超級火山爆發(fā)后，形成了奇特的六角形巖柱。

超級火山的發(fā)現(xiàn)者地質(zhì)師鄧麗君。

最后一次爆發(fā)于一億四千萬年前在華南東部尚屬首例或?qū)⒔议_恐龍滅絕之謎

8月30日，香港土木工程拓展署公布，在香港東南部發(fā)現(xiàn)一座古代“超級火山”，這是首次在中國華南東部發(fā)現(xiàn)這類火山。它最后一次爆發(fā)是在一億四千萬年前，自此成為死火山。

這座古代超級火山被命名為“糧船灣超級火山”，山體向東傾斜約30度，火山原本的直徑約18公里。糧船灣破火山口爆發(fā)噴出的火山灰估計超過一萬三千億立方米，相當(dāng)于在整個香港1000多平方公里陸地面積上覆蓋1.3公里厚的火山灰。

超級火山爆發(fā)后，香港萬宜水庫和果洲群島形成了奇特的六角形巖柱，目前已成為香港世界地質(zhì)公園里的一道獨特景觀。同時，火山的發(fā)現(xiàn)對于研究全球氣候變化、巖土工程具有重大指導(dǎo)意義，或許還將揭開恐龍滅絕之謎。

文/圖本報特派香港記者李華通訊員彭文昌

9月18日，在香港土木工程拓展署大樓，超級火山的發(fā)現(xiàn)者地質(zhì)師鄧麗君、工程地質(zhì)師吳國材向本報記者講述了糧船灣超級火山的發(fā)現(xiàn)之旅。

測巖齡發(fā)現(xiàn)超級火山

作為地質(zhì)師，鄧麗君長期在香港野外進(jìn)行地質(zhì)勘察，對于九龍東的花崗巖再熟悉不過，而位于糧船灣景區(qū)、曾多次被游人評選為“香港十景”之首的六角形火山巖柱，她更是了如指掌。但長時期以來，鄧麗君并沒有發(fā)現(xiàn)它們之間有什么聯(lián)系。

一次偶然的機(jī)會，同樣是在野外地質(zhì)勘察時，她觀察到沙田一帶類似巖漿向上噴發(fā)的通道，再結(jié)合東面向東傾斜的火山巖和九龍東花崗巖，鄧麗君估計火山巖和花崗巖應(yīng)該是火山系統(tǒng)下面殘余的巖漿部分，而糧船灣景區(qū)的六角形巖柱應(yīng)該是火山口噴出的火山灰冷卻后形成的，“這不正是向東傾斜的整個火山系統(tǒng)嗎？”鄧麗君頓時將分散在東西南北相關(guān)的巖石系統(tǒng)聯(lián)系起來，拼成火山系統(tǒng)完整圖。

為了驗證自己的猜想，鄧麗君在很長時間內(nèi)，進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和填圖的工作，包括巖石測齡、巖石化學(xué)分析，最后發(fā)現(xiàn)東部的火山巖和九龍東的花崗巖，屬于同一個時代、同一源頭，從而最終確定此前的猜想是正確的。

吳國材介紹，分散的火山系統(tǒng)構(gòu)成部分的巖石資料，早已在地質(zhì)調(diào)查中存在，但之前并沒系統(tǒng)地聯(lián)系起來，發(fā)現(xiàn)了火山系統(tǒng)后，通過分析巖石標(biāo)本中放射性礦物元素，從而最終確認(rèn)，火山最后一次爆發(fā)于一億四千萬年前，噴發(fā)量超過一萬三千億立方米，才得知屬于古代超級火山（爆發(fā)出超過約1萬億立方米火山灰的火山）。噴發(fā)的火山灰覆蓋在香港1000多平方公里的陸地面積上，厚度超過1.3公里。

鄧麗君表示，這座古代超級火山稱為糧船灣超級火山，火山原本的直徑約18公里。而這次最大的發(fā)現(xiàn)，是找到火山噴發(fā)的源頭，即現(xiàn)時九龍半島和港島北部的大片花崗巖。鄧麗君還表示，目前全球已知有五十余座超級火山，但極少能完整發(fā)現(xiàn)表面的火山巖和底部的巖漿源頭，糧船灣超級火山屬于極少數(shù)例外。

超級火山的成分多為矽，火山噴發(fā)比普通火山猛烈，同時又因其巨大的噴發(fā)量而有別于其他普通火山。更為獨特的是，超級火山噴發(fā)后形成破火山口，破火山口的形成是當(dāng)火山爆發(fā)時，數(shù)以百立方千米的高硅質(zhì)巖漿自地殼淺層的巖漿庫涌出，與此同時造成以公里計的地殼下陷而呈現(xiàn)出盆地地形。而普通火山口多為火山尖口向外拱出。

破火山口和六角形巖柱

那么破火山口又是如何形成的呢？鄧麗君用注滿粥的大鍋作為比喻。她介紹道，這口大鍋就如破火山口式的火山系統(tǒng)，而大鍋的蓋子相當(dāng)于地殼覆蓋，鍋里的粥就如巖漿，而煮粥的火就如地球深處的熱源，熱源主要由地球板塊運動所產(chǎn)生，并且在持續(xù)加熱。當(dāng)粥沸騰時，相當(dāng)于熱粥中氣泡的巖漿氣泡就開始向蓋子口外冒。

熱源還在持續(xù)加熱，蓋子開始出現(xiàn)裂縫，鍋里的物質(zhì)就開始向外噴，即成為火山灰。不斷加熱過程中，破碎的蓋子失去了支持，并沉落大鍋里，而噴溢出來的物質(zhì)（即火山灰）回落到崩塌的蓋子上。

當(dāng)失去熱力后，火山灰在塌陷的破火山口內(nèi)慢慢冷卻和凝固而形成傾斜的巖柱，而大鍋中剩余的粥（即巖漿）也開始降溫，慢慢地形成了花崗巖。

此后，經(jīng)過不斷的風(fēng)化和侵蝕，火山口成為一個平面，而地殼下陷后逐漸成為一個盆地，至此，破火山口景觀形成。

除了獨特的破火山口，六角形巖柱同樣具有極高的觀賞價值。鄧麗君表示，巖柱的形成需要具備質(zhì)地均勻的火山灰、冷卻速度緩慢等條件。當(dāng)火山灰厚層于破火山口盆地慢慢冷卻和收縮時，引起的拉伸力使火山灰層裂開，裂縫從較冷的表面向火山灰內(nèi)部較熱的中心拓展，而六角形的形態(tài)是釋放這種拉伸力最有效的安排，因而就在破火山口盆地內(nèi)形成了這種六角形巖柱的獨特景觀。這些巖柱的直徑約有1~2米，而高度甚至可達(dá)30米。

是否致恐龍滅絕待考證

鄧麗君介紹，這次研究是在華南東部首次發(fā)現(xiàn)古代超級火山。華南東部沿岸地區(qū)（即香港至廈門至寧波一帶沿海地區(qū)），可能還有眾多相類似但尚未被發(fā)現(xiàn)的超級火山，它們在一億八千萬至八千萬年前曾一度活躍，而香港糧船灣破火山口只是其中之一。香港發(fā)現(xiàn)古代超級火山，或許可推動對同類地貌的探索。

鄧麗君還介紹說，糧船灣超級火山的爆發(fā)，恰巧與華南東部的大型造山期終結(jié)時段吻合，這個造山期被稱為“早期燕山運動”。

據(jù)了解，燕山期對于中國的東部地質(zhì)來說是一個重要的時期。在此期間，由于鄂霍次克板塊和伊邪那岐板塊先后與歐亞板塊東北部碰撞，不僅造成了包括中國東部在內(nèi)的大面積地區(qū)的褶皺隆起，形成李四光命名的“新華夏構(gòu)造體系”，而且使歐亞板塊逆時針旋轉(zhuǎn)了30度，使這一板塊逐漸接近現(xiàn)在的取向。

吳國材解釋說，對糧船灣超級火山的研究，可增加對這一時期造山運動的了解，揭開這一時段華南地區(qū)地質(zhì)形成的原因。

此外，鄧麗君還強(qiáng)調(diào)，在約一億四千萬年前，巖漿活動的最后一次活躍時期中，糧船灣超級火山爆發(fā)，這一時段橫跨侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)兩個地質(zhì)時期的邊界，“我們推測，大量超級火山在華南東部沿岸地區(qū)大規(guī)模噴發(fā)，影響了全球的環(huán)境，并可能引致海洋四足生物和陸上恐龍在侏羅紀(jì)末期大規(guī)模滅絕?！钡瑫r，她也補(bǔ)充道，超級火山是否恐龍滅絕的真正原因還需要時間考證。

具備申遺價值

每次火山爆發(fā)都對環(huán)境產(chǎn)生重大影響，同樣，超級火山的發(fā)現(xiàn)，也有益于了解全球環(huán)境的變化。鄧麗君介紹說，1991年，菲律賓群島皮亞圖博火山噴發(fā)，造成全球氣溫下降了1~2℃，噴發(fā)量不到糧船灣超級火山的1/10。而糧船灣超級火山在東南沿海多次爆發(fā)，對全球環(huán)境有多大影響，這些都有待考究。

這次發(fā)現(xiàn)超級火山也產(chǎn)生了相應(yīng)的效益。鄧麗君介紹，在破火山盆地發(fā)現(xiàn)一些相關(guān)的變質(zhì)巖，與其他巖石不同，巖石變質(zhì)后硬度弱化，會改變工程的穩(wěn)定性，同時與破火山口系統(tǒng)相關(guān)的變質(zhì)作用也會改變巖石的工程特性。這對斜坡穩(wěn)定性和地下空間安全措施的設(shè)計會有所影響，例如隧道、豎井、巖洞。通過此項發(fā)現(xiàn)，可以及時對相關(guān)工程進(jìn)行及時維護(hù)與檢修，對減少工程事故有積極作用。

“從地質(zhì)的角度來看，糧船灣超級火山應(yīng)該具備了申請世界遺產(chǎn)的價值”，吳國材肯定了超級火山的重要價值，但他也強(qiáng)調(diào)，世界遺產(chǎn)還注重生物多樣性、管理水平、科研能力以及教育等多方面，需要考慮的方面非常多。此外，鄧麗君還補(bǔ)充道，申遺應(yīng)該是整個超級火山系統(tǒng)，但很多地方已發(fā)展，不可能把已發(fā)展為城區(qū)的九龍、香港島也劃入保護(hù)區(qū)范圍，“操作有難度”。