內蒙古自治區鄂倫春自治旗的諾敏河火山群地處大興安嶺的東坡北段,火山群面積約7500平方千米,主要有達來濱呼通火山、達來濱湖火山、馬鞍山火山、四方山火山、布宮奇漢火山、果楞奇火山、半拉山火山、諾敏河農場火山和小土葫蘆山火山等30余座火山。這些火山有的呈單錐狀,有的呈雙錐狀,全部位于嫩江深大斷裂帶北段西側(該段斷裂的最新活動時間為晚更新世),臨近大興安嶺主脊斷裂。其中,西熱特奇呼通火山是火山群中最高的一座火山,高約1002米,火山口直徑約1千米。
諾敏河是中國嫩江西岸的一級支流(嫩江是黑龍江水系最長的一條支流),又稱“努敏河”(歷史上曾名為弩敏河、訥敏河),“諾敏”滿語意為“青金石”,蒙古語含義為“碧玉”,即青綠的河流。諾敏河總長度約467千米,其主要支流為畢拉河和格尼河。火山區內的火山主要沿著諾敏河和畢拉河流域的兩側分布(畢拉河是諾敏河的一級支流),組成的火山群由此得名為諾敏河火山群。兩條河流流域的火山地貌形態豐富,生態環境多種多樣,如一幅夢幻的山水畫,將原始森林、火山、天池、峽谷、湖泊、濕地等巧妙的展現在畫卷中。諾敏河火山群的火山噴發產物以玄武質熔巖為主,分布面積約600平方千米。
內蒙古自治區諾敏河火山群部分火山的空間展布圖(圖源于“吉林一號”對地觀測衛星影像)
諾敏河火山群的新生代火山噴發活動可劃分為早更新世、中更新世和晚更新世-全新世3個期次。火山巖類型主要為玄武巖、碧玄巖、玄武質浮巖和玄武質火山碎屑巖,火山巖分布主要受南北向和東西向的斷裂構造控制。火山地貌主要為火山錐、火山口、熔巖臺地和熔巖丘等。火山噴發的類型以裂隙式和中心式噴發為主。該火山群至少存在4座在全新世期間有過噴發活動的火山,分別為馬鞍山火山、達來濱呼通火山、達來濱湖火山和馬鞍山東火山。它們的火山錐體普遍風化程度低,形態保存較為完好。火山口均具有漏斗狀的豁口,內壁陡峭易垮塌。錐體頂部的火山噴發物較為新鮮,植被覆蓋少。該火山群因其獨特的地理位置、豐富的自然資源和火山活動特點而聞名,與星空縈繞下魅力獨特的意大利埃特納大型活火山和空靈夢幻的吉林省長白山天池大型活火山相比,諾敏河火山群的每一座火山猶如一顆顆璀璨明珠鑲嵌在了色彩斑斕的大興安嶺東坡。
晴空下諾敏河火山群的達來濱呼通火山(左上圖,圖源于網絡)與四方山火山(右上圖,圖源于網絡)、傍晚的意大利埃特納大型活火山(左下圖,原創圖件)和空靈夢幻的吉林省長白山天池大型活火山(右下圖,原創圖件)
諾敏河火山群中遠近聞名的當屬四方山火山,在當地有著“大興安嶺巨魁”之稱。四方山火山海拔高約933米,山頂東西長約500米,南北寬約300米,遠遠望去四方山火山錐體輪廓方方正正,因此而得名。四方山火山的山頂視野開闊,火山口中央有一個由泉水和雨水匯積而成的橢圓形天然小湖,也被稱為“四方山天池”,長約30米,寬約5米。俯瞰湖面波光如鏡,碧綠幽深,藍天白云倒映湖中,宛若一塊鑲嵌在高山之巔的玲瓏美玉,光彩熠熠。四方山天池久旱不干,久雨不溢,當地人認為其是能給予人們膽略、勇氣和力量的生命之泉。春末夏初,火山區迸發出勃勃生機,是最適宜登四方山火山的季節。登至山頂,遠眺火山周圍群巒起伏,靜聽松濤陣陣,會讓您頓感心曠神怡!
馬鞍山火山的火山錐主要由底部的火山渣錐和頂部的濺落錐構成,晚期形成的濺落錐疊置在早期的渣錐之上,火山錐的整體輪廓形如馬鞍,故名為馬鞍山火山。火山渣錐是馬鞍山火山錐體的主體部分,高約150米,主要由松散火山碎屑構成,錐體坡角在30°–35°。火山的噴發物主要包括火山灰、火山礫和火山彈,以火山礫含量最高。在中國有很多酷似馬鞍形狀的火山,如海南省瓊北火山群馬鞍山火山、吉林省伊通縣馬鞍山火山和云南省騰沖縣馬鞍山火山(又名打鷹山火山)。馬蹄形火山錐也是全球火山中常見的外貌形態,目前有兩種成因解釋:
1)在玄武質火山噴發過程中,巖漿通道打開后一般是密度較小的巖漿首先發生爆炸式噴發,形成近圓狀或次圓狀碎屑錐。后期火山進入溢流式噴發階段,巖漿房內部壓力減小,巖漿傾向于沿著碎屑錐的底部溢流,在這個過程中熔巖流會破壞松散的碎屑錐,從而形成馬蹄形狀的錐體;
2)火山噴發的巖漿通道,在地表常呈裂隙狀,隨著火山噴發活動,裂隙常常會縱向擴展,延伸距離遠超過火山錐本身,這種擴展的裂隙及裂隙通道中噴溢的巖漿流會在其斷裂延伸方向破壞已經形成的碎屑錐,并在該方向上形成馬蹄形狀的缺口。
布宮奇漢火山的火山錐體坡度低緩,俯瞰該火山其輪廓呈近圓形。錐體南部出露部分碎屑錐,錐體頂部發育有較為平坦的玄武質熔巖被,火山周圍主要為大片玄武質熔巖流構成的盾狀熔巖臺地。該火山的主要組成巖石為多期次玄武質巖漿噴發形成的熔巖,大量的熔巖流對早期形成的碎屑錐進行了強烈破壞和改造,多期熔巖在火山斜坡上互相疊置堆積,逐漸形成了該火山的盾狀錐體。
小土葫蘆山火山形成時代為中更新世,海拔高約668.2米。火山錐體輪廓呈馬蹄形,火山口直徑約490米,在其西側存在一處熔巖流外溢的缺口。在火山口東側分布著數座火山渣錐,總長度約3千米。火山渣錐主要由火山噴發形成的火山碎屑、火山灰和熔結凝灰巖組成。俯瞰小土葫蘆山火山的錐體及周邊火山渣錐,酷似一只巨大的腳掌踩在“風火輪”之上!
諾敏河火山群的早期噴發在畢拉河下游而形成了大片的玄武質熔巖臺地,隨后的火山噴發作用對地區產生了劇烈的構造作用力,促使區域形成了諸多大斷裂,并造就了火山區內諸多的天然火山景觀,其中一處被人們稱之為“神指峽”。神指峽長約70千米,兩岸寬100–150米,上下落差近160米,平均深度可達40米。畢拉河水從神指峽穿過,河谷兩岸的大塊黑色玄武巖巍然聳立,石壁上方生長著多種花草樹木,不同時節異彩紛呈,神指峽也被當地譽為“興安第一峽”。與吉林省長白山天池火山“U”型大峽谷的幽、奇、秀和美相比,神指峽的懸崖陡峭、絕壁起伏和奇峰怪異,更為世人所罕見。
夏季的內蒙古自治區諾敏河火山區大峽谷(又稱神指峽)(左圖,圖源于網絡)和夏季的吉林省長白山天池火山“U”型大峽谷(又稱二道白河大峽谷)(右圖,原創圖件)
與意大利西西里島的埃特納大型活火山、意大利那不勒斯市的維蘇威大型活火山、吉林省龍崗大型活火山和吉林省長白山天池大型活火山的層次分明、雄偉壯闊相比,諾敏河火山區內分布的巨量玄武質熔巖和玄武巖更能給人們帶來無限的驚艷與奇美!
諾敏河火山區的玄武質熔巖(當地又稱石海)(上左圖,圖源于網絡)及玄武巖(上中圖,圖源于網絡)、意大利埃特納火山區的玄武質熔巖(上右圖,原創圖件)、意大利維蘇威火山區的玄武質熔巖(下左圖,原創圖件)、吉林省龍崗火山區玄武巖(下中圖,原創圖件)和吉林省長白山天池火山區玄武巖(下右圖,原創圖件)
諾敏河火山群的形成主體受北東走向的基底斷裂控制,火山噴發活動與區域新構造差異性升降和斷裂活動存在明顯的耦合性。諾敏河火山區地殼厚度相對較薄,火山區底部的中、下地殼范圍內仍存在巖漿房,而且40至150千米深度范圍內存在巖石圈拆沉和軟流圈地幔物質上涌的雙重作用。火山群分布區內聚集著豐富的地熱資源,目前已發現多處泉眼和零下40℃也不會結冰的“不凍河”(畢拉河中段),并持續性釋放H2O、CO2和Rn等氣體。現有的諾敏河火山區地震監測資料顯示,火山區以微地震為主,偶爾發生有感地震。2008年至2024年火山區范圍內有記錄的ML1.0級以上地震共發生43余次,其中記錄到2.0級以上地震25余次,均為構造型地震,最大一次為2014年4月20日發生的4.1級地震(資料源于中國地震局火山研究所、吉林省地震局、內蒙古自治區地震局和中國地震臺網中心),以上證據均表明諾敏河火山群現今仍有活動。
冬季的內蒙古自治區諾敏河火山區畢拉河中段(當地又稱不凍河)(左一,圖源于網絡)和冬季的吉林省長白山天池火山區溫泉(右一,原創圖件)
達來濱湖(又名達爾濱湖)是諾敏河火山區中的火山堰塞湖。“達爾濱”在中國鄂倫春族語言中的意思為“遼闊的水面”,簡言之,達爾濱湖即寬闊的大湖。達爾濱湖的湖面輪廓呈橢圓形,湖面海拔約527米,面積約4平方千米,它是內蒙古自治區大興安嶺林區最大的內陸湖,湖水清澈碧綠,猶如大興安嶺的一塊天然“翡翠”。達爾濱湖是古代達爾濱火山爆發后熔巖流堵塞河谷而形成的堰塞湖,南北長約1300米,東西寬約250米,面積約3.14平方千米,湖水最深處約10米。它也是火山區內最為著名的火山風景區,被譽為“自然寧靜天花板”,其湖面呈橢圓形,四周環繞著層巒疊嶂的山脈,湖水清澈見底。2000年2月,經國家林業局批準成為國家級森林公園(國家AAAA級旅游景區),公園總面積約220.81平方千米,公園內原始森林與清澈湖泊交相輝映,仿佛在傾訴著大自然的故事,形成了一幅美麗畫卷。
與冬季令人心曠神怡的西藏自治區江薩國家濕地公園相比,秋季霧氣繚繞下的達爾濱湖國家森林公園則更給人以氣勢磅礴之感。公園內有脊椎動物約322種,包括國家I級保護動物5種和國家II級保護動物40種。在公園內的石海里,常能看到圓乎乎、毛茸茸的鼠兔身影(形態像鼠又像兔,屬鼠兔科)。它們在石頭縫隙間鉆來跳去,或叼著枝葉跑、或抱著食物吃、或睜大眼睛怔怔地望著你,樣子呆萌逗趣,叫聲酷似“鳥鳴”,十分奇妙!我國的鼠兔多生活在高海拔地區,棲息于各種草原、山地、林緣和裸崖,挖洞或利用天然石隙群棲,在我國吉林省長白山天池大型活火山錐體區也較為常見。
秋季霧氣繚繞下的達爾濱湖國家森林公園(左上圖,圖源于網絡)、冬季令人心曠神怡的西藏自治區江薩國家濕地公園(右上圖,原創圖件)、諾敏河火山區內的鼠兔(左下圖,圖源于網絡)和吉林省長白山天池大型活火山區內的鼠兔(右下圖,原創圖件)
諾敏河火山區內沼澤類型多樣,是中國重要的沼澤分布區之一,主要分布有富營養型水蔥沼澤、中營養型草本植物與泥炭蘚組成的沼澤和貧營養型的落葉松、狹葉杜香、泥炭蘚沼澤,是我國大興安嶺地區最具代表性的沼澤分布區。火山區位于全球寒溫帶半濕潤大陸性季風氣候區,在大興安嶺東坡正處于夏季季風迎風坡,夏季降水量較多,地表河流與地下水資源非常豐富。而且,火山區內巨量火山噴發物經風化作用后形成的土壤與當地原始腐殖質土壤融合,其土質松軟、肥沃,富含豐富的有機質與礦物質以及硅、錳、鎂、鐵等數十種微量元素。因此,火山區內農業種植的水稻富含的礦物質、微量元素、氨基酸和維生素高于普通水稻,大米的口感和營養價值也有顯著提升。
內蒙古自治區諾敏河火山區(左圖)、黑龍江省鏡泊湖火山區(中圖)和吉林省龍崗火山區農業種植的水稻(右圖)(圖均源于網絡)
本期科普結束!小伙伴們,我們下期見!
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本期作者:孫立影 吉林地震臺 吉林省地震局 助理工程師
徐智濤 中國地震局火山研究所 吉林省地震局 博士
Salvotore·G 意大利卡塔尼亞埃特納火山觀測站 高級研究員
Eugenio·N 意大利卡拉布里亞大學 生物、生態與地球科學學院 副教授
葉希青 中國地震局火山研究所 吉林省地震局 工程師
任芳語 吉林地震臺 吉林省地震局 助理工程師
楊帆 吉林農業大學 資源與環境學院 副高級工程師
侯文峰 吉林農業大學 資源與環境學院 副高級工程師
武成智 長白山管委會地震局 吉林省地震局 高級工程師
徐岳仁 中國地震局預測研究所 研究員
衣健 吉林大學 地球科學學院 副教授
魏戀歡 東北大學 資源與土木工程學院 副教授
包寶小 阿爾山火山地震觀測站 內蒙古自治區地震局 副高級工程師
張洪艷 吉林地震臺 吉林省地震局 副高級工程師
侯頡 中國地震局第一監測中心 博士
劉軼男 吉林地震監測中心站 吉林省地震局 副高級工程師
盧燕紅 吉林地震臺 吉林省地震局 副高級工程師
劉冰冰 吉林地震臺 吉林省地震局 副高級工程師
Simona·G 意大利地球與物理火山研究所(羅馬) 副研究員
Sveva·R·M 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 佛羅倫薩大學 博士
Cristiano·T 意大利地球與物理火山研究所(羅馬) 高級研究員
李忠偉 吉林省震災風險防治中心 吉林省地震局 副高級工程師
馮靖喬 吉林省震災風險防治中心 吉林省地震局 副高級工程師
Pablo·R·P 西班牙馬德里康普斯頓大學 地球科學學院 副教授
Elisa·T 意大利地球與物理火山研究所(羅馬) 高級研究員
陳兆新 吉林省地震局信息中心 工程師
張鵬 吉林省松原地震監測中心站 吉林省地震局 工程師
章鑫 廣東省地震局 中國科學技術大學 博士
李海艷 福建省地震局 副高級工程師
張勇 中國地質科學院 礦產資源研究所 研究員
古阿雷 中國地質調查局 天津地質調查中心 副高級工程師
Carolina·B 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 英國劍橋大學 博士
龐赫 吉林大學 地球科學學院 博士
張馨文 吉林大學 地球科學學院 博士
王抒 吉林大學 地球科學學院 博士
韓吉龍 中國地質調查局發展中心 博士后
Stefano·C 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 高級研究員
烏尼爾 新疆自治區地震局 副高級工程師
閆瑋 新疆自治區地震局 副高級工程師
郭明瑞 海南省地震局 副高級工程師
于磊 安徽省震災風險防治中心 安徽省地震局 副高級工程師
Ailin·P 阿根廷國家空間活動委員會 阿根廷國家科學與技術研究理事會 助理研究員
Roberto·M 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 那不勒斯費德里科二世大學 博士
Arianna·M 意大利卡塔尼亞埃特納火山觀測站 副研究員
Francesco·L 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 高級工程師
Aldo·B 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 高級工程師
聲明:本期文中所有圖片及文字均為公益科普,不存在任何商業價值
來源: 中國地震局火山研究所 徐智濤