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五彩沙

行者檔案

陶奎元。自然資源部中國地質調查局南京地調中心研究員，火山地質學家、巖石專家，曾任中國地質科學院火山地質礦產研究中心首席科學家，近年來一直致力于地質遺跡保護與地質公園建設，積極推動中國地質公園的規劃、發展與申報工作，同時力主推動地學科普教育，讓地質學走向大眾。

古火山的奇幻勝境

火山的樣貌常常讓我感到震撼。

中國有不少保存完好的火山口，比如黑龍江五大連池的老黑山，曾在距今270多年前的清代噴發，南格拉球火山發育有火山口湖。還有海口的馬鞍嶺火山，風爐嶺、包子嶺兩座火山并列，狀如馬鞍，加上兩座小型的寄生火山，共同組成了一個火山家族。此外，黑龍江鏡泊湖、山西大同、內蒙古阿爾山、吉卡木長白山等地均有保存完好的火山口。

中國還確。一類火山，與由單一巖漿噴發形成的火山不同，是巖漿在上升過程中與水接觸發生蒸汽巖漿爆發而形成的低平火山口，又稱瑪爾。東北、雷瓊（雷州半島與海南島北部）都有許多典型的瑪爾。湛江的湖光巖是距今14—16萬年前蒸汽巖漿爆發形成的瑪爾湖，瑪爾湖沉積物是研究古氣候、古環境的天然年鑒。瑪爾湖形成后，由于地質條件的變化也會變成干瑪爾湖，比如海口的羅京盤，內徑將近1000米，在火山口內及火山斜坡種植有熱帶農作物，呈現出一派美麗的火山田園風光。

2005年，我在南京六合區的瓜阜山路一個不起眼的采石場，幾臺推土機正“轟隆隆”地挖石頭，我多看了兩眼，發現那不是一般的石頭，都是典型的六邊形的石柱，一看就知道是火山噴發出的玄武巖漿在地面冷卻后產生的，又稱柱狀節理。我爬到高處仔細觀察，發現整座山都布滿了石柱群，它們是從一個小火山口流出來的，熔巖冷卻收縮成石柱，呈直立、斜臥或放射狀分布，堆砌成雄獅、孔雀開屏、霞光萬道等各種形態。我抓緊撰寫了搶救性保護這處火山遺跡、建設地質公園的報告。后來經國內外地質專家考察論證，這一六合石柱群比聞名于世的美國黃石公園的石柱林更有特色、更有意義。如今這里已成為國家地質公園。南京還有一座古火山——娘娘山，擁有非常特別的堿性巖——世界上最常見、分布最廣的巖石（如花崗巖、花崗閃長巖、安山巖和玄武巖）都不含堿性礦物。堿性巖一般都是小巖體，娘娘山的堿性巖體經研究證實為一座白堊紀的古火山，在顯微鏡下觀察巖石剖面，可以看到非常美麗的黝方石礦物。因為堿性巖火山十分罕見，吸引了美國、日本、俄羅斯等地的很多專家來到南京，共同考察研究。

2007年，我在海南海口第四紀玄武巖中考察了一批熔巖隧道群，有30多條，其中有的長約一兩千米，有的深入地下30米左右，目前我正在推動這個項目的研究。熔巖隧道也是一個獨特的火山景觀，這些管狀空洞中有鐘乳石一樣的結構，行走其間，可以想象火山熔巖曾經的流動。在中國對公眾開放的熔巖隧道中，位于黑龍江鏡泊湖的熔巖隧道是狀態最理想的一個。

我在五大連池看到過特別壯觀的大面積繩狀熔巖石，遠遠望去就像大地上凝固的波浪。在熔巖流動時，其表皮首先冷卻，而下層還在流動，不斷推動表皮折疊，就會形成繩索和波浪狀的巖石，也可以據此判別熔巖流動的方向和流動前后關系。在五大連池還能看到火山彈。火山噴發時，熔漿被拋到空中，急速飛行，受到阻力、張力作用，發生旋轉，冷卻或半冷卻狀態下落地，形成了紡錘狀、梨狀、麻花狀、蛇狀、團狀塊等千姿百態的火山彈。在山西大同、北海洲島等地也能看到比較典型的火山彈。我曾在南京六合橫梁鎮橫山一帶發現一種罕見的空心石頭，像是形狀怪異的小石罐，內壁鑲嵌有一顆顆葡萄般的卵石，其中有些是雨花石。這種“金陵神罐”是千萬年間各種地貢作用的巧合所造就的——玄武巖是火山爆發時生成的一種含鐵量較高的巖石，經過風化成為碎塊，在河床里與其他卵石形成細砂與礫石，其間玄武巖碎塊經過河水淋濾，一些不穩定的成分如氧化錳、氧化鈣、氧化鈉等被遷移走，形成空腔，剩下相對穩定的成分如二氧化硅、氧化鐵則成為罐壁。我推測“金陵神罐”與六合區的石柱林產生于同一時代，距今至少有一千萬年。

在地層中遨游

火山爆發會對生命造成威脅，比如公元79年羅馬城市龐貝遭遇的維蘇威火山爆發，著名火山專家普林尼就在這次火山爆發中不幸喪生。幸運的是，活火山大多數時候不像想象中那樣可怕，可以近距離觀察。比如夏威夷的活火山時刻噴發著熔巖，當熔巖流動得很慢時，比較安全。日本的阿蘇火山是一座很大的活火山，我去的時候它剛爆發過沒多久，像一個平底鍋一樣，很多地方冒著氣，但危險性并不高。

那些地球上最古老的火山，比如中生代或是更早期的火山，多數情況下已經面目全非。浙江的雁蕩山是我研究過的比較古老的火山，形成于一億多年前的白堊紀，隨著地球地殼的抬升，當時的火山口看不到了，地表剝蝕了約一公里，但露出火山噴發的各種巖石區，保留了破火山（以頂部或中心具有規模較大的圓形或近圓形的火山口為特征）的基本格架。《徐霞客游記》在開篇就寫到雁蕩山，“銳峰疊嶂，左右環向，奇巧百出，真天下奇觀。”徐霞客去了3次雁蕩山，在游記里詳細講述了當地地貌。調查表明，雁蕩山先后經歷過四期火山噴發，相應形成四個巖石地層單元，火山噴發結束后，又有巖漿侵入活動，形成石英正長巖侵入體。通過仔細研究巖相學，我們發現這四個巖石地層單元呈環狀層圈分布，由此可以確定雁蕩山是大型復活型破火山，經歷了爆發、塌陷、溢流、侵出、再爆發和侵入演化的過程。

雁蕩山有銳峰、疊峰、石門、觀音峰、鐵城嶂、顯勝門等雄奇的景觀，其中鐵城蟑最為著名，明代王光美有詩曰：“天回沓峰嶂列長城，壁色凝積鐵城。夜月猿猱愁莫城，干峰縹緲白云平。”雁蕩山疊嶂均為巨厚的流紋巖層，由1億年左右的多次火山巖漿溢流堆積面成，細細觀察疊層次數，就可以知道具體有多少次火山巖漿的溢流。它們所保留的內部結構，是流紋巖質巖漿流動單元的典型代表，橫紋、曲紋均為巖漿流動的標記，縱紋為垂直巖層的柱狀節理（縫）。巨厚流紋巖層圍繞雁蕩山主峰呈環狀分布，經斷裂劈開成為斷崖，這種樣貌在中國東部火山巖帶首屈一指，由它構成的富有個性的疊嶂，有別于其他名山的斷崖。

雁蕩山曾有多種爆發方式。比如火山碎屑流方式，各種火山玻璃、巖石和礦物的碎屑與氣體混合噴到空中，形成高的噴發柱，噴發柱陷落的時候，這些混合體即火山碎屑流緊貼地面快速流動，溫度高達300℃—850℃，時速可達80—700千米。聽當地上靈巖村的村民說，方洞附近發現過煤。后來經調查，發現那其實是高溫下強烈熔結的火山玻璃，只是外觀和煤有點像。經薄片鑒定，在上靈巖一方洞—百崗尖剖面上發現了不同熔結程度的熔結凝灰巖，可知雁蕩山火山爆發的火山碎屑流有早晚兩期，分別間歇性爆發3—5次。

多年來，我看到的火山景觀一直在發生變化，以往，因為火山噴發出來的玄武巖是很好的建筑材料，往往會被大量開采，當地的古樹也被挖走售賣，古老的火山滿目瘡痍;如今各地陸續建立了火山地質公園（目前全國已有32個，其中世界級的有7個），加強了對火山的保護和科普。我自己對于火山的認知也在發生變化，早期我專注于研究火山巖石和礦產，努力搞清火山的構造，后來我探訪了世界各地的許多火山，視野不斷打開，興趣也發生了轉變，將研究方向從地質遺跡本身轉到了地質保護和地質公園的建設，致力于發掘火山景觀及其保護價值、旅游價值。我希望人們能更多了解關于火山的知識，欣賞火山景觀時能從單純的“看熱鬧”向“看門道”轉變，由此加深對大自然的認識和熱愛。就如清代思想家魏源所說：“人知游山樂，不知游山學。游山淺，見膚澤，游山深，見魂魄。”