云南腾冲火山群是位于
云南省保山市腾冲市境内的火山群,位于东经98º15'~98º45',北纬24º40'~25º30'之间,
云南省西南部,北起
滇滩镇,南至清凉山、小丙弄,东起
龙川江,西至
槟榔江,呈南北长约90千米,东西宽约40千米的狭长区域内,面积达221.36平方千米。
形成演变
从大地构造位置上看,云南腾冲火山群位于西南三江(
金沙江、
澜沧江、
怒江)构造带中的腾冲地块中,东西两侧分别被怒江缝合带和缅甸东部密支那缝合带夹持,处于
印度板块与
欧亚大陆挤压碰撞带的前缘地带。由于同时受控于近场应力场和远场应力场的相互作用,形成四周挤压、内部伸展的构造样式。
分布于腾冲地块内部的大盈江左行走滑断裂带,是直接控制腾冲地块内火山活动和热泉空间分布的主要构造带,具有多期构造活动的特点,在西南部早期以右旋韧性走滑剪切变形为主,后期叠加左行压扭性脆性变形构造,中北部则以拉张的
脆性变形为主,正是这些拉张变形控制了腾冲—梁河一带火山岩和热泉的空间分布。
早期的火山活动在约2000万年前就已经开始了。2000万年以来,腾冲大的火山活动可归纳为4期:第一期以东部陇川断裂带附近最强,向西减弱,以熔岩溢出为主;第二期受大盈江 —古永户型断裂带控制,中心腾冲一带活动较强;第三期分布于腾冲南北一线第二期火山活动范围内,是强度最弱的一期;第四期位于腾冲以北至固东街一带,呈南北向串珠状分布。
腾冲火山活动的原始岩浆是来源于富集地幔的(>45千米深处)。中新世 —更新世,印度板块东构造结持续向北东方向挤压,引发了盈江断裂的强烈活动,在这一背景下,盈江断裂东北段的伸展造成了带有富集地幔同位素特征的原始岩浆脉动式注入岩浆房后分离结晶,并在同化混染了沿路的地壳组分之后,最终形成带有不同化学特征和同位素特征的喷发旋回。
不同深度水平的岩浆房中原始岩浆分离演化,并在熔体与
围岩、熔体与流体、流体与围岩之间存在复杂而频繁的物质与能量交换。这一过程中,流体对冻结岩浆房的活化起到了关键作用,因为若缺乏深部流体(或熔体)的补充,岩浆房将渐渐冷却冻结。
位置境域
云南腾冲火山群,位于东经98º15'~98º45',北纬24º40'~25º30'(亦东经98º14'~98º42',北纬24º40'~25º26')之间,腾冲坝子处于火山群环抱之中,北起滇滩镇,南至清凉山,小丙弄,东起龙川江,西至槟榔江,呈南北长约90千米,东西宽约40千米的狭长区域内,面积达221.36平方千米。
地理环境
地质
云南腾冲火山群的火山活动受该区大地构造背景控制,位于印度板块与欧亚板块之间的冈底斯中间板块向南转折后的延伸部分,属滇缅泰板块的一个二级构造单元腾冲微板块。
腾冲微板块西以密支那缝合线与缅甸板块分界,东以怒江缝合线与保山地块分界。基底岩系为元古界高黎贡山群,为一套变质程度较高的花岗混合岩及少量浅变质岩系,总厚度大于4000米。复杂的构造背景使腾冲地区产生了大量的活动断裂,主要为南北向断裂及配套的北西向和北东向断裂。
云南腾冲火山群处于欧亚板块与印支板块冲撞带附近,地下岩浆活动强烈,至今地下7~25千米深度仍存在两个直径10~30千米的岩浆囊,由于近南北向断裂系统十分发育,岩浆囊的热能源源不断在此释放,形成了腾冲地热。
地貌
云南腾冲火山群火山地貌可分为截顶圆锥状、盾片状、穹隆状、金字塔状和复合形等不同形状,构成了中国境内新生代火山分布密度最大且火山数量最多的地区,火山锥总计70余座,其中包括有火口的火山锥22座,火口残破的火山锥23座,其余为无火口的
火山锥,此外还有无火山锥体而仅有火口者10余个。
云南腾冲火山群火山地貌,可分为火山锥和熔岩台地两大类,其下又可划分为若干种,腾冲地区的火山锥,归纳为五种:
1,截顶园锥状火山锥,锥体呈截顶园锥形,锥顶具有漏斗形的火山口;锥体大小不等,火山锥体底部直径一般为几百米,大者可达1000米,相对高度由十几米至几百米;锥体坡度较陡;火山口的深度一般几十米至百余米,无积水。如黑空山、大小空山、打鹰山、城子楼、铁锅山、管坡、龙虎山等火山锥。小空山的火山口深度低于锥体周围地表10米左右。以城子楼火山锥为例:锥体呈典型的截顶园锥形,底部直径850米,相对高度130米,顶部有一锅形火山口,深90米,周长80米,火口完整,外轮山脊平坦,宽达25米,锥体外坡下缓上陡,火口壁陡峭,为风化土层所复盖。
2,面包形层状火山锥以北来凤山、花坡、小米坡、黑龙山为代表。其共同特征是:外部形态为似园形、椭园形的面包状。水平投影为园形或椭园形,顶部平缓,四周较陡,顶部都具有长条形的、不规则的浅洼地(向一方开口)。这一类型的火山规模一般比截顶园锥形大些,底部直径多为100一2000米,相对高度不超过300米。以北来凤山为例,锥体呈典型的面包形,底部直径2000米,相对高度254米,顶部较平缓,四周较陡,顶部有一浅洼地,似火口。已被后期流水侵蚀为向北西方向延伸的冲沟。
3,锥形层状火山锥,以大、小六冲,尖山等为代表。形状为金字塔形的高大山锥,山锋尖锐,山坡陡峻,相对高度为50余米,顶部均无明显的火口,在顶部的侧方有似冰斗状的浅洼地。山体被流水强烈切割,形成典型的放射状水系。以大六冲为例。锥体呈典型金字塔形,底部直径为3000一3500米,相对高度50米,顶部无火口锥体山坡陡峻,山顶以东的山坡近似陡崖。山体被后期流水切割强烈,放射形水系明显。遥感图象上呈被放射状线性形迹(水系)分割的多瓣梅花形图案。由于阴坡色调深,阳坡色调浅,所以形成以顶峰为中心呈放射形排列的黑白相间的条带状花纹。
4,迭置层状复合巨火山锥以高山玉碧坡、青龙坡头等为代表,是上述各种火山锥体迭置在一起的复杂的巨大火山锥体。整个火山锥体南北延伸达10多千米,相对高度可达200余米,顶部起伏不平,由数个小火山锥体组成。火山体顶部有被后期断层破坏了的火山口,并积水成湖,如青海湖即是。高山玉碧坡火山锥,南北长12千米,自北而南由长坡山、高山寺、玉碧坡、小打鹰山、小尖山组成,相对高度可达200余米。南部的干塘,北部的象塘均为火口,受后期断裂作用影响而在洼地积水成湖。遥感图象上可以清晰地看到断层线通过象塘的西侧。这类火山锥在遥感图象上为一大的长条形图斑,内嵌有数个中等的园形、椭园形图斑(即为数个小火山锥迭置于大火山锥之上),有的在中等的园形图斑内又嵌一小的园形图斑(即是小锥体的火口)。中等图斑之间分布有水系的线性形迹。因为锥体由安山岩组成,色调为灰色,但局部地区植被发育,又呈黑色,因此整个影象呈灰白、黑色混杂的色调。
5,盾状火山锥,以小团坡、弯腰树坡、落鹰山等为代表的火山锥。这类火山锥的形态为扁面包状,掌状等,相对高度较小,呈一低缓的丘形,坡度一般只有几度至十几度,火口不明显,有的顶部具有一低浅的洼地,似火口,其周围分布有多气孔的安山岩。弯腰树坡为一掌形盾状火山锥,西北坡短而陡,东南坡缓而长,约2千米,,向东南平缓倾斜的不对称火山锥。而小团坡则为扁面包状的盾状火山锥,这类火山仍属中心式喷发,很少有剧烈爆发活动。其组成物质为角闪安山岩和英安岩等。喷发初期因温度高,熔岩粘性小,熔岩以较快的速度从火口流出,向四周漫溢,形成面积广大的熔岩台地;而后期,温度降低喷发规模变小,粘性增大,溢出的熔岩流动速度减慢,在火口附近堆积成高出台地几十米至百余米的、由熔岩组成的、坡度和缓的锥体。
本区熔岩台地可分为以下三种:
1,环火口熔岩台由小的火口溢出的熔岩组成的台地。主要分布在顺江、团山一带。台地上有园形的小火口,直径百余米,深由几米到三十几米不等,有的积水成潭,如大、小龙潭。由于火口小,溢出的熔岩数量不多,因此熔岩台地面积亦较小,一般只有2平方千米左右。台地高出周围地面不到10米,在平面上呈现具有流向、扇形、层状熔岩台地坡。熔岩成分为二辉安山玄武岩。
2,环火山锥熔岩台地,此种熔岩台地,分布在火山锥体周围。是中心式火山喷发形成。初期由喷火口溢出熔岩,向四周沿原始地面漫流而形成,如打鹰山、黑空山、马鞍山、来凤山等火山锥体周围的熔岩台地。台地熔岩的厚度,有由火山锥向边缘变薄的趋势,台面坡度和缓。其组成物质有二种,一种为渣状橄辉玄武岩和渣状安山玄武岩,如马鞍山、黑空山等熔岩台地,远看地形平缓,但实地则崎岖不平。台地还保留有熔岩流动时形成的流动构造如绳状、波状流纹。另一种是由致密块状安山岩组成的台地,如北来凤山、黑龙山等,火山锥体周围的熔岩台地,表面平坦,台地周边为陡坎。由于安山岩粘性大,流动慢,因此,台地均高出周围地面几十米,台地范围远比玄武岩台地小,多为层状熔岩台地坡。
3,裂隙溢出的熔岩台地,由裂隙溢出的熔岩,广布于河谷与盆地中,覆盖大面积地表所成。这一类型的熔岩台地在腾冲地区分布最广,从南部的太平村至朗烟街,从北部曲石至灰窑,从龙川江河谷的上云至芒棒以及从南面孔考至弄岗等地,都分布有大面积熔岩台地。熔岩的岩性为橄榄玄武岩。其矿物组成有伊丁石化橄榄石、
斜方辉石、普通辉石、
斜长石。由于熔岩溢出量多,流动性大,形成的熔岩台地的面积也比较大,分布也较广,一般都达几十平方千米。如孔考至弄岗的熔岩台地,面积达40多平方千米,其厚度也大,一般为30一50米,最大可达200米。表部为多气孔的表部相,底部为致密块状,柱状节理十分发育。不论分布于火山锥周围的
熔岩台地,还是广布于河谷或盆地内的熔岩台地,都是熔岩流沿着溢出前的原始地形倾斜面方向漫流而成。因此,原始地形坎坷不平,熔岩流多期多次喷发以及后生的断裂作用等,都使台地形成明显的转拆或陡坎,而成为阶梯状的多级台地。如朗烟街至太平村一带可分为三级熔岩台地。
气候
根据腾冲市气象站(国家基准气象站)40年观测统计,区域内多年平均气温14.8℃,最高气温30.5℃,最低气温零下4.2℃。多年平均降雨1479.7毫米,从南到北变化在70一270毫米之间,降雨集中在5一or月,占全年降水量的84.3%。陆面蒸发70一800毫米,夏季小于降水量,冬季大于降水量。
水文
云南腾冲火山群隶属
伊洛瓦底江流域,火山群集中分布区域河流主要是
大盈江和
西沙河(滇滩镇河),大盈江发源于东北打直花园何家寨,经打直、小西、
腾越镇、和顺一带,最后流入
梁河县境内,源头至龙家营称打直河、龙家营至太极桥上段称大沙河,下段称叠水河;滇滩镇河属瑞丽江水系,发源于滇滩镇境内的姊妹山,经固东(马站与固东紧邻)、曲石汇入
龙川江,最后进人
德宏州,称
瑞丽江;主要水库有大河水库、侍朗坝水库、塘子坝水库;主要湖泊是青海、北海、大龙潭,其中青海、北海是国家级保护湿地。
云南腾冲火山群区域内地下泉眼众多,周边山区分布火山熔岩和花岗岩,属火山弯丘地形和熔岩台地地形,溶岩地形形态类似于碳酸盐岩溶形态,漏斗、
洼地、
落水洞发育,降水入渗迅速。火山群区地下冷泉众多,地下冷泉中,以腾冲市城旁边的集中供水水源观音塘和小西马常为典型。
云南腾冲火山群发现有64处地热活动区,温泉群达80余处,数量之多堪称中国国内第一,而且其种类之多亦为中国国内少见。腾冲地热按温度高低来划分有汽泉、
沸泉、
热泉、
温泉;而按物质成分划分则有
碳酸泉、氛泉、
硫磺泉、
硫化氢泉、放射性氢泉等。温泉水质偏碱性,含
氯、
钙、
镁、
钥、
钾、
氧、
硫、
碘、
硼等大量矿物成分。
山脉关系
所属山脉
云南腾冲火山群位于中国横断山系南段的
高黎贡山西侧,高黎贡山位于青藏高原的东南缘、横断山脉西部断块带,是
怒江和
伊洛瓦底江的分水山脉及山脉两侧地域。南北绵延600千米,北接
青藏高原与
伯舒拉岭相连,南衔中印半岛。东隔
怒江大峡谷与
碧罗雪山相望,西接
缅甸。地处印度板块和欧亚板块相碰撞及板块俯冲的缝合线地带。
主要火山
黑空山位于腾冲市北约25千米处(东经98º30',北纬25º13.8'),海拔高度达2072米,熔岩面积约27平方千米,是区内火山机构保存最完整的火山之一。火山锥体下部为熔岩锥,上部为岩渣锥,火口缘较完整。黑空山火山自晚更新世以来曾多次间歇性溢出,在锥体南北两侧有明显的熔岩溢出口,自锥体向西、北、东三个方向分布着大面积熔岩流。南部熔岩流覆盖于大空山熔岩流之上,北侧覆盖于团山熔岩流之上。熔岩隧道、熔岩塌陷较常见。黑空山火山熔岩下土壤OSL年龄3600±400aBP,碳屑C14年龄为5031±103aBP。
马鞍山因其马鞍形锥体而得名,位于腾冲市西约5千米(东经98°25.7′,北纬25°01′),海拔高1793.2米,熔岩分布面积30平方千米。由火山锥及面状展布的
熔岩流构成。火山锥为双生岩渣锥,火口缘南高北低,北侧有熔岩流溢出口及熔岩塌陷坑。熔岩流形成时代较新,表壳构造保存较完整,有结壳熔岩、渣状熔岩、块状熔岩等类型。根据火山岩样品热释光测年分析,认为马鞍山火山的最后一次大规模的喷发可能距今约2500~3000年。
打鹰山位于腾冲市北约10千米(东经98°27′,北纬25°08′),海拔高度2615米,熔岩面积29平方千米,是三座火山中年代最早、规模最大、高度最高的一座活火山。打鹰山火山为多期熔岩流复合而成,顶部有岩渣锥,晚期熔岩湖和熔岩锥,在晚期熔岩湖中仍有小型中央岩渣锥。火山由五期熔岩流构成,各自形成不同成分、不同构造与展布规模的熔岩流,岩浆成分由早而晚自玄武质演变为安山质和英安质。打鹰山顶部火山灰层下部与岩渣层之间采集到的碳屑14C年龄为2018±80aBP。徐霞客游记记载1609年打鹰山有过小规模的喷发,但迄今没有找到年代学等有关方面的证据。从
李根源《烈遗山记》中描述的“腾冲多火山,志载明成化、正德、嘉靖、万历年间(1465 —1620年)火山爆发多次”,说明几百年前,腾冲火山区有过喷发活动。
大空山是平顶圆锥形火山,海拔2048米。山体底部直径650至720米,火山口直径约200米,相对高度100米,火山口坑深50米。大空山历史上经历了两次大的喷发:第一次是在距今约36万年前呈宁静式喷发,第二次是在距今约25万年前呈爆裂式喷发。
小空山是平顶圆锥形火山,海拔1957米,底部直径约350米,火山口直径250米,北侧高差30米,西侧高差60米,火山口坑深60米。小空山形成年代与大空山相近,也经历了两次喷发,喷发时岩浆挥发不是很多,因而没能堆积成更高的锥体。火山坑最底部保留了原始的熔岩湖表面,在锥体东侧后期侵出的半月形熔岩穹丘直径约200米,高50米,是主火山通道封闭后岩浆缓慢上侵的结果,没有明显的火山口。
火山活动
云南腾冲火山群火山岩的年龄从几百万年至数百年,综合前人火山岩年龄数据,把腾冲火山喷发分为了五期:
第一期,
上新世N2,喷发时间3.83 —2.71Ma,火山熔岩由于遭受长期强烈风化,火山锥体大多破坏,仅能见穹丘地貌或火山山体的火山,火山岩为溢出相或喷溢相基性岩。主要分布在火山区的南部,少量分布在火山区北部。
第二期,
早更新世Q1P,喷发时间1.99 —0.84Ma,多数火山机构已遭到破坏,火山口已不明显,但锥形山体可见。
第三期,
中更新世Q2P,喷发时间0.72 —0.131Ma,火山岩为
爆发相或
喷溢相,火山从盆地两端向中心发展,火山岩大多为酸性英安岩,其中以大六冲地区最为典型。中更新世火山的火山机构保存较好,大部分仍能见火山口。
第四期,
晚更新世,喷发时间0.078 —0.013Ma,喷发范围缩小,主要分布在盆地中心,在打鹰山、马鞍山、黑空山及其附近的大空山、小空山等地喷发。
第五期为全新世火山,黑空山、打鹰山、马鞍山三座火山在
全新世继续喷发,火山机构保存完好,均为截头圆锥状火山锥,椭圆形火山口,爆发—喷溢相,中性岩为主。
资源概况
自然资源
云南腾冲火山群区域内设有
腾冲火山国家地质公园,区内有高等植物2500余种,红花油茶满山遍野;大树
杜鹃、秀杉、
红豆杉、
古银杏、枝繁叶茂,故被誉为“天然植物园”。景区内有各级保护植物30余种,保护动物60余种。主要树种有石栎属的截果石栎、硬头石栎、
多穗石栎,栲属的剌栲、短剌栲、思茅栲等。有国家保护植物4种(一级保护植物:
莼菜,二级保护植物:
野菱,鹅毛玉风花和缓草);一级保护植物是银杏、
云南红豆杉,二级保护植物是
台湾杉和
喜树。
云南腾冲火山群是中国三大地热区之一,地热景观由水热活动带、地热异常区、地热田组成、地热景观之齐全,温泉范围之大,面积之大,集中之分布,实属中国国内外少见。
旅游资源
热海景区是腾冲地热显示最集中的地区,聚集了较多的高温热泉和气泉,以地热奇观而闻名,素有“地热博物馆”之美称。地热显示特征为
喷气孔、冒气地面、热沸泉、喷泉、热水泉华和水热爆炸等。热流量就相当于一年燃烧27万吨标准煤。
该地设有腾冲火山热海国家地质公园,由热海景区和火山公园景区组成。2022年初,腾冲火山热海国家地质公园入选了中国科学技术协会公布的全国科普教育基地。
热海景区距离腾冲城区约8千米,开发了大小滚锅、蛤蟆嘴、狮子头、珍珠泉、鼓鸣泉等十余个景点,早在明清时期就享有“一泓热海”的美誉。
热海景区内的地热博物馆建于1998年,占地面积1594.3平方米。馆内的展览以“极边圣境地热奇观”为主题,非常详尽地介绍了腾冲一带有关火山地热地质的具体情况。
热海大滚锅景区主要景观“大滚锅”因沸水翻滚、腾烟蒸雾、气势恢宏,形似一口烧开水的巨锅被当地人称为“大滚锅”。300多年前,明代旅行家徐霞客到此考察时对大滚锅作了“一池大四五亩,中洼如釜,水贮于中,止及其半,其色浑白,从下沸腾,作滚涌之状,而势更厉”的描述。
热海景区内的张文光纪念亭建于1988年,因建造之地位于热海大滚锅上方,视野开阔,也被称为“观海亭”,是为纪念腾越辛亥起义领导人
张文光而建造的。
火山公园景区位于腾冲市马站乡境内。腾冲特殊的地质原因造就了世界单位面积上最密集的火山锥和规模较大的休眠火山群。
腾冲火山公园有“天然的地质博物馆”之称,同时也是全国科普教育基地。在景区62.61平方千米的范围内,有保存最完整、类型最齐全、分布最集中的火山群。
景区内的火山地质科普博物馆于2020年改造完成,占地1780.4平方米,以地质科普知识为主。博物馆以3D图文、影视、沙盘、宣传栏为主要展示方式。
火山公园内的黑鱼河
柱状节理也是一个火山奇观。柱状节理通常为集束型蜂巢状排列的多棱石柱,石柱多为六棱,最大的直径有3米左右,最小的仅有4厘米,这是中国迄今为止发现的形状最为奇特、保存最为完整、形成年代最近的柱状节理群。
柱状节理下方,一条四季恒温、每秒水流高达1400升的地下暗河从山腹中奔流而出,泉水清澈如镜,凉爽甘甜,含锂、硅、锶等多种有益人体的微量元素。黑鱼河因出水口夏秋时节会流出无数黑色小鱼而得名。黑鱼河是地下暗河被火山喷发出的熔岩堵塞河道承压涌出地表的低温温泉。
保护研究
科学研究
1978年至1981年,中国科学院腾冲遥感试验组对腾冲地区开展了航空遥感综合研究,调杳了自然环境、地热资源以及火山、温泉与断裂的关系,并将此三种“共生”发育的地质现象在构造上以“腾冲火山断裂带”命名。
1998年,云南省地震局依托腾冲地震台(1974年建站)开始建设腾冲火山监测台网。腾冲已建成由测震台网、地壳形变监测台网、火山气体监测网组成的腾冲火山监测网。该网已运行近20年,积累了大量的观测资料。从已获得的监测资料分析,腾冲火山暂时没有要喷发的危险。
价值意义
云南腾冲火山群是中国,乃至全球大陆地壳活动研究与监测的关键之一,特殊的区域构造和板块位置,使得腾冲火山地热区成为地球研究陆内板块的良好研究基地,具有重要的区域地壳活动研究意义。具有传播板块构造学知识的独特景象:南北纵向山川河谷、火山地热分布。规律与完整的火山岩石系列,以及系统的研究成果和监测设施。是火山地热科普教育及其研究的基地。该地设有腾冲火山地质科普馆、腾冲国家火山科普体验馆、中国腾冲地热地质博物馆。