福建明溪翠竹洋—大洋窠新生代火山口地貌及特征

钟艳春

(福建省地质调查研究院，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县，处于闽西南坳陷带的西北部，与闽西北隆起带相近，与东南沿海火山活动带亦相距不远，因而兼有三大构造单元的地质特征。翠竹洋火山口地貌作为福建省内唯一的环形火山口环形地貌景观，保存了较好的火山机构特征及原始地貌；大洋窠火山岩含有尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩，是典型的地幔岩包体。

1 地质概况

1.1 地 层

翠竹洋—大洋窠火山口出露的岩石地层为新生代佛昙组(图1)。

图1 明溪翠竹洋—大洋窠新生代火山口地质略图

1—佛昙组上段；2—佛昙组下段；3—楼前组；4—晚侏罗世花岗岩；5——玄武岩；6—橄辉岩/杏仁状玄武岩；7—杏仁状橄辉岩/玻基橄辉岩；8—杏仁状橄榄玄武岩/玄武质火山角砾岩；9—橄榄玄武岩/安山玄武岩；10—肉红色(含黑云母)正长花岗岩；11—花岗斑岩；12—火山口；13—地质界线；14—角度不整合界线；15—岩性、岩相界线；16—正断层及产状；17—片理产状/流面产状；18—同位素地质年龄值(百万年)/测定方法

按层序和岩性组合划分上、下两个岩性段，下段为玄武岩夹沉积岩，上段以沉积岩为主，偶夹玄武岩。但各地段发育程度不同，岩性、厚度略有差异。

下段主要出露于大洋窠，岩性主要为灰黑色、灰绿色玻基辉橄岩、橄榄玄武岩夹玄武质角砾岩、火山角砾岩、层火山角砾岩、层凝灰岩、砂砾岩及砂质泥岩等。大洋窠地区岩性自下而上为玻基辉橄岩、火山角砾岩、安山岩，地层厚度大于79.35 m。翠竹洋岩性主要为玻基辉橄岩。上段主要见于大洋窠地区，主要岩性为砖红色夹褐色砾岩、砂砾岩夹砂质泥岩，厚大于35 m，发育水平层理，岩层近水平，属山间河湖相沉积。产植物化石为Fissistigmasp，Castanopsissp，Bambusasp，Phillitessp等。

1.2 新生代火山岩及火山作用

新生代火山岩主要岩石类型有熔岩类、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩及潜火山岩。

翠竹洋—大洋窠火山岩相以喷溢相为主，其次为爆发相及喷发沉积相，偶见潜火山相。火山具中心式喷发特点，一般形成小型层火山或穹状火山，火山一般先以爆发开始后转为溢流，最后熔岩冷凝将火山管道阻塞而结束火山活动。

1.3 地质构造

区域处于闽西北隆起带和闽西南坳陷带的福建两大一级构造单元交接部位及省内一级构造带之一的南平—宁化构造岩浆岩带的中段。同时，泰宁—龙岩南北向、清流—安溪北西向、浦城—武平北东向、罗源—明溪东西向等省内主要断裂带也从区域通过。区域地质构造十分复杂，自早震旦世代以来，经历了长期多阶段的构造变动，形成了不同性质、规模、方向的脆-韧性断裂带及褶皱，尤具特色的是不同时期推覆、滑脱构造十分发育。长期的构造变动最终形成了本区以北东东、北东向构造为主，北西、南北及东西向构造为次的相互交织的极其复杂的地质构造格局。

在第三纪末期，由于区域地质构造的影响，区内断裂构造再次复活，尤以中部北东向和北西向更为明显，在其交汇处造成火山爆发，喷溢基性-超基性玄武岩等，组成大洋窠、翠竹洋的火山机构及火山地貌。

2 翠竹洋—大洋窠新生代火山口地貌及特征

火山岩地貌是新生代火山活动和火山活动过程留下的地貌遗迹，如翠竹洋环形破火山口、熔岩沟以及大洋窠的火山集块岩、火山角砾岩和深源包体等。此外，火山岩受外力侵蚀风化作用形成火山岩岩石地貌景观，如火山岩石蛋、火山岩石柱、大洋窠火山岩崖壁等。火山活动作用构成了以上具有重要科学研究价值和旅游观赏价值的火山地貌景观资源。

2.1 翠竹洋破火山机构

破火山口是火山景观的一种类型，形态大体为圆形或近似圆形的大型火山凹地。

翠竹洋破火山口位于明溪县城西北约7 km的翠竹洋村，面积约0.54 km2，火口处在海拔约850 m的圆形凹地，形似菠萁状，直径250～300 m之间，现为第四纪堆积物充填，近中心为常年流水的天池，东、西、南为高出50～70 m的由熔岩组成的环形山所环抱，北面地势较低，为现代流水出口，也是古火山熔岩流沟。

翠竹洋火山机构由佛昙组超基性-基性火山岩组成，由里往外为灰黑色致密块状玻基辉橄岩→气孔状玻基辉橄岩→玻基辉橄岩→玄武质火山角砾岩。上述岩性岩相绕翠竹洋火口呈半环状分布。爆发相玄武质火山角砾岩出露于火口东、北、西三面，成半环状分布于火山机构外围。岩层产状围斜内倾，倾角30°～60°，火山机构四周出露晚侏罗世古竹超单元黑云母钾长花岗岩。

通过对翠竹洋破火山口的地质调查，该火山机构开始为强烈爆发，形成了火口外围厚达80 m的火山角砾岩，后转为宁静喷溢形成了气孔状玻基辉橄岩，最后再次喷溢形成致密块状玻基辉橄岩，后火山喷发减弱，熔浆缓慢冷凝，充填阻塞火山通道，结束火山活动。经后期风化剥蚀，形成了现今所见的火山机构景观(图2)。

图2 翠竹洋火山机构岩性岩相地质图

2.2 大洋窠火山机构

大洋窠火山机构位于明溪县大洋窠村东690 m高地，面积0.75 km2，由二次火山喷发物所组成的火山机构。由佛昙组火山岩组成，其中心部位为火山角砾岩(火山集块岩)、辉石玄武岩、辉橄玄武岩，由中心往外依次为橄榄玄武岩、玻基橄辉岩。该火山机构东部佛昙组火山岩覆盖于晚侏罗世古竹超单元含黑云母钾长花岗岩之上，西部、南部则覆盖于震旦纪楼前组变质流纹质凝灰岩之上(图3)。

图3 大洋窠火山机构岩性岩相地质图

通过对大洋窠火山口的地质调查，该火山机构经历了①爆发→喷溢、②再爆发→再喷溢的过程，第①阶段形成火山机构外围的火山角砾岩、玻基橄辉岩，第②阶段形成近火口的火山角砾岩(火山集块岩)、橄榄玄武岩，最后以玄武岩浆充塞火山通道(为辉石玄武岩)，结束火山活动。

大洋窠火山岩呈层状展布，玄武质集块岩和玄武质角砾岩呈逐层叠加，喷发-沉积韵律清晰可见，岩层产状内倾，倾角约25°。

2.3 火山岩地貌

2.3.1 石蛋地貌

火山岩在地壳构造运动和各种自然力的影响下，产生球状风化；当其表层风化物被剥离后，留下的残余体多呈似球形分布在火山岩基岩之上，故名石蛋地貌。

翠笋岩位于翠竹洋北面古火山熔岩流沟，岩性为致密状玄武岩。翠笋岩是一个下宽上窄火山岩石蛋，横截面呈椭圆形，整个石蛋呈椭圆锥体状，下部长轴直径约3.5 m，上部长轴直径约2 m，高约3.5 m。石蛋长满蕨类植物，宛如破土而出的竹笋，春意盎然，故名翠笋岩。

迎宾门位于翠竹洋北面古火山熔岩流沟，岩性为含角砾玄武岩。石蛋总体呈椭圆，长轴直径约3 m，高约3.5 m，由于其位于往翠竹洋北面峡谷的路崖上，与古石阶路形成廊道式过道，犹如一扇天然石门屹立此处，故名迎宾门。

翠笋岩和迎宾门是强风化的产物，其形成是由于火山岩暴露于地表，在太阳辐射热的影响下，岩石发生热胀冷缩，逐渐破坏了岩石结构的稳固性，岩块表层产生薄片状张裂，或沿节理产生弧形张裂。经过长期片状剥蚀，火山岩块体的棱、角逐渐被剥蚀，块体圆化，形成大小不等的圆形、椭圆形的石蛋。

宝石岩(金龟蛋)位于大洋窠石背山北东侧山麓地带，为一火山岩石蛋，石蛋长约3 m，宽约2.5 m， 高约2.5 m。岩性为浅灰黑色、灰褐色(玄武质)火山集块角砾岩，集块成分为玄武岩。岩石中含较多橄榄石包体，含量约3%，粒径在1～5 cm之间，呈椭圆状、浑圆状；含约1%的辉石晶体，粒径在1～3 cm之间，呈棱角状-次棱角状；偶见玫瑰色石榴子石与橄榄岩共生。巨大的“宝石岩”中海蓝色刚玉、墨绿色辉石、黄绿色橄榄石、玫瑰色石榴子石星星点点，晶莹璀璨。

2.3.2 石柱地貌

石柱是四周由陡直的崖壁所围限呈孤立状的方形、圆形火山岩柱状山体，其高度大于直径，高度从几米至数十米不等。官品岩位于翠竹洋北西方向汤氏祠堂下方约20 m处，岩性为致密状玄武岩。官品岩是火山岩石柱，形成原因是岩石沿两组节理风化、崩裂，其中一组节理走向约340°，倾角近直立，另外一组为水平节理，岩石沿垂直节理切割，形成多个石柱，而单个石柱沿水平节理风化，上部形成分而不离的叠石，构成叠石状石柱，整体形似中国汉字“官”字，故命名“官品岩”。

2.3.3 崖壁地貌

火山岩谷坡沿垂直节理、裂隙发生风化及崩塌作用，使谷坡沿垂直节理、裂隙平行后退，形成直立的陡崖壁。

大洋窠火山岩崖壁位于火山口北东侧，崖壁走向约340°，倾角近直立，崖壁高差约15 m，宽约20 m。崖壁上清晰可见(玄武质)火山集块岩呈层状产出，岩层产状：倾向330°，倾角20°～25°。由于强风化作用，崖面的集块脱落呈凹坑或凸出呈嵌石，宛如美轮美奂的登山崖。

3 翠竹洋—大洋窠新生代火山口的科学价值

翠竹洋—大洋窠新生代火山口是地球向人们敞开探索地心奥秘的一个窗口。火山口四周橄榄玄武岩、气孔(杏仁)状玄武岩、玄武质含集块火山角砾岩，诉说着史前火山喷发、熔浆奔流的一幕幕恢宏景象。翠竹洋火山口地貌作为福建省内唯一的环形火山口地貌景观，保存了较好的火山机构特征及原始地貌，是研究新时代火山岩岩石学、岩相学及火山构造的理想场所。大洋窠火山岩含有尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩，是典型的地幔岩包体，这在全国十分罕见。据专家学者测定，尖晶石二辉橄榄岩来源于地球深处75～100 km；石榴石二辉橄榄岩来源于地球深处100～130 km的地幔中，属下地壳上地幔产物。作为深源浅出的火山机构，大洋窠地幔岩极具典型性和稀有性，它是研究地球构造和矿物形成的温度和压力的佐证，有重要的科学研究和科普教育价值。