雷琼火山区地质地貌及年代学特征

为了深入认识雷琼火山区,搜集了前人在雷琼地区所做的相关研究,对本区的火山地质地貌及年代学特征进行概述。资料显示,雷琼地区受到板块运动和地幔柱活动的共同影响,被NW、NE和EW向三组断裂带控制,火山活动强烈。在雷州半岛EW向黄坡—界炮断裂带和海南岛北部EW向王武—文教断裂带中间形成了雷琼坳陷盆地,该盆地内存在大量的基性玄武岩喷发。雷琼地区火山活动呈现多期次、多旋回、迁移性的特点,存在爆发相、喷溢相和喷溢—沉积相3种火山作用方式,形成了熔岩台地、火山锥、玛珥湖、火山穹隆和熔岩隧道等火山地貌类型。雷琼地区岩浆活动始于渐新世晚期,在更新世最为广泛,之后火山活动衰落并在全新世结束。前人用K-Ar、Ar-Ar、热释光和^(14)C等多种测年方法得到的雷琼火山区的年代学数据,结果显示区内火山岩的年龄范围在34.78~0.01 Ma之间,并将火山活动分为6个阶段:渐新世-中新世、上新世、早更新世、中更新世、晚更新世和全新世。

雷琼火山与华夏块体的远震P波走时成像

利用广东及邻省的地震台网共94个地震台站记录的2009—2015年的256个远震波形数据,采用基于波形互相关的自适应迭代技术获得了18968个可靠的P波相对走时残差数据,进而应用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)地震层析成像方法确定了雷琼火山与华夏块体深至450km的三维P波速度结构.结果显示,雷琼火山下方100~450km深度显示明显低速异常,该低速异常随深度增加向华夏块体下方扩展.研究认为该低速异常由海南地幔柱热物质上涌造成,雷琼火山为板内热点火山,这与已有体波成像及接收函数成像等结果一致.根据该低速异常的整体特征,推测海南地幔柱向北东方向倾斜,并可延伸至450km以下.华夏块体下方的低速异常,可能是由海南地幔柱热物质上涌过程中不断向北东方向侵蚀而造成.结果同时显示研究区大陆至海域的岩石圈厚度可能具有由厚变薄的过渡特征.

雷琼火山区地下深部大地电磁探测与电性结构分析

通过大地电磁探测发现,在海口地区地下深部存在两个低阻体(层),其一位于马鞍岭火山及其以西地区地下深部约5km以上,为浅部低阻层,推测为火山喷出玄武岩覆盖体、地下水及其它低阻物质,该低阻层以下为一正在退化的岩浆通道;其二位于琼山7．5级地震区深部约15km以下,为一直通到上地幔的深部低阻体,推测其为一正在上升的岩浆热源,即岩浆囊。另外还发现,琼州海峡南北两侧的地壳和上地幔结构在电性上具有连续性,推测整个雷琼火山区属于同一地质体,佐证了海南岛属于华南古陆的一部分。

基于优秀地方文化传承的“雷琼火山文化”校本课程开发探索

该文从课程创生实践角度,探索如何发挥师生的创造力,实现基于传统地方文化转化的校本课程的建构,全面开发可利用的课程资源,构建丰富立体的课程体系,运用跨学科、重实践、灵活多样的教学策略,开展科学多元的课程评价,使师生通过体验和探究本地的地理风貌、民俗风尚等,了解地方丰富的文化遗产,培养对中华优秀传统文化的感受力、理解力,成为优秀地方文化的践行者、传承者和创新者,从而实现育人的终极目标。

雷琼火山现今幔源流体释放及气体源区温度研究

雷琼火山位于欧亚板块与巽他板块交界处附近,规模大、喷发活动期次多。地震层析成像结果表明,雷琼火山区附近存在地幔柱,但地幔柱中心与现今雷琼火山区的中心位置存在200km的错位。一种可能是地幔柱本身是倾斜的;另一种可能是,像夏威夷火山链那样,地幔柱没有发生位置变化,但地幔柱上方的岩石圈发生了漂移,从而火山喷发区与地幔柱发生了错位。为了探讨这两种可能性及其他可能的情景,本研究在雷琼火山及其邻近区域进行了地下水逸出气体氦氖碳同位素调查,共调查了雷州半岛及其东北邻近区域水文点(温泉、冷泉、自流井)62个(其中45个无逸出气体),获得并分析了主要位于雷州半岛东北邻近地区(海南地幔柱位置的正上方)17个温泉的逸出气体样品,而在雷琼火山区内(包括雷州半岛和琼北)则并未发现有逸出气体的水文点;雷琼火山区西南邻近地区海南岛中南部的14个温泉则直接利用前人数据。结果表明,雷琼火山邻区温泉逸出气主量化学成分主要来源于大气,微量化学成分主要是大气或大气饱和水与壳源或幔源气体不同程度混合的产物;He主要为壳幔来源,以壳源为主,幔源混入显著;幔源He比例呈双峰分布,分别是0.5%~5.0%和10.0%~20.0%;CO_(2)及CH_(4)多数为壳源,部分为幔源,少量为生物成因;视碳同位素温度普遍较低,5个泉点接近或大于400℃,最高863℃。从空间分布上看,不管是幔源He比例还是视碳同位素温度,均表现出从外围向雷琼火山区升高的总体趋势。样条函数插值预测,在雷琼火山区中心(雷州半岛)幔源He将达到50%,视碳同位素温度将达到1750℃,说明雷琼火山仍然是活动的,至少仍有幔源岩浆的补充;海南地幔柱的正上方有地幔柱源挥发份的少量渗漏。我们提出一个解释海南地幔柱和雷琼火山错位200km的现象的模型:海南地幔柱的主体(下部)位置是固定的,而地幔柱经过的软流圈是流动的,流动的软流圈推动海南地幔柱的上部向西南方向偏离了主体的位置。华南地块软流圈的向西南方向和岩石圈的向东南方向的相互不同的运动方向决定了雷琼火山未来活动将向其正西方向(北部湾)发展。

广东硇洲岛火山碎屑成因与水下火山喷发机制

水下火山喷发作用机制不同于陆地环境喷发,随着水参与程度的变化,喷发机制趋向复杂。本文以雷琼火山群的湛江硇洲岛作为研究对象,聚焦浅海火山产物的判断依据和水下火山喷发机制。硇洲岛是我国最大的第四纪火山岛,其上的那晏湾剖面保留了完整的火山喷发堆积序列。在那晏湾剖面的凝灰岩中,主要有三类火山成因的大粒径原生碎屑(2-5mm):塑变熔岩碎屑、碎玄玻璃及玄武玻璃,推断为不同程度水-岩浆相互作用的产物,根据水的参与程度大致排序为:碎玄玻璃>玄武玻璃>塑变熔岩碎屑。通过对硇洲岛水-火山作用机制研究,发现水-岩浆混合质量比(Mwater/Mmelt)是控制爆炸强度和火山碎屑粒度的关键因素。火山喷发序列分析表明,硇洲岛的喷发过程总体可分为三期,早期是冰岛苏特塞式喷发的浅水环境蒸汽爆炸与“火喷泉”喷发;中期过渡转为“火喷泉”喷发,伴随陆上的射汽岩浆喷发;最终以岩浆溢流式喷发结束。

海南峨蔓兵马角海岸火山地质特征与喷发灾害类型

文中以雷琼火山群海南岛儋州地区峨蔓镇的兵马角海岸火山为研究对象,在卫星影像及无人机影像数据解译的基础上,分析了海岸火山锥不同位置典型剖面的火山喷发序列,并利用显微镜及扫描电镜分析碎屑物成因,再现火山喷发物理过程。兵马角剖面存在3类玄武质碎屑。第1类碎屑整体呈绳状、树根状,经历明显的塑性变形,碎屑内部气孔构造极发育,代表纯岩浆爆破喷发成因。第2类碎屑表壳之下呈蜂窝状细密气孔构造,表面龟裂与内部普遍的脆性破裂显示其经受过淬火作用;内部仍保留的气孔构造说明其内部可能没有受到影响,以上证据支持该类碎屑形成于中度的水-岩浆相互作用。第3类碎屑有强烈塑性变形特征,表面出现大量龟裂纹;内部碎裂为大量薄皮碎屑并重新熔结,不规则气孔或空腔占碎屑的绝大部分,说明该类碎屑形成于相对较强的水-岩浆相互作用。兵马角剖面显示,兵马角火山喷发于滨海环境,具有水下火山向陆上火山过渡的特点。火山活动早期发生水下“火喷泉”式喷发,在水下构筑火山碎屑堆积,主要由第3类碎屑构成。碎屑松散无层理,粒度分选不明显,其中出现大量有塑性变形的、气孔构造极其发育的黑色熔岩浆屑。在火山活动的中期,当碎屑堆积物高出水面时,火山作用转变为射汽岩浆喷发,产生具有明显平行层理与交错层理的涌流凝灰岩,以第2类碎屑为主。火山活动晚期以斯通博利型-夏威夷型喷发为主,形成不同熔结程度的黑色、砖红色集块岩,含有大量第1类碎屑。火山喷发最终过渡为熔岩溢流,形成熔岩台地。根据兵马角火山喷发的物理机制,推测未来潜在的滨海火山喷发灾害包括水下“火喷泉”、射汽岩浆喷发成因的涌流、弹道喷射坠落的火山弹、熔岩喷泉以及熔岩流。其中涌流可能贴海平面高速运动,影响火口周边约10km范围的区域,是最有威胁的火山喷发灾害类型。

琼北地区第四纪熔岩隧道群研究:形态学及其比较行星学意义

熔岩隧道是全球第四纪玄武质火山区常见的火山活动产物,主要发育在绳状和块状熔岩分布区,是地表玄武质岩浆输送系统的重要组成部分。我国分布大量的第四纪玄武质火山岩,前人针对其熔岩地貌、岩浆成因及演化过程开展了大量的研究,但对其中的熔岩隧道却关注较少。而熔岩隧道的研究对于理解熔岩流的运移过程及地表熔岩构造地貌的演化均具有重要意义,尤为有意义的是,近年来在月球和火星上的玄武质熔岩区发现了大量的疑似熔岩隧道的熔岩地貌,这些巨大的管状地下空间是人类未来在地外岩石星球上建立稳定庇护基地的优选对象,因此开展地球熔岩隧道的比较行星学研究可以为地外熔岩隧道的探索工作提供重要线索。为此,本文通过对琼北地区的熔岩隧道群开展详细的形态学和比较行星学研究,为进一步探索月球和火星熔岩隧道特征和规模大小提供形态学信息。

中国玛珥湖古气候、古环境研究进展

玛珥式火山喷发形成的玛珥湖和干玛珥,因其沉积物具有分辨率高、指标丰富、时间跨度长的优点,在古气候、古环境研究中备受重视。我国玛珥湖和干玛珥分布广泛,自20世纪90年代开展相关研究,研究区域已扩展到雷琼火山区、龙岗火山区和辽西地区,获取了不同地质历史时期的古气候、古环境记录。本文对这些成果进行了综述和总结。在我国玛珥湖和干玛珥沉积物研究中,生物学、地球化学和物理学研究方法逐渐成熟,定量化、超高分辨率的新兴指标不断涌现,为多指标综合研究提供了坚实基础。大量中国玛珥湖和干玛珥沉积物古气候、古环境记录,加深了对于不同地质历史时期东亚季风系统演变过程、全球性气候突变事件对区域气候的影响、太阳辐射量变化和太阳活动变化对气候及环境影响的理解。

“知行合一”理念下的地理研学课程设计——以雷琼世界地质公园(海口园区)为例

文章分析了“知行合一”的教育理念和地理学科核心素养的培养要求,认为地理实践力的培养是践行“知行合一”教育理念的重要方式。基于此,对雷琼世界地质公园(海口园区)的研学资源进行挖掘和整合,并设计面向高中生的地理研学课程。课程以问题为导向,以户外考察为实践手段,注重各研学点知识内容的层层递进和相互联系,引导学生认识火山地质遗迹的特征,探索其成因,并理解其对当地生态环境和人文景观的深刻影响。