瓊北地區第四紀火山地質遺跡類型與地學意義

段 政 ， 張 翔 ， 周 翠 ， 余明剛 ， 褚平利 ， 洪文濤

1)中國地質調查局南京地質調查中心， 江蘇南京 210016； 2)東華理工大學地球科學學院， 江西南昌 330013

雷瓊地區(雷州半島和海南島)是我國新生代以來火山活動最強烈、最頻繁和持續最長的地區之一，其大地構造位置屬于中國東南大陸古新世開始發育的陸緣裂谷——雷—瓊裂谷(或稱雷—瓊坳陷)， 其中火山活動伴隨裂谷的發育而發展(Ho et al.，2000)。該地區的火山巖橫跨瓊州海峽， 廣泛分布于瓊北、雷南地區， 并共同組成了中國第四紀十大火山群之一——雷瓊火山群。值得指出的是， 瓊北地區全新世火山巖分布面積和火山數量， 在中國第四紀火山群中占首位(陶奎元， 2007)， 同時， 瓊北地區也是我國少數幾個活動火山區之一(樊祺誠等，2004)， 特別是其中的火山地質遺跡類型及規模尤為豐富且典型， 但長期以來， 相對全國其他著名第四紀火山群(如東北地區、內蒙東部、騰沖地區等)的對比分析工作， 瓊北地區研究程度還相對較低，因此， 選擇瓊北地區第四紀火山地質遺跡開展詳細調查評價及較為系統的對比分析工作， 對于提升該地區火山地質遺跡研究水平， 正確評估其價值具有重要意義。

1 區域地質背景

研究區位于海南省北部， 屬雷瓊火山群的瓊北火山群部分， 其基底地層主要由中元古界、古生界變質巖組成， 其上被NE向的白堊系沉積盆地覆蓋，沉積厚度可達2500 m(陶奎元， 2012)。自晚白堊世末期開始， 由于近 EW向的區域斷陷作用導致研究區發育初始斷陷盆地； 古近紀末期， 研究區發生準平原化作用， 局部地區發育海相沉積； 至新近紀初，由于瓊北地區地幔上隆， 使得原來EW向區域性斷裂發生強烈的繼承性拉張， 引起研究區地貌整體呈階梯狀向北逐漸下降， 導致海水廣泛侵入， 造成研究區再次形成近 EW 向的斷陷盆地； 新近紀末期，研究區斷陷盆地開始抬升， 海水逐漸退卻， 并伴隨多次的火山噴發活動； 到第四紀時， 研究區地殼以斷塊差異升降活動為主， 繼承性斷裂再次活化， 玄武質火山大規模噴發， 噴出的玄武巖面積約 4150 km2，其上仍還保留火山101座(陶奎元， 2012)。

瓊北地區新生代火山巖總體上呈 EW 向分布，陸域出露的火山巖西起北部灣沿海的洋浦， 東至鋪前—清瀾斷裂， 南部以王五—文教斷裂為界， 北部直至海濱(圖1a)。這些火山活動具有明顯的多期性，從古近紀到第四紀可分為 10期， 其中第四紀火山活動可分為6期(白志達等， 2003)， 區域最晚的火山活動為全新世馬鞍嶺期， 距今約 8.155 ka(劉若新，2000)， 是距今一萬年內有噴發活動的活火山， 表明瓊北地區屬我國活火山分布區之一。研究區古近紀的兩期火山巖(流沙崗期E2、木棠期E1)和新近紀的兩期火山巖(蓬萊期N1、金牛嶺期N2)均以玄武巖夾層形式出現(陶奎元， 2012)， 而第四紀6期火山活動產物， 則是以多種火山地貌出現， 且集中沿 NNW向的長流—仙溝斷裂分布(圖1b)。這些多期次的火山活動產物呈各種火山地質遺跡形態出露， 幾乎涵蓋了玄武質火山地質遺跡的所有類型， 故而開展玄武質火山地質遺跡詳細調查與評價的理想地區。

2 火山活動期次與特征

瓊北地區自古近紀始新世即開始出現火山活動， 并呈現出多期、多次活動的特征。不同時代的火山產物亦各具特征， 總體而言， 古近紀和新近紀的火山活動產物多以玄武巖夾層形式出現于古近系沉積地層之中， 而第四紀火山巖大多出露地表， 構成大面積熔巖流和火山錐的主體。根據沉積地層層序、地層接觸關系、同位素年代學資料以及火山巖風化程度等特征， 可將瓊北地區火山活動劃分為10期， 其中古近紀兩期， 新近紀兩期， 第四紀六期，具體特征如下：

2.1 第I期火山活動產物: 始新世流沙崗期火山巖

該期火山巖主要分布于瓊北坳陷區的澄邁福山盆地之中， 未出露地表， 以 3層玄武巖夾層形式出露于與福山流沙港組湖相灰色泥巖和灰黃色砂礫巖之中， 另外， 在澄邁老城一帶的鉆孔中亦可見該期火山巖夾層， 其成巖時代約 34.78 Ma(汪嘯風等，1992)。

2.2 第Ⅱ期火山活動產物: 漸新世木棠期火山巖

該期火山巖主要分布于儋州木棠和文昌蓬萊地區， 其中前者出露一套石英拉斑玄武巖， 時代約為28.43 Ma， 而后者則主要為一套堿性橄欖玄武巖，時代約為27.48 Ma(陶奎元， 2012)。二者均出露地表，屬瓊北地區最早的地表火山巖。

2.3 第Ⅲ期火山活動產物: 中新世蓬萊期火山巖

該期火山巖在多地均見出露， 主要出露于地表，但在瓊北坳陷區的鉆孔中亦可見該期火山巖夾層。該期火山巖主要覆蓋于海西—印支期花崗巖或中新統砂礫巖之上， 呈熔巖被或火山低丘出露， 風化剝蝕嚴重?；鹕綆r性以堿性橄欖玄武巖、碧玄巖為主，含有大量的橄欖巖包體及輝石巨晶， 成巖時代在5.43～3.04 Ma 之間(汪嘯風等， 1992)。

2.4 第Ⅳ期火山活動產物: 上新世金牛嶺期火山巖

該期火山巖廣泛發育于瓊北坳陷之中， 以夾層形式隱伏于?？诮M淺海-濱海相生物碎屑灰巖之中，地表僅出露于海口金牛嶺一帶， 構成金牛嶺火山混合錐主體?；鹕綆r性以石英拉斑玄武巖為主， 時代介于 3.82～3.13 Ma 之間(陳文寄等， 1992b)。

2.5 第V期火山活動產物: 早更新世屯昌期火山巖

該期火山巖主要分布于定安嶺口—黃竹及海口牛夏坡一帶， 主要隱伏于地表以下約 40 m 或90 m處， 零星出露于地表， 呈火山低丘和火山混合錐形態出露?；鹕綆r性以堿性橄欖玄武巖、?；x橄巖、石英拉斑玄武巖、火山角礫巖為主， 伏于早更新世湛江組之下， 時代介于2.3～0.99 Ma之間(陶奎元， 2012)。

2.6 第VI期火山活動產物: 早更新世瓊山期火山巖

圖1 瓊北地區地質簡圖(a)及瓊北地區全新世火山巖分布圖(b)(據白志達等, 2003； 魏海泉等, 2003； 陶奎元, 2012, 有修改)Fig. 1 Geological sketch map of northern Hainan (a) and distribution of Holocene volcanic rocks in northern Hainan (b)(modified after BAI et al., 2003； WEI et al., 2003； TAO, 2012)

該期又被稱為多聞嶺期(孫謙， 2003)， 火山巖分布面積之廣為瓊北之最， 火山活動方式以噴溢式為主， 形成大面積的熔巖被， 主要分布于臨高多文、瓊山云龍、文昌東路和定安大路—黃竹一帶。火山巖性主要包括石英拉斑玄武巖和橄欖拉斑玄武巖， 火山口附近則常出現少量的堿性橄欖玄武巖。該套玄武巖呈噴發不整合覆于湛江組之上， 伏于北海組之下， 成巖時代約 2.11～0.77 Ma(汪嘯風等， 1992)。

2.7 第VII期火山活動產物: 中更新世德義嶺期火山巖

該期又被稱為東英期(孫謙， 2003)， 分布較廣，西起北部灣， 東至瓊山南渡江， 南到定安龍塘一帶均見出露， 但出露較為零散， 主要呈熔巖被和火山錐地貌特征出露于東英、峨蔓、高山嶺、長流和蓬萊等地?；鹕絿姲l方式以溢流式為主， 巖性主要為石英拉斑玄武巖和橄欖拉斑玄武巖， 晚期出現堿性橄欖玄武巖。該期火山巖噴發不整合覆于早更新世湛江組、中更新世北海組及瓊山期火山巖之上， 成巖時代在 0.73～0.21 Ma 之間(汪嘯風等， 1992； 黃鎮國等， 1993)。

2.8 第 VIII期火山活動產物: 晚更新世道堂期火山巖

該期火山巖分布極廣， 北自長流， 南至咸諒，西起白蓮， 東達龍橋均見分布。該期火山包括以往劃分的長流期和峨蔓嶺期火山巖(孫謙， 2003)， 其活動方式較為豐富， 除溢流式噴發以外， 還大量出現蒸汽巖漿爆發(瑪珥式火山爆發)， 并形成眾多的瑪珥火山(低平火山口)及基底涌流堆積。該期火山巖巖性主要包括橄欖拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖，噴發不整合覆于中更新德義嶺期玄武巖和北海組之上， 被全新世雷虎嶺期玄武巖覆蓋， 成巖時代介于0.101～0.06 Ma 之間(汪嘯風等， 1992)。

2.9 第IX期火山活動產物: 全新世雷虎嶺期火山巖

該期火山巖主要分布于永興—龍橋一帶， 保存程度較高， 典型的火山噴發物， 如火山渣、火山彈及熔巖流的流動構造等均保存極好， 并形成至少38座火山錐。該期火山噴發類型以中心式為主， 兼有溢流式， 形成多座分布于熔巖臺地之上的火山碎屑錐和混合錐， 此外還發育多條熔巖隧道?；鹕綆r性主要包括橄欖拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖， 噴發不整合覆于道堂組基底涌流堆積和玄武巖之上， 其上被全新世馬鞍嶺期玄武巖覆蓋， 成巖時代約9.91～10.27 ka(孫謙， 2003)。

2.10 第X期火山活動產物: 全新世馬鞍嶺期火山巖

該期火山巖為瓊北地區最晚期火山活動產物，火山機構及噴發產物保存程度最高。主要分布于海口石山一帶， 尤其在馬鞍嶺出露最為典型和完好。與雷虎嶺期類似， 該期火山噴發方式亦以中心式噴發為主， 兼含溢流式?；鹕綆r性主要包括橄欖拉斑玄武巖和堿性橄欖玄武巖， 噴發不整合覆于全新世雷虎嶺玄武巖之上， 其上無覆蓋， 成巖時代約8.155 ka(劉若新， 2000)。

3 火山地質遺跡類型

據最新的地質遺跡調查規范， 地質遺跡是指在地球演化的漫長地質歷史時期， 由于各種內外地質作用形成、發展并遺留下來的珍貴的、不可再生的地質現象(中華人民共和國國土資源部， 2017)。同時，火山地質遺跡與其它類型的地質遺跡相比， 更有其明顯的特殊性， 主要體現在火山活動是一種瞬間的地質現象， 具有動態特征， 且其在地質歷史演化各個階段， 均扮演著極為重要的角色， 故而產生了極其豐富的地質遺跡類型。因此， 在進行火山遺跡詳細分類時， 應該考慮火山地質遺跡的上述獨特性。由于火山地質遺跡的特殊性， 前人提出了多種分類方案。如陶奎元等(1999)將火山(巖)旅游資源類型分為火山噴發動態景觀、火山機構地貌景觀、火山巖景觀、與火山、火山巖相關的自然景觀、火山巖受不同地學條件影響形成的自然景觀或生態環境以及與火山、火山巖相關的歷史文化資源 6大類， 并進一步將這些資源細分為56小類； 李金花(2003)則根據火山地質遺跡景觀資源客體性質， 將其劃分為 3個主類、6類及 41個基本類型； 趙汀和趙越(2009)提出的顯性地質遺跡科學分類中， 又將火山學與火成巖石學地質遺跡歸為一類， 依據火山巖巖性特征進行了亞類劃分， 并提出了 9種與火山相關的地質遺跡類型； 王麗麗和田明中(2013)又根據火山地質遺跡的性質與成因， 將火山地質遺跡劃分為 3大類、8類、35亞類。

上述分類方案中， 各類型的劃分依據與代表范圍并不統一， 如陶奎元等(1999)主要依據火山地質遺跡的特征與成因進行分類， 并強調了與之相關的景觀或文化資源， 劃分較為詳細， 而趙汀和趙越(2009)的分類方案則主要注重國際對比與交流， 劃分較為簡略； 王麗麗和田明中(2013)分類方案中的“類”則與李金花(2003)分類方案中的“亞類”同級?；谝陨弦蛩?， 我們依據火山地質遺跡自身特性、成因特點與價值屬性的分類原則， 在前人劃分方案的基礎上將火山地質遺跡及相關資源詳細劃分為4個大類、5個類、16個亞類及100余個小類(表1)， 其中大類是地質遺跡基本分類， 類是火山地質遺跡資源的總體分類， 亞類是對各類火山地質遺跡資源的詳細劃分， 而小類則是可與地質遺跡點具體對應的類型。

基于本文列出的火山地質遺跡詳細分類方案(表 1)， 筆者等通過在瓊北地區開展的火山地質遺跡詳細調查與評價工作， 將其中火山地質遺跡及相關資源分為3類、7亞類、19小類(表2)。

4 火山地質遺跡分布及特征

瓊北地區火山活動時代較新， 主要集中在第四紀， 且活動期次較多， 從古近紀至第四紀共有10期火山活動， 故而形成了豐富的火山地質遺跡類型。不同時期的火山地質遺跡保存程度不一， 古近紀火山地貌剝蝕最強烈， 第四紀火山地貌保存較好， 部分已成為著名地質景觀， 如火山巖相剖面、火山渣錐、瑪珥火山、熔巖濕地等。瓊北地區火山地質遺跡類型及代表性景觀如表2。

4.1 火山巖相剖面

4.1.1 火山錐巖相剖面

研究區火山錐剖面分布較廣泛， 又可進一步分為混合錐、碎屑錐和熔巖錐3類巖相剖面。典型火山錐巖相剖面如風爐嶺、陽南嶺， 其中風爐嶺火山碎屑錐巖相剖面自下而上共可分為 6層巖相單元(圖 2a)， 陽南嶺北側火山混合錐可分為 9層巖相單元(圖 2b)。

4.1.2 熔巖流單元巖相剖面

研究區熔巖流單元剖面均由玄武巖熔巖流組成， 主要分布于道堂嶺—博山村、永茂嶺、群修嶺一帶。如道堂嶺—博山村火山巖剖面全新統石山組由下而上共可分為 6層巖性單元， 并組成兩期完整的流動單元， 而馬鞍嶺西北側熔巖流可劃分為 5期流動單元(圖2c)。

4.1.3 涌流堆積巖相剖面

研究區涌流堆積巖相剖面主要分布于楊花嶺、雙池嶺一帶， 主要由蒸汽巖漿爆發作用產生的涌流

相火山碎屑組成， 并發育交錯層理、微斜層理、水平層理等構造。如楊花嶺涌浪堆積巖相剖面自下而上共可分為10層巖相層(圖版I-4)。

表1 火山地質遺跡及相關資源詳細分類表Table 1 Detailed classification of volcanic geoheritages and related resources

表2 瓊北地區火山地質遺跡及相關資源詳細分類表Table 2 Detailed classification of volcanic geoheritages and related resources in northern Hainan

4.2 火山機構地貌

研究區火山機構地貌可進一步分為火山熔巖錐、火山碎屑錐、火山混合錐和瑪珥火山4類次級火山機構地貌類型。

火山熔巖錐： 主要由熔巖流組成的錐狀火山。研究區火山熔巖錐分布較少， 典型熔巖錐有 9座，以高度低、底徑大為顯著特征， 高徑比(火山錐高度/火山錐底盤直徑)多集中在0.1左右。研究區著名熔巖錐如卜亞嶺和永茂嶺等。

火山碎屑錐： 主要由火山渣、火山集塊及火山灰組成的錐狀火山。研究區該類火山機構分布較廣，其中典型的有14座， 以錐體高、底徑小為特征， 高徑比集中在 0.2～0.7之間。研究區著名的碎屑錐如道堂嶺和陽南嶺等。

火山混合錐： 主要由熔巖流和熔巖渣組成的錐狀火山。研究區火山混合錐分布最廣， 數量最多，同時也是成景的主要地質體。研究區共分布15座典型火山混合錐， 其均已高度高、底徑小為特征， 高徑比多在 0.5～1.0之間。研究區著名混合錐如馬鞍嶺(圖版I-2)、包子嶺和雷虎嶺(圖2d)等。

瑪珥火山： 該類火山又稱低平火山口， 是指由蒸汽-巖漿爆發作用形成的火山， 以高度低， 底徑巨大為顯著特征?；鹕奖l產物以大量火山灰和沉積碎屑為主， 夾少量火山集塊及巖漿碎屑。發育粒序層理、低角度交錯層理、平行層理等沉積構造， 見軟沉積變形如“墜石構造”現象。研究區典型瑪珥火山有 9座， 均以高度低、底徑大為特征， 高徑比多在0.05左右。研究區瑪珥火山多以火山口不儲水的“干瑪珥”為特色， 著名瑪珥火山如楊花嶺、羅京盤(圖2d)和雙池嶺等。

4.3 火山熔巖地貌

研究區火山熔巖地貌普遍， 但因其處在熱帶地區， 空氣濕度大、植被繁茂， 故火山熔巖多遭嚴重風化。研究區火山熔巖地貌主要包括熔巖流地貌、熔巖隧道等類型。

熔巖流地貌： 研究區熔巖流地貌主要包括結殼熔巖流、渣狀熔巖流和塊狀熔巖流三類， 這三類熔巖流的形成與熔巖流的黏度、溫度變化及冷卻速率的大小有關。熔巖流地貌在瓊北地區分布普遍， 但保存規模均較小， 僅在雷瓊(?？?世界地質公園及部分熔巖隧道中出露較完整(圖版I-1)。

熔巖隧道： 熔巖隧道是研究區一種特殊的地質景觀， 其形成是由于熔巖流表里冷卻速度不一致所造成的， 即熔巖流在流動過程中， 表層冷卻成殼，內部的巖流熱量不易散失， 保持高溫而繼續流動，當熔巖流來源斷絕時， 內部熔巖流“脫殼而出”， 留下隧道狀的洞穴， 如地下隧道。瓊北地區熔巖隧道共可分為7群30余條， 長度10～2000 m不等， 如仙人洞-臥龍洞群、火龍洞群、鴉卜洞群、陰南洞群、墩太洞群等， 其分布數量之多、規模之大， 在我國實屬罕見， 尤其是龍華區儒王村火龍洞熔巖隧道連續貫通長度可達1.2 km， 洞壁風化壤與蜂窩狀玄武巖交織錯雜， 色彩斑斕， 有若“飛天壁畫”(圖版I-3)。此外， 這些熔巖隧道內還廣泛發育保存形態極為完整的繩狀、波狀、面包狀熔巖流等次生地質遺跡。同時， 部分熔巖隧道還發育地下水潭、地下島、火山礦物泥、蝙蝠糞、洞穴蝙蝠、洞穴魚類、洞穴昆蟲構成獨特的生態系統。

4.4 熔巖濕地地貌

研究區濕地資源豐富， 且我國唯一的獨具特色的熱帶火山熔巖濕地。研究區著名濕地共12處(表2)。由于研究區火山熔巖區分布有許多涌泉和洼地，且降水量充沛， 故形成了河溪、湖泊、田洋、水庫、池塘、森林沼澤、洪泛濕地等多類型濕地。這類濕地是區域儲水的重要載體， 多處濕地中還發育自流泉等地質體(圖版I-7)。

5 瓊北地區與我國典型新生代火山地質遺跡對比分析

瓊北地區火山活動延續時間長， 火山活動類型豐富， 形態多樣， 根據火山活動時代與形成的地質遺跡類型， 將瓊北地區火山地質遺跡進行了分類，如表2。

瓊北地區火山地質遺跡大地構造位置處于歐亞板塊陸緣裂谷， 與我國大部分第四紀火山地質遺跡分布于陸內裂谷顯著不同； 分布面積 4159 km2，為全國新生代火山地質遺跡分布面積最大地區； 共有火山 101座， 亦為全國新生代火山數量之冠； 火山活動時代持續時間長， 從古新世至全新世均有火山活動， 為全國新生代火山活動時間最長地區； 火山噴發方式包括夏威夷型、斯通博利型、塞特西延型(蒸汽-巖漿噴發)3種形式； 火山地質遺跡類型豐富， 主要包括火山巖相剖面、火山機構地貌、火山巖地貌、濕地4類火山地質遺跡及熔巖流單元巖相剖面、涌流堆積巖相剖面、火山熔巖錐、熔巖隧道、熔巖濕地等10小類火山地質遺跡； 瓊北地區火山屬于全新世“城市火山”， 對其進行火山活動監測工作具有重要意義； 火山衍生資源豐富， 主要包括火山文化、火山古村落和熱帶火山農業3類特色資源。

圖2 風爐嶺火山碎屑錐巖相柱狀剖面(a)、陽南嶺火山混合錐巖相柱狀剖面(b)、馬鞍嶺西北側熔巖流巖相剖面(c)和雷虎嶺火山混合錐-羅經盤瑪珥火山巖相剖面(d)(據黃鎮國等, 1993； 孫謙, 2003； 陶奎元, 2012修改)Fig. 2 Lithofacies columnar section of Mt. Fenglu pyroclastic cone (a), lithofacies columnar section of Mt. Yangnan volcanic compound cone (b), lithofacies section of lava in northwestern Mt. Ma’an (c), lithofacies section of Mt. Leihu compound cone-Luojingpan Maar (d) (modified after HUANG et al., 1993； SUN, 2003； TAO, 2012)

通過將瓊北地區新生代火山地質遺跡與我國典型新生代火山地質遺跡進行對比(表 3)， 可知瓊北地區火山地質遺跡特征顯著， 其在大地構造位置、分布面積、火山數量、活動時代、噴發方式、火山地質遺跡類型、火山監測、火山衍生資源8個方面具有明顯不同于其它地區火山地質遺跡的特征。

6 瓊北地區第四紀火山地質遺跡的地學意義

綜上所述， 通過對瓊北地區新生代玄武質火山地質遺跡進行全國對比研究， 結果表明， 瓊北地區第四紀火山群分布面積廣、地質遺跡類型豐富， 在中國東部新生代火山巖區具有代表性和典型性。總體而言， 瓊北地區火山地質遺跡在地學研究方面具有以下3方面的顯著特征與研究意義：

6.1 大地構造學意義

瓊北地區位于歐亞板塊東南端， 與印度板塊和太平洋—菲律賓板塊毗鄰。大地構造位置屬于太平洋構造域與特提斯—喜馬拉雅構造域的交匯點前緣，在大地構造上具復雜性， 既保留了濱西太平洋構造域的NE-NEE向構造特征， 又呈現出特提斯—喜馬拉雅構造域的NW-NWW向構造特點， 并共同控制著瓊北地區新生代火山活動產物的空間展布。此外，瓊北地區新生代火山巖嚴格分布于“雷瓊坳陷”之中， 被認為是南海停止擴張后區域性玄武質巖漿事件的一部分(Flower et al.， 1992)。這些玄武巖均沿斷裂分布， 具有大陸板內玄武巖特征， 是認識南海周

邊地區新生代以來構造演化及地幔深部過程的重要窗口(韓江偉等， 2009)。同時， 瓊北地區玄武巖與南海海域玄武巖、臺灣北部新生代玄武巖、菲律賓呂宋島西南部的堿性島弧火山巖均有相似的微量元素和同位素組成特征， 這進一步說明瓊北地區新生代玄武巖研究對于揭示環南海盆地深部巖漿性質及演化規律具有重要意義。

表3 瓊北地區與全國其他地區典型新生代火山地質遺跡級相關資源對比表Table 3 Comparative analyses of typical Cenozoic volcanic geoheritages and related resources in northern Hainan and those from other regions of China

6.2 火山學研究意義

瓊北地區是我國少量的全新世火山集中分布區之一， 對于提升我國全新世以來活火山研究工作具有重要意義。瓊北地區第四紀火山巖分布面積達4159 km2， 而瓊州海峽北部雷州半島火山巖分布區為 3136 km2， 牡丹江—穆棱火山分布巖區面積約3000 km2， 五大連池火山分布區面積約 1000 km2，內蒙古扎蘭屯柴河火山區分布面積約1200 km2， 大同火山巖區分布面積約150 km2。因此， 瓊北地區第四紀火山巖分布面積在我國第四紀火山分布區中占首位。研究區火山主體集中分布于海口市， 尤其是距今8.15 ka前噴發的石山火山群距主城區僅8 km，而我國其他地區第四紀火山均遠離城市， 因此研究區這些火山被稱為“城市火山”， 對其進行火山災害監測和研究， 也是當前我國火山學研究工作的重點之一。另一方面， 瓊北地區火山噴發方式類型豐富， 主要噴發方式包括夏威夷式、斯通博利式和蒸汽-巖漿式噴發3種， 是研究火山噴發機制及動力學過程的理想場所。特別是研究區分布大量中—晚更新世瑪珥火山(低平火山口)完整地保留了基底涌流堆積巖相剖面， 屬于典型的蒸汽巖漿爆發產物， 然而我國對于該類火山的研究多集中于產出特征及噴發產物的研究上， 對其爆破機理、火山噴發-運移動力學過程的定量研究還極為薄弱， 與國際前沿差距較大， 而瓊北地區第四紀大量分布的瑪珥火山及完整的基底涌流巖相學剖面則為研究這些科學問題提供了國內少有的理想研究對象。

6.3 地貌學研究意義

瓊北地區火山活動持續時間長， 自上新世至全新世均見火山活動， 并在更新世達到高峰， 最晚的火山活動時代為8.15 ka。長期的火山活動形成101座新生代火山， 是我國新生代火山分布數量最多的地區之一。同時， 這些火山地質遺跡類型豐富， 尤其是火山地貌類地質遺跡發育最為豐富。研究區火山地貌類遺跡類型主要包括火山機構地貌、火山巖地貌、熔巖濕地地貌3類火山地貌類地質遺跡及火山熔巖錐、熔巖隧道、熔巖濕地等8小類火山地貌地質遺跡。尤其是其中熔巖隧道和熔巖濕地地貌最為獨特。主要表現在， 一方面， 研究區熔巖隧道數量多、連續貫通距離長、形態多變且內部地質景觀及派生景觀豐富， 均可與世界著名熔巖隧道相媲美，且這些熔巖隧道多分布于海口市周圍， 隨著城市的擴張， 其地下空間展布情況， 已成為干擾城市規劃與建設的重大科學難題； 另一方面， 研究區熔巖濕地是我國唯一發育在熱帶地區火山巖之上的濕地，其中發育了獨特的熱帶生態聚落， 顯著不同于五大連池、扎蘭屯等寒帶地區的生態聚落， 另外， 火山噴發后， 熔巖漿會毀滅原有的植被， 改變土壤環境，原生植被將在裸巖上重新開始演替， 火山熔巖地區將擁有區別于周圍環境更年輕的植物演替史(申益春等， 2019)， 因此研究區火山熔巖濕地地貌的研究意義巨大。

值得一提的是， 瓊北地區處火山地質遺跡資源極為豐富之外， 其火山衍生資源亦十分優厚而獨特。這些火山衍生資源主要包括火山文化、火山古村落和熱帶火山農業3類(表2)， 這些火山衍生資源與當地居民生活密切相關， 對其進行系統梳理與對比研究是火山地質遺跡調查與評價的一項重要延伸內容， 具有重要意義， 主要體現在 3個方面： 首先，第四紀火山地區先天的特殊自然條件使得研究區居民的生產、生活方式與火山緊密相聯， 尤其聚落格局、建筑材料、種植方式、物種選擇、水資源利用方式等， 均呈現出與火山熔巖地區自然環境的高度適應， 形成一個協同進化體系， 是一個典型的熱帶濱海區域火山熔巖地區的自然文化遺產綜合體， 并衍生出了大量與火山相關的珍貴文化遺產， 如火山山歌、村話、火山公期等藝術形式及地方志如《瓊山縣志》中關于火山地質的記載。其次， 瓊北地區許多村落中仍保留了大量由玄武巖構建的石屋， 且仍在使用中， 如三卿村、榮堂古村、昌道古村、博學古村等。這些火山巖石屋組成的建筑聚落(圖版Ⅰ-8)， 是世界上除韓國濟州島之外第二個由火山巖建筑組成的大型聚落， 是珍貴的歷史文化遺產。此外，研究區處于熱帶火山巖分布區， 其上發育了典型的熱帶農業動植物。由火山活動帶來的豐富礦物質賦存于火山巖風化后的紅壤之中， 加之該地區優良的水質、氣候及生態環境等條件為研究區優質熱帶農業產業的發展提供了得天獨厚的條件， 使之品質遠高于其它地區的同類型農產品， 如研究區廣泛種植的火山黃皮、烏欖、荔枝、黑豆、石斛、龍眼， 以及在火山巖區養殖的黑山羊、山鷓鴣等。

瓊北地區豐富的火山地質遺跡與衍生資源具有巨大的挖掘潛力， 隨著海南省自由貿易港和國際旅游島建設的持續推進， 這些資源的旅游價值及其背后的地球科學內涵還需要進一步地深入發掘和研究。

致謝：感謝論文評審老師為本文提出的寶貴的修改意見和建議！

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (Nos. DD20190603 and DD20179384)， Nanjing Geological Center of China Geological Survey(No. 2019012)， and National Key Research and Development Program of China (No. 2016YFC0600203).

圖版說明

圖版I Plate I

1-儒王熔巖隧道內繩狀熔巖流；

2-馬鞍嶺混合火山錐；

3-火龍洞熔巖隧道；

4-一字嶺涌流堆積巖相剖面；

5-峨蔓玄武巖礫灘；

6-峨蔓玄武巖曬鹽臺；

7-新舊溝熔巖濕地；

8-榮堂古村玄武巖石門

1-pahoehoe lava flow in Ruwang lava tube；

2-Ma'anling compound cones；

3-Huolongdong lava tube；

4-petrographic profile of surge deposits in Yiziling；

5-basaltic gravel beach in Eman；

6-basaltic salt platform in Eman；

7-lava wetlands in Xinjiugou；

8-basaltic stone gate of Rongtang ancient village