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玛珥湖的由来

2018-8-3 9:13:41 来源:中国矿业报 作者:盛美 王喜生

玛珥的英文“maar”来源于拉丁文“mare”,即海的意思,中文曾译为“低平火山口”,是一种特殊类型的火山。玛珥最早是用来描述德国西部Eifel第四纪火山区发育的小而圆形的火山口湖。当时只是从地貌形态来定义的,随着研究的深入,人类对它的理解也在不断加深。现在理解为是富含热液和蒸汽的火山爆发,当炙热的熔岩或岩浆上涌遇到浅层地下水时,每立方米的地下水就会转化成1600立方米的蒸汽,并发生剧烈的蒸汽爆炸,超强的高压冲破原来的地层或岩层而形成呈封闭的圆形或近圆形的塌陷盆地,经过一次或多次爆炸式喷发后,喷发物堆积在喷出口周围形成火山碎屑岩环,犹如围墙,其高度只有几米到几十米,个别达百米。这些“围墙”有的高出湖外围的地面,有的则与湖外围的地面持平。塌陷盆地形成后积水成湖,大小不一,直径从几十米到几千米,通常为100米~1000米。玛珥湖则是玛珥式火山喷发后火山口积水成湖形成的一种低平火山口湖。

玛珥湖形成机制示意图(储国强和刘嘉麒,2018)

自新生代以来,在亚洲东部大陆边缘的裂谷系和青藏高原内部及周边地区,火山活动频繁发生,形成大量火山和火山岩,在一些火山区还发育有大小不等、形态不一的玛珥湖,其中有的积水,有的干枯,它们集中分布于雷琼、东北、青藏高原等地,跨越了热带、亚热带、温带和高寒地带。从中新世的山东山旺盆地,早更新世东北龙岗地区的龙湾,到中晚更新世雷琼地区的田洋、湖光岩等,几乎各个时代、各种类型的玛珥湖都有。其中,广东省湛江市湖光岩玛珥湖是世界上罕见的最为典型的玛珥式火山口湖。中德科学考察组的科学家经过研究发现,湖光岩的火山喷发可分为2个阶段,第一阶段为东湖火山喷发阶段。大约距今14万~16万年之间,湖光岩玛珥湖所在地下深部炽热的岩浆向地表入侵,岩浆与地下水混合形成过热水,过热水产生了大量蒸汽,冲破岩层与表土层发生强烈火山爆炸,蒸汽与地壳的碎屑不断地喷发。火山平息后,形成了一个数百米的深坑。到了距今14万年期间,湖光岩西湖发生了强度更大的第二阶段火山爆炸和喷发。据火山专家推算,湖光岩当时火山爆炸当量相当于投在日本长崎原子弹的100倍。经过多次爆炸喷发后,形成了一个400多米的深坑,积水成湖。湖光岩山明水秀,气候宜人,空气清新,环境宁静,景观神奇秀丽,是绝佳的旅游和修养胜地。

广东省湛江市湖光岩玛珥湖 何均发 摄

和普通湖泊相比,玛珥湖之所以会深得地质学家和古气候学家的喜爱,是因为其形成机制的特殊性造就了其显著的特点:一是玛珥湖为小型封闭湖泊,这种封闭使玛珥湖除了大气沉降物和自生物质外,即无外界物质的带入,也无内部物质的带出,把非外界自然的干扰因素降到了最低程度;二是湖底较平坦,水位较深并与湖体成一定比例,因而最有利于纹层形成和保存,纹层的存在有可能把古气候环境研究的时间分辨率准确到年;三是湖盆深度较大,沉积速率快,常常可以获得较长的、连续的高分辨率古环境记录;四是玛珥湖形成与火山作用密切相关,容易确定其形成时代。因此,玛珥湖是形成和保存高分辨率沉积记录的理想场所,为开展多学科古气候、古环境变化研究提供了难得的材料。□

(作者单位:自然资源部中国地质调查局地质力学研究所)

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