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酷似“风火轮”,诺敏河火山群“出镜”了 !

中国地震局火山研究所 徐智涛
原创
火山学、岩石学、矿物学、地震与火山灾害等领域科普视频
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内蒙古自治区鄂伦春自治旗的诺敏河火山群地处大兴安岭的东坡北段,火山群面积约7500平方千米,主要有达来滨呼通火山、达来滨湖火山、马鞍山火山、四方山火山、布宫奇汉火山、果楞奇火山、半拉山火山、诺敏河农场火山和小土葫芦山火山等30余座火山。这些火山有的呈单锥状,有的呈双锥状,全部位于嫩江深大断裂带北段西侧(该段断裂的最新活动时间为晚更新世),临近大兴安岭主脊断裂。其中,西热特奇呼通火山是火山群中最高的一座火山,高约1002米,火山口直径约1千米。

诺敏河是中国嫩江西岸的一级支流(嫩江是黑龙江水系最长的一条支流),又称“努敏河”(历史上曾名为弩敏河、讷敏河),“诺敏”满语意为“青金石”,蒙古语含义为“碧玉”,即青绿的河流。诺敏河总长度约467千米,其主要支流为毕拉河和格尼河。火山区内的火山主要沿着诺敏河和毕拉河流域的两侧分布(毕拉河是诺敏河的一级支流),组成的火山群由此得名为诺敏河火山群。两条河流流域的火山地貌形态丰富,生态环境多种多样,如一幅梦幻的山水画,将原始森林、火山、天池、峡谷、湖泊、湿地等巧妙的展现在画卷中。诺敏河火山群的火山喷发产物以玄武质熔岩为主,分布面积约600平方千米。

内蒙古自治区诺敏河火山群部分火山的空间展布图(图源于“吉林一号”对地观测卫星影像)

诺敏河火山群的新生代火山喷发活动可划分为早更新世、中更新世和晚更新世-全新世3个期次。火山岩类型主要为玄武岩、碧玄岩、玄武质浮岩和玄武质火山碎屑岩,火山岩分布主要受南北向和东西向的断裂构造控制。火山地貌主要为火山锥、火山口、熔岩台地和熔岩丘等。火山喷发的类型以裂隙式和中心式喷发为主。该火山群至少存在4座在全新世期间有过喷发活动的火山,分别为马鞍山火山、达来滨呼通火山、达来滨湖火山和马鞍山东火山。它们的火山锥体普遍风化程度低,形态保存较为完好。火山口均具有漏斗状的豁口,内壁陡峭易垮塌。锥体顶部的火山喷发物较为新鲜,植被覆盖少。该火山群因其独特的地理位置、丰富的自然资源和火山活动特点而闻名,与星空萦绕下魅力独特的意大利埃特纳大型活火山和空灵梦幻的吉林省长白山天池大型活火山相比,诺敏河火山群的每一座火山犹如一颗颗璀璨明珠镶嵌在了色彩斑斓的大兴安岭东坡。

晴空下诺敏河火山群的达来滨呼通火山(左上图,图源于网络)与四方山火山(右上图,图源于网络)、傍晚的意大利埃特纳大型活火山(左下图,原创图件)和空灵梦幻的吉林省长白山天池大型活火山(右下图,原创图件)

诺敏河火山群中远近闻名的当属四方山火山,在当地有着“大兴安岭巨魁”之称。四方山火山海拔高约933米,山顶东西长约500米,南北宽约300米,远远望去四方山火山锥体轮廓方方正正,因此而得名。四方山火山的山顶视野开阔,火山口中央有一个由泉水和雨水汇积而成的椭圆形天然小湖,也被称为“四方山天池”,长约30米,宽约5米。俯瞰湖面波光如镜,碧绿幽深,蓝天白云倒映湖中,宛若一块镶嵌在高山之巅的玲珑美玉,光彩熠熠。四方山天池久旱不干,久雨不溢,当地人认为其是能给予人们胆略、勇气和力量的生命之泉。春末夏初,火山区迸发出勃勃生机,是最适宜登四方山火山的季节。登至山顶,远眺火山周围群峦起伏,静听松涛阵阵,会让您顿感心旷神怡!

马鞍山火山的火山锥主要由底部的火山渣锥和顶部的溅落锥构成,晚期形成的溅落锥叠置在早期的渣锥之上,火山锥的整体轮廓形如马鞍,故名为马鞍山火山。火山渣锥是马鞍山火山锥体的主体部分,高约150米,主要由松散火山碎屑构成,锥体坡角在30°–35°。火山的喷发物主要包括火山灰、火山砾和火山弹,以火山砾含量最高。在中国有很多酷似马鞍形状的火山,如海南省琼北火山群马鞍山火山、吉林省伊通县马鞍山火山和云南省腾冲县马鞍山火山(又名打鹰山火山)。马蹄形火山锥也是全球火山中常见的外貌形态,目前有两种成因解释:

1)在玄武质火山喷发过程中,岩浆通道打开后一般是密度较小的岩浆首先发生爆炸式喷发,形成近圆状或次圆状碎屑锥。后期火山进入溢流式喷发阶段,岩浆房内部压力减小,岩浆倾向于沿着碎屑锥的底部溢流,在这个过程中熔岩流会破坏松散的碎屑锥,从而形成马蹄形状的锥体;

2)火山喷发的岩浆通道,在地表常呈裂隙状,随着火山喷发活动,裂隙常常会纵向扩展,延伸距离远超过火山锥本身,这种扩展的裂隙及裂隙通道中喷溢的岩浆流会在其断裂延伸方向破坏已经形成的碎屑锥,并在该方向上形成马蹄形状的缺口。

布宫奇汉火山的火山锥体坡度低缓,俯瞰该火山其轮廓呈近圆形。锥体南部出露部分碎屑锥,锥体顶部发育有较为平坦的玄武质熔岩被,火山周围主要为大片玄武质熔岩流构成的盾状熔岩台地。该火山的主要组成岩石为多期次玄武质岩浆喷发形成的熔岩,大量的熔岩流对早期形成的碎屑锥进行了强烈破坏和改造,多期熔岩在火山斜坡上互相叠置堆积,逐渐形成了该火山的盾状锥体。

小土葫芦山火山形成时代为中更新世,海拔高约668.2米。火山锥体轮廓呈马蹄形,火山口直径约490米,在其西侧存在一处熔岩流外溢的缺口。在火山口东侧分布着数座火山渣锥,总长度约3千米。火山渣锥主要由火山喷发形成的火山碎屑、火山灰和熔结凝灰岩组成。俯瞰小土葫芦山火山的锥体及周边火山渣锥,酷似一只巨大的脚掌踩在“风火轮”之上!

诺敏河火山群的早期喷发在毕拉河下游而形成了大片的玄武质熔岩台地,随后的火山喷发作用对地区产生了剧烈的构造作用力,促使区域形成了诸多大断裂,并造就了火山区内诸多的天然火山景观,其中一处被人们称之为“神指峡”。神指峡长约70千米,两岸宽100–150米,上下落差近160米,平均深度可达40米。毕拉河水从神指峡穿过,河谷两岸的大块黑色玄武岩巍然耸立,石壁上方生长着多种花草树木,不同时节异彩纷呈,神指峡也被当地誉为“兴安第一峡”。与吉林省长白山天池火山“U”型大峡谷的幽、奇、秀和美相比,神指峡的悬崖陡峭、绝壁起伏和奇峰怪异,更为世人所罕见。

夏季的内蒙古自治区诺敏河火山区大峡谷(又称神指峡)(左图,图源于网络)和夏季的吉林省长白山天池火山“U”型大峡谷(又称二道白河大峡谷)(右图,原创图件)

与意大利西西里岛的埃特纳大型活火山、意大利那不勒斯市的维苏威大型活火山、吉林省龙岗大型活火山和吉林省长白山天池大型活火山的层次分明、雄伟壮阔相比,诺敏河火山区内分布的巨量玄武质熔岩和玄武岩更能给人们带来无限的惊艳与奇美!

诺敏河火山区的玄武质熔岩(当地又称石海)(上左图,图源于网络)及玄武岩(上中图,图源于网络)、意大利埃特纳火山区的玄武质熔岩(上右图,原创图件)、意大利维苏威火山区的玄武质熔岩(下左图,原创图件)、吉林省龙岗火山区玄武岩(下中图,原创图件)和吉林省长白山天池火山区玄武岩(下右图,原创图件)

诺敏河火山群的形成主体受北东走向的基底断裂控制,火山喷发活动与区域新构造差异性升降和断裂活动存在明显的耦合性。诺敏河火山区地壳厚度相对较薄,火山区底部的中、下地壳范围内仍存在岩浆房,而且40至150千米深度范围内存在岩石圈拆沉和软流圈地幔物质上涌的双重作用。火山群分布区内聚集着丰富的地热资源,目前已发现多处泉眼和零下40℃也不会结冰的“不冻河”(毕拉河中段),并持续性释放H2O、CO2和Rn等气体。现有的诺敏河火山区地震监测资料显示,火山区以微地震为主,偶尔发生有感地震。2008年至2024年火山区范围内有记录的ML1.0级以上地震共发生43余次,其中记录到2.0级以上地震25余次,均为构造型地震,最大一次为2014年4月20日发生的4.1级地震(资料源于中国地震局火山研究所、吉林省地震局、内蒙古自治区地震局和中国地震台网中心),以上证据均表明诺敏河火山群现今仍有活动。

冬季的内蒙古自治区诺敏河火山区毕拉河中段(当地又称不冻河)(左一,图源于网络)和冬季的吉林省长白山天池火山区温泉(右一,原创图件)

达来滨湖(又名达尔滨湖)是诺敏河火山区中的火山堰塞湖。“达尔滨”在中国鄂伦春族语言中的意思为“辽阔的水面”,简言之,达尔滨湖即宽阔的大湖。达尔滨湖的湖面轮廓呈椭圆形,湖面海拔约527米,面积约4平方千米,它是内蒙古自治区大兴安岭林区最大的内陆湖,湖水清澈碧绿,犹如大兴安岭的一块天然“翡翠”。达尔滨湖是古代达尔滨火山爆发后熔岩流堵塞河谷而形成的堰塞湖,南北长约1300米,东西宽约250米,面积约3.14平方千米,湖水最深处约10米。它也是火山区内最为著名的火山风景区,被誉为“自然宁静天花板”,其湖面呈椭圆形,四周环绕着层峦叠嶂的山脉,湖水清澈见底。2000年2月,经国家林业局批准成为国家级森林公园(国家AAAA级旅游景区),公园总面积约220.81平方千米,公园内原始森林与清澈湖泊交相辉映,仿佛在倾诉着大自然的故事,形成了一幅美丽画卷。

与冬季令人心旷神怡的西藏自治区江萨国家湿地公园相比,秋季雾气缭绕下的达尔滨湖国家森林公园则更给人以气势磅礴之感。公园内有脊椎动物约322种,包括国家I级保护动物5种和国家II级保护动物40种。在公园内的石海里,常能看到圆乎乎、毛茸茸的鼠兔身影(形态像鼠又像兔,属鼠兔科)。它们在石头缝隙间钻来跳去,或叼着枝叶跑、或抱着食物吃、或睁大眼睛怔怔地望着你,样子呆萌逗趣,叫声酷似“鸟鸣”,十分奇妙!我国的鼠兔多生活在高海拔地区,栖息于各种草原、山地、林缘和裸崖,挖洞或利用天然石隙群栖,在我国吉林省长白山天池大型活火山锥体区也较为常见。

秋季雾气缭绕下的达尔滨湖国家森林公园(左上图,图源于网络)、冬季令人心旷神怡的西藏自治区江萨国家湿地公园(右上图,原创图件)、诺敏河火山区内的鼠兔(左下图,图源于网络)和吉林省长白山天池大型活火山区内的鼠兔(右下图,原创图件)

诺敏河火山区内沼泽类型多样,是中国重要的沼泽分布区之一,主要分布有富营养型水葱沼泽、中营养型草本植物与泥炭藓组成的沼泽和贫营养型的落叶松、狭叶杜香、泥炭藓沼泽,是我国大兴安岭地区最具代表性的沼泽分布区。火山区位于全球寒温带半湿润大陆性季风气候区,在大兴安岭东坡正处于夏季季风迎风坡,夏季降水量较多,地表河流与地下水资源非常丰富。而且,火山区内巨量火山喷发物经风化作用后形成的土壤与当地原始腐殖质土壤融合,其土质松软、肥沃,富含丰富的有机质与矿物质以及硅、锰、镁、铁等数十种微量元素。因此,火山区内农业种植的水稻富含的矿物质、微量元素、氨基酸和维生素高于普通水稻,大米的口感和营养价值也有显著提升。

内蒙古自治区诺敏河火山区(左图)、黑龙江省镜泊湖火山区(中图)和吉林省龙岗火山区农业种植的水稻(右图)(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:

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本期作者:孙立影 吉林地震台 吉林省地震局 助理工程师

徐智涛 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 博士

Salvotore·G 意大利卡塔尼亚埃特纳火山观测站 高级研究员

Eugenio·N 意大利卡拉布里亚大学 生物、生态与地球科学学院 副教授

叶希青 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 工程师

任芳语 吉林地震台 吉林省地震局 助理工程师

杨帆 吉林农业大学 资源与环境学院 副高级工程师

侯文峰 吉林农业大学 资源与环境学院 副高级工程师

武成智 长白山管委会地震局 吉林省地震局 高级工程师

徐岳仁 中国地震局预测研究所 研究员

衣健 吉林大学 地球科学学院 副教授

魏恋欢 东北大学 资源与土木工程学院 副教授

包宝小 阿尔山火山地震观测站 内蒙古自治区地震局 副高级工程师

张洪艳 吉林地震台 吉林省地震局 副高级工程师

侯颉 中国地震局第一监测中心 博士

刘轶男 吉林地震监测中心站 吉林省地震局 副高级工程师

卢燕红 吉林地震台 吉林省地震局 副高级工程师

刘冰冰 吉林地震台 吉林省地震局 副高级工程师

Simona·G 意大利地球与物理火山研究所(罗马) 副研究员

Sveva·R·M 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 佛罗伦萨大学 博士

Cristiano·T 意大利地球与物理火山研究所(罗马) 高级研究员

李忠伟 吉林省震灾风险防治中心 吉林省地震局 副高级工程师

冯靖乔 吉林省震灾风险防治中心 吉林省地震局 副高级工程师

Pablo·R·P 西班牙马德里康普斯顿大学 地球科学学院 副教授

Elisa·T 意大利地球与物理火山研究所(罗马) 高级研究员

陈兆新 吉林省地震局信息中心 工程师

张鹏 吉林省松原地震监测中心站 吉林省地震局 工程师

章鑫 广东省地震局 中国科学技术大学 博士

李海艳 福建省地震局 副高级工程师

张勇 中国地质科学院 矿产资源研究所 研究员

古阿雷 中国地质调查局 天津地质调查中心 副高级工程师

Carolina·B 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 英国剑桥大学 博士

庞赫 吉林大学 地球科学学院 博士

张馨文 吉林大学 地球科学学院 博士

王抒 吉林大学 地球科学学院 博士

韩吉龙 中国地质调查局发展中心 博士后

Stefano·C 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 高级研究员

乌尼尔 新疆自治区地震局 副高级工程师

闫玮 新疆自治区地震局 副高级工程师

郭明瑞 海南省地震局 副高级工程师

于磊 安徽省震灾风险防治中心 安徽省地震局 副高级工程师

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 助理研究员

Roberto·M 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 那不勒斯费德里科二世大学 博士

Arianna·M 意大利卡塔尼亚埃特纳火山观测站 副研究员

Francesco·L 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 高级工程师

Aldo·B 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 高级工程师

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评论
科普:zhf
少师级
诺敏河火山群不仅是自然美景的集中展示区,更是地质学研究的重要场所。通过对这些火山的研究,科学家们可以更好地理解火山喷发机制、火山岩的形成过程以及火山活动对周围环境的影响。此外,该地区的火山活动历史也为研究区域地质演化提供了宝贵资料。
2024-12-02
新风科普🌱🌾
学士级
诺敏河火山群,这大自然的“风火轮”,在大兴安岭东坡上熠熠生辉。它不仅展现了火山的壮阔,还孕育了湿地、森林、湖泊等多样生态,是地质与自然美景的完美结合。
2024-12-02
科普lyjzgf
庶吉士级
诺敏河火山群以其独特的地理位置、丰富的自然资源和显著的火山活动特点,成为了中国乃至世界范围内重要的自然遗产之一。无论是对于科学研究还是旅游观光,诺敏河火山群都展现出了巨大的潜力和价值。
2024-12-02