹山、卧虎山、方山、隋姑山、团山子等230多座火山,这些火山形成时代集中在新近纪,火山地貌有火山锥、火山口、熔岩台地、火山口湖、熔岩隧道等。这些火山主要分布在潍坊市的临朐县和昌乐县地区,常被称为临朐火山群和昌乐火山群,或者统称为临朐–昌乐火山群,紧邻郯城–庐江断裂(简称郯庐断裂)的安丘–莒县段(该段落也被称为沂沭断裂带,最新活动时代为全新世)。

山东省潍坊市昌乐县苍山火山与乔山火山、青岛市马山火山(又称马鞍山)和烟台市马山火山(图均源于网络)
苍山火山位于山东省潍坊市临朐县与昌乐县交界处,海拔约352米,火山锥体上部陡峻,下部平缓。火山的形成时代为新近纪,以中心式喷发类型为主,火山地貌主要为火山锥。火山轮廓整体呈不规则形状,最长处约832米,最宽处约756米。火山区岩性主要由多期次喷溢的玄武质熔岩构成,肉眼可以观察到的单矿物主要有橄榄石、辉石和斜长石。
山旺火山位于山东省中部的临朐–昌乐盆地,由多期次岩浆喷溢形成,火山海拔约386米。火山区地势较平缓,属低山丘陵地形,火山占地面积约2.2平方千米。火山喷发活动集中于新近纪,为裂隙式和中心式喷发类型,火山地貌主要为火山锥和熔岩台地。火山岩以玄武岩、玄武质熔岩和玄武质火山碎屑岩为主,肉眼可以观察到的单矿物主要有橄榄石、辉石和斜长石。山旺火山区及邻区的玄武岩及残积冲积层中,蕴藏着大量以捕掳晶形式存在的蓝宝石。这些蓝宝石形成于碱性岩浆环境,它们以深蓝至靛蓝色为主,因含铁量高导致颜色偏深或偏暗,也可以见到蓝绿、黄、褐红色等颜色,极少数呈红蓝双色。蓝宝石,学名为刚玉,与钻石、红宝石(学名为红刚玉)、祖母绿(学名为绿柱石)并称全球四大名贵宝石。在山旺火山区及邻区的蓝宝石资源储量巨大,其蓝宝石以颗粒大、颜色深、晶型好、种类多等特点,被国际珠宝界誉为“中国蓝”。另外,火山区及邻区湖泊沉积地层和火山喷发形成的沉降物地层中赋存有丰富的古生物化石,迄今为止已发现动植物化石700余种。2001年12月10日,山旺火山及所在区域被国家国土资源部批准为国家级地质公园。
桃花山火山位于昌乐县西南约12千米,海拔约234米。因火山通道内的玄武岩柱状节理组合形态酷似桃花,由此得名桃花山。火山整体轮廓呈近圆形,底部直径约550米,火山口直径大于160米。火山岩以玄武岩、玄武质熔岩和玄武质火山碎屑岩为主。火山喷发活动集中于新近纪,为中心式喷发类型,火山地貌主要为火山锥、火山口和熔岩台地。火山锥体因人为采石,中上部岩体被破坏而裸露。
团山子火山位于昌乐县东南约15千米,海拔约174米。火山口规模较小,直径小于85米。火山锥体较为低矮,呈穹丘状。火山岩以玄武岩和玄武质熔岩为主,火山喷发活动集中于新近纪,为中心式喷发类型,火山地貌主要为火山锥和火山口。火山通道内的玄武岩柱状节理组合形态以火山口为中心向两边倾斜,中心节理近竖直,两边倾角逐渐增大,最大倾角约58°,酷似一把倒着打开的扇子。火山通道中部分柱状节理玄武岩的顶端部分由下而上直径逐渐变小,发育至一定高度而消失,在剖面上呈现为小型楔状,由此呈现出了上窄下宽的“倒扇”形。团山子火山属于小规模火山喷发,在喷发过程中岩浆喷出口较小,喷出的玄武质岩浆体积小、易冷却,不易外溢。岩浆喷出时岩浆能量不能完全释放,但又不能完全冲破上部快速冷凝结晶成岩的岩浆,因而在火山通道中的岩浆在冷却后又受到下部岩浆的向上挤压而逐渐向两侧分开,最终形成了“倒扇型”玄武岩柱状节理。
二姑山火山位于昌乐县西南约10千米,海拔约166米。火山锥体较为低矮,呈穹丘状。火山岩以玄武岩和玄武质熔岩为主,火山喷发活动集中于新近纪,为中心式喷发类型,火山地貌为火山锥。火山整体轮廓呈椭圆形,最长处约558米,最宽处约377米。火山通道内的玄武岩柱状节理也为“倒扇型”,但不如团山子火山的明显。

中国长白山天池活火山(左一)、意大利斯通博利活火山(左二)、中国黄岩岛(又名民主礁)(右二)和冰岛雷恰角半岛活火山(右一)(均为原创图件)
区域构造应力场反演结果表明,山东省临朐–昌乐火山群分布区则整体处于北北东向挤压的构造格局之中。据现有的地震与火山监测资料显示,火山群分布区发生的地震事件以天然构造型微地震为主,2009年–2025年间记录到的微地震共19余次,最大地震事件为2025年3月22日发生的2.8级构造地震(资料来源:中国地震局火山研究所、山东省地震局和辽宁省地震局),火山群邻近的郯庐断裂(安丘–莒县段)具有右旋走滑兼逆冲的活动性质,平均走滑、倾滑速率分别为0.9毫米/年和-0.7毫米/年。地球物理勘探资料显示,临朐–昌乐火山群分布区底部的地壳厚度约30千米。火山区处于沂沭断裂带地热异常区,深部地幔热对流传热是其主要热源。火山区内发育有多处温泉和冷泉,泉水中富含二氧化硅(SiO2)、二氧化碳(CO2)、硒(Se)和锶(Sr)等物质。岩石地球化学研究表明,火山群的喷发与区域巨型走滑断裂、挤压构造环境、地幔物质上涌、上地幔部分熔融、岩浆分离结晶等一系列地质过程均有关联。
与中国长白山大型活火山、意大利斯通博利大型活火山、中国黄岩岛(海底火山喷发形成)和冰岛雷恰角半岛大型活火山相比,临朐–昌乐火山群拥有的“火山世界”仿佛在漫长的地质历史岁月中,定格新近纪这一独特魅力的瞬间,每座火山仿佛用自己的故事展示着大自然的神奇与多彩!如果说中国甘肃省枕状武质熔岩镌刻着岩浆喷溢的痕迹,中国长白山天池火山粗面岩角砾折射出了火山喷发的撼天震地,塞内加尔卢加省枕状玄武岩记录着远古海底的脉动,那么中国山东省柱状玄武岩犹如万箭齐发,每一根石柱都在诉说着地壳深处的故事。

中国甘肃省枕状玄武质熔岩(左一)、中国山东省北岩山火山柱状玄武岩(左二)、中国吉林省长白山天池火山近圆状粗面岩火山角砾(右二)和塞内加尔卢加省枕状玄武岩(右一)(均为原创图件)
补充科普:
黄岩岛(英文名字Huangyan Island),又名民主礁,行政区划上隶属中国海南省三沙市。它是我国南海海域东部唯一露出的岛屿,也是中国中沙群岛第一大岛屿。该岛屿位于中国大陆架之上,其轮廓形态像一个巨大的等腰三角形,东西长约15千米,南北宽约15千米,周长约55千米,总面积约为150平方千米,俯瞰黄岩岛宛如一块硕大的翡翠镶嵌在我国南海海域之上。岛屿的东南端有一个宽约400米的通道与外海相通,岛内部发育有一个近似三角形的潟(xì)湖(又称半封闭的浅水湖泊),湖面积约130平方千米,湖水最深处约20米。
古近纪晚期由于我国南海深海盆扩张,地幔物质上涌引发了频繁的火山喷发活动,海底火山喷溢出的玄武质岩浆在深海底部冷凝成岩,逐渐堆积形成了高耸的火山锥。火山喷发停息以后,火山所在区域及邻区以每年0.02–0.04毫米的速度缓慢下沉,并在新近纪后期因海底扩张而侧向移动,火山锥体逐渐被海水侵蚀夷平。随后火山锥体在洋壳的侧向推移和下沉过程中,造礁珊瑚在其火山顶部固着繁殖,以接近洋壳下沉的速度向上生长,最终形成了如今的黄岩岛。
黄岩岛是我国典型的珊瑚岛。珊瑚岛是由珊瑚虫遗骸和礁体堆积形成的岛屿,其表面常常覆盖着珊瑚砂和珊瑚泥。根据珊瑚岛形成的状态,可将其分为岸礁、堡礁和环礁三种类型,黄岩岛属于环礁。2025年9月,国务院正式批准黄岩岛为国家级自然保护区。

中国海南省三沙市黄岩岛俯瞰图及高程图(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:
[1] 王方成, 王凡, 张国旭, 等. 甘肃西部红柳峡火山颈火山岩地球化学特征及意义[J]. 矿物岩石, 2012, 32(1): 55–55.
[2] 韩美. 山东临朐、昌乐地区晚第三纪火山地貌[J]. 地理研究, 1990, 9(1): 18–27.
[3] 张培震, 张会平, 郑文俊, 等. 东亚大陆新生代构造演化[J]. 地震地质, 2014, 3: 574–585.
[4] 何宏林, 宋方敏, 李传友, 等. 郯庐断裂带莒县胡家孟晏地震破裂带的发现[J]. 地震地质, 2004, 26(4): 630–637.
[5] 朱成林. 郯庐断裂带沂沭段及周边地区地壳形变特征和地震危险性分析[D]. 中国地震局地质研究所, 博士论文, 2020.
[6] 李忠伟, 徐智涛, 闫东晗, 等. 郯庐断裂带北延伊通–舒兰断裂四平段基于高分辨率遥感解译技术活动断层探察项目报告[R]. 吉林省地震局, 2020.
[7] 刘晏宁. 黄岩岛研究综述[J]. 海南热带海洋学院学报(网络首发), 2025–9–23.
[8] Xu, Z.T., Sun, L.Y., Ye, X.Q., et al. U–Pb geochronology and geochemistry of dikes in the Changbaishan Tianchi volcanic field (NE China) and their relations with the coeval Jingbohu and Longgang monogenetic volcanic fields[J]. International Geology Review, 2023, 66(3): 814–831.
[9] Ye, X.Q., Xu, Z.T., Ventura, G., et al. Origin and Evolution of the Late Mid–Pleistocene Trachytes in the Changbaishan Tianchi Volcano (China/North Korea): Insights from Mineralogy, Geochronology and Geochemistry[J]. Acta Geologica Sinica (English Edition), 2025, 99(3): 774–788.
[10] Li, C.L., Chen, C.X., Dong, D.D., et al. Ambient noise tomography of the Shandong province and its implication for Cenozoic intraplate volcanism in eastern China[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2018, 19: 3286–3301.
本期作者:
徐智涛 中国地震局火山研究所 中国地震局地质研究所 意大利国家地球物理与火山研究所 高级工程师/博士
Pablo·R·P 德国波茨坦地学研究中心 西班牙马德里康普斯顿大学 副教授/博士后
孙立影 吉林省地震局 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站 工程师
Roberto·M 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 博士
徐智恺 中国科学院海洋研究所 深海极端环境与生命过程研究中心 助理研究员/博士后
Alessandra·S 意大利地球与物理火山研究所(罗马) 高级研究员/博士
陈明阳 中国冶金地质总局西北局 工程师
赵春涛 中国科学院青海盐湖研究所 助理研究员/博士
蒋其峰 山东省地震局 中国地震局地质研究所 高级工程师/博士
王宇玺 四川省地震局 高级工程师
马玺 地震动力学与强震预测全国重点实验室 副研究员/博士
Salvotore·G 意大利卡塔尼亚埃特纳火山观测站 高级研究员/博士
衣健 吉林大学 副教授/博士
魏恋欢 东北大学 副教授/博士
张茂亮 天津大学 副教授/博士
张玙 中国地质调查局成都地质调查中心 高级工程师
徐岳仁 中国地震局预测研究所 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 副研究员/博士
王君贤 铀资源探采与核遥感全国重点实验室 工程师/博士后
江永曲吉 西藏自治区地震局 助理工程师
赵怡然 大连交通大学 经济管理学院 博士
张馨文 中国石油集团测井有限公司 工程师/博士
金震 中国地震局厦门海洋地震研究所 高级工程师/博士
张勇 中国地质科学院矿产资源研究所 研究员/博士后
武成智 中国灾害防御协会 吉林省地震局 高级工程师
赵文斌 中国科学院 地质与地球物理研究所 博士后
Ibrahima·D 塞内加尔阿马杜·马赫塔尔·姆博大学 副教授/博士
Ailin·P 阿根廷国家空间活动委员会 阿根廷国家科学与技术研究理事会 副研究员/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
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