福建明溪翠竹洋—大洋窠新生代火山口地貌及特征

鐘艷春

(福建省地質調查研究院，福建 福州 350013)

翠竹洋—大洋窠新生代火山口位于福建省三明市明溪縣，處于閩西南坳陷帶的西北部，與閩西北隆起帶相近，與東南沿海火山活動帶亦相距不遠，因而兼有三大構造單元的地質特征。翠竹洋火山口地貌作為福建省內唯一的環形火山口環形地貌景觀，保存了較好的火山機構特征及原始地貌；大洋窠火山巖含有尖晶石二輝橄欖巖和石榴石二輝橄欖巖，是典型的地幔巖包體。

1 地質概況

1.1 地 層

翠竹洋—大洋窠火山口出露的巖石地層為新生代佛曇組(圖1)。

圖1 明溪翠竹洋—大洋窠新生代火山口地質略圖

1—佛曇組上段；2—佛曇組下段；3—樓前組；4—晚侏羅世花崗巖；5——玄武巖；6—橄輝巖/杏仁狀玄武巖；7—杏仁狀橄輝巖/玻基橄輝巖；8—杏仁狀橄欖玄武巖/玄武質火山角礫巖；9—橄欖玄武巖/安山玄武巖；10—肉紅色(含黑云母)正長花崗巖；11—花崗斑巖；12—火山口；13—地質界線；14—角度不整合界線；15—巖性、巖相界線；16—正斷層及產狀；17—片理產狀/流面產狀；18—同位素地質年齡值(百萬年)/測定方法

按層序和巖性組合劃分上、下兩個巖性段，下段為玄武巖夾沉積巖，上段以沉積巖為主，偶夾玄武巖。但各地段發育程度不同，巖性、厚度略有差異。

下段主要出露于大洋窠，巖性主要為灰黑色、灰綠色玻基輝橄巖、橄欖玄武巖夾玄武質角礫巖、火山角礫巖、層火山角礫巖、層凝灰巖、砂礫巖及砂質泥巖等。大洋窠地區巖性自下而上為玻基輝橄巖、火山角礫巖、安山巖，地層厚度大于79.35 m。翠竹洋巖性主要為玻基輝橄巖。上段主要見于大洋窠地區，主要巖性為磚紅色夾褐色礫巖、砂礫巖夾砂質泥巖，厚大于35 m，發育水平層理，巖層近水平，屬山間河湖相沉積。產植物化石為Fissistigmasp，Castanopsissp，Bambusasp，Phillitessp等。

1.2 新生代火山巖及火山作用

新生代火山巖主要巖石類型有熔巖類、火山碎屑巖、沉火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖及潛火山巖。

翠竹洋—大洋窠火山巖相以噴溢相為主，其次為爆發相及噴發沉積相，偶見潛火山相。火山具中心式噴發特點，一般形成小型層火山或穹狀火山，火山一般先以爆發開始后轉為溢流，最后熔巖冷凝將火山管道阻塞而結束火山活動。

1.3 地質構造

區域處于閩西北隆起帶和閩西南坳陷帶的福建兩大一級構造單元交接部位及省內一級構造帶之一的南平—寧化構造巖漿巖帶的中段。同時，泰寧—龍巖南北向、清流—安溪北西向、浦城—武平北東向、羅源—明溪東西向等省內主要斷裂帶也從區域通過。區域地質構造十分復雜，自早震旦世代以來，經歷了長期多階段的構造變動，形成了不同性質、規模、方向的脆-韌性斷裂帶及褶皺，尤具特色的是不同時期推覆、滑脫構造十分發育。長期的構造變動最終形成了本區以北東東、北東向構造為主，北西、南北及東西向構造為次的相互交織的極其復雜的地質構造格局。

在第三紀末期，由于區域地質構造的影響，區內斷裂構造再次復活，尤以中部北東向和北西向更為明顯，在其交匯處造成火山爆發，噴溢基性-超基性玄武巖等，組成大洋窠、翠竹洋的火山機構及火山地貌。

2 翠竹洋—大洋窠新生代火山口地貌及特征

火山巖地貌是新生代火山活動和火山活動過程留下的地貌遺跡，如翠竹洋環形破火山口、熔巖溝以及大洋窠的火山集塊巖、火山角礫巖和深源包體等。此外，火山巖受外力侵蝕風化作用形成火山巖巖石地貌景觀，如火山巖石蛋、火山巖石柱、大洋窠火山巖崖壁等。火山活動作用構成了以上具有重要科學研究價值和旅游觀賞價值的火山地貌景觀資源。

2.1 翠竹洋破火山機構

破火山口是火山景觀的一種類型，形態大體為圓形或近似圓形的大型火山凹地。

翠竹洋破火山口位于明溪縣城西北約7 km的翠竹洋村，面積約0.54 km2，火口處在海拔約850 m的圓形凹地，形似菠萁狀，直徑250～300 m之間，現為第四紀堆積物充填，近中心為常年流水的天池，東、西、南為高出50～70 m的由熔巖組成的環形山所環抱，北面地勢較低，為現代流水出口，也是古火山熔巖流溝。

翠竹洋火山機構由佛曇組超基性-基性火山巖組成，由里往外為灰黑色致密塊狀玻基輝橄巖→氣孔狀玻基輝橄巖→玻基輝橄巖→玄武質火山角礫巖。上述巖性巖相繞翠竹洋火口呈半環狀分布。爆發相玄武質火山角礫巖出露于火口東、北、西三面，成半環狀分布于火山機構外圍。巖層產狀圍斜內傾，傾角30°～60°，火山機構四周出露晚侏羅世古竹超單元黑云母鉀長花崗巖。

通過對翠竹洋破火山口的地質調查，該火山機構開始為強烈爆發，形成了火口外圍厚達80 m的火山角礫巖，后轉為寧靜噴溢形成了氣孔狀玻基輝橄巖，最后再次噴溢形成致密塊狀玻基輝橄巖，后火山噴發減弱，熔漿緩慢冷凝，充填阻塞火山通道，結束火山活動。經后期風化剝蝕，形成了現今所見的火山機構景觀(圖2)。

圖2 翠竹洋火山機構巖性巖相地質圖

2.2 大洋窠火山機構

大洋窠火山機構位于明溪縣大洋窠村東690 m高地，面積0.75 km2，由二次火山噴發物所組成的火山機構。由佛曇組火山巖組成，其中心部位為火山角礫巖(火山集塊巖)、輝石玄武巖、輝橄玄武巖，由中心往外依次為橄欖玄武巖、玻基橄輝巖。該火山機構東部佛曇組火山巖覆蓋于晚侏羅世古竹超單元含黑云母鉀長花崗巖之上，西部、南部則覆蓋于震旦紀樓前組變質流紋質凝灰巖之上(圖3)。

圖3 大洋窠火山機構巖性巖相地質圖

通過對大洋窠火山口的地質調查，該火山機構經歷了①爆發→噴溢、②再爆發→再噴溢的過程，第①階段形成火山機構外圍的火山角礫巖、玻基橄輝巖，第②階段形成近火口的火山角礫巖(火山集塊巖)、橄欖玄武巖，最后以玄武巖漿充塞火山通道(為輝石玄武巖)，結束火山活動。

大洋窠火山巖呈層狀展布，玄武質集塊巖和玄武質角礫巖呈逐層疊加，噴發-沉積韻律清晰可見，巖層產狀內傾，傾角約25°。

2.3 火山巖地貌

2.3.1 石蛋地貌

火山巖在地殼構造運動和各種自然力的影響下，產生球狀風化；當其表層風化物被剝離后，留下的殘余體多呈似球形分布在火山巖基巖之上，故名石蛋地貌。

翠筍巖位于翠竹洋北面古火山熔巖流溝，巖性為致密狀玄武巖。翠筍巖是一個下寬上窄火山巖石蛋，橫截面呈橢圓形，整個石蛋呈橢圓錐體狀，下部長軸直徑約3.5 m，上部長軸直徑約2 m，高約3.5 m。石蛋長滿蕨類植物，宛如破土而出的竹筍，春意盎然，故名翠筍巖。

迎賓門位于翠竹洋北面古火山熔巖流溝，巖性為含角礫玄武巖。石蛋總體呈橢圓，長軸直徑約3 m，高約3.5 m，由于其位于往翠竹洋北面峽谷的路崖上，與古石階路形成廊道式過道，猶如一扇天然石門屹立此處，故名迎賓門。

翠筍巖和迎賓門是強風化的產物，其形成是由于火山巖暴露于地表，在太陽輻射熱的影響下，巖石發生熱脹冷縮，逐漸破壞了巖石結構的穩固性，巖塊表層產生薄片狀張裂，或沿節理產生弧形張裂。經過長期片狀剝蝕，火山巖塊體的棱、角逐漸被剝蝕，塊體圓化，形成大小不等的圓形、橢圓形的石蛋。

寶石巖(金龜蛋)位于大洋窠石背山北東側山麓地帶，為一火山巖石蛋，石蛋長約3 m，寬約2.5 m， 高約2.5 m。巖性為淺灰黑色、灰褐色(玄武質)火山集塊角礫巖，集塊成分為玄武巖。巖石中含較多橄欖石包體，含量約3%，粒徑在1～5 cm之間，呈橢圓狀、渾圓狀；含約1%的輝石晶體，粒徑在1～3 cm之間，呈棱角狀-次棱角狀；偶見玫瑰色石榴子石與橄欖巖共生。巨大的“寶石巖”中海藍色剛玉、墨綠色輝石、黃綠色橄欖石、玫瑰色石榴子石星星點點，晶瑩璀璨。

2.3.2 石柱地貌

石柱是四周由陡直的崖壁所圍限呈孤立狀的方形、圓形火山巖柱狀山體，其高度大于直徑，高度從幾米至數十米不等。官品巖位于翠竹洋北西方向湯氏祠堂下方約20 m處，巖性為致密狀玄武巖。官品巖是火山巖石柱，形成原因是巖石沿兩組節理風化、崩裂，其中一組節理走向約340°，傾角近直立，另外一組為水平節理，巖石沿垂直節理切割，形成多個石柱，而單個石柱沿水平節理風化，上部形成分而不離的疊石，構成疊石狀石柱，整體形似中國漢字“官”字，故命名“官品巖”。

2.3.3 崖壁地貌

火山巖谷坡沿垂直節理、裂隙發生風化及崩塌作用，使谷坡沿垂直節理、裂隙平行后退，形成直立的陡崖壁。

大洋窠火山巖崖壁位于火山口北東側，崖壁走向約340°，傾角近直立，崖壁高差約15 m，寬約20 m。崖壁上清晰可見(玄武質)火山集塊巖呈層狀產出，巖層產狀：傾向330°，傾角20°～25°。由于強風化作用，崖面的集塊脫落呈凹坑或凸出呈嵌石，宛如美輪美奐的登山崖。

3 翠竹洋—大洋窠新生代火山口的科學價值

翠竹洋—大洋窠新生代火山口是地球向人們敞開探索地心奧秘的一個窗口。火山口四周橄欖玄武巖、氣孔(杏仁)狀玄武巖、玄武質含集塊火山角礫巖，訴說著史前火山噴發、熔漿奔流的一幕幕恢宏景象。翠竹洋火山口地貌作為福建省內唯一的環形火山口地貌景觀，保存了較好的火山機構特征及原始地貌，是研究新時代火山巖巖石學、巖相學及火山構造的理想場所。大洋窠火山巖含有尖晶石二輝橄欖巖和石榴石二輝橄欖巖，是典型的地幔巖包體，這在全國十分罕見。據專家學者測定，尖晶石二輝橄欖巖來源于地球深處75～100 km；石榴石二輝橄欖巖來源于地球深處100～130 km的地幔中，屬下地殼上地幔產物。作為深源淺出的火山機構，大洋窠地幔巖極具典型性和稀有性，它是研究地球構造和礦物形成的溫度和壓力的佐證，有重要的科學研究和科普教育價值。