黑龍江五大連池火山群

黑龍江五大連池火山群

黑龍江五大連池火山群位於黑龍江省黑河市五大連池市,地處小興安嶺山地向松嫩平原的過渡地帶,地理坐標北緯48°00'—49°30',東經125°30'—126°45',黑龍江五大連池火山區由14座火山和5座熔岩堰塞湖及大面積的熔岩台地構成,由於受北東和北西向構造活動的影響,這些火山群在地表呈現較有規律的格線狀分布。

黑龍江五大連池火山群有12座是史前約60萬年前到30萬年前噴發形成的,有2座是200多年前才噴發過的休眠火山。這兩座是老黑山和火燒山,噴發導致白河河道被熔岩流阻塞,形成五個串珠狀火山堰塞湖,自南向北依次為為頭池子、二池子、三池子、四池子和五池子,五大連池因此得名。

黑龍江五大連池火山群在清康熙五十八年(1719年)十二月初五日至清康熙六十年(1721年)二月二十一日、清康熙六十年(1721年)四月初一日至五月初三日兩次噴發活動的全過程,描述了火山噴發的時間、地點、噴髮狀態、噴發規模、噴發產物、堰塞湖形成等情況。

基本介紹

演變形成,位置境遇,地理環境,地質,地貌,水文,主要火山,綜述,蓮花山,黑龍山,南格拉球山,火燒山,其他火山,火山活動,活動歷史,火山地震,地震強度,岩漿特徵,自然資源,礦產資源,植物資源,旅遊資源,南藥泉,藥泉湖,地質博物館,水晶宮,白龍洞,地質公園,火山展覽館,科研成果,

演變形成

黑龍江五大連池火山群由於地殼運動,一座座火山錐拔地而起,在火山噴發的同時,滾滾的熔岩把訥謨爾河的支流─白河攔腰截成5段,形成了5個彼此相連呈串珠狀的火山堰塞湖,即一池、二池、三池、四池、五池,人們稱之為五大連池。
黑龍江五大連池火山群,在中亞造山帶東緣的構造演化在古生代時期,主要受控於古淚連櫻備亞洲洋閉合事件,自中生代晚期起西太平洋板塊對歐亞板塊的俯衝作用進一步影響該區的構造格局,第三紀晚期太平洋板塊向西深俯衝引起板內岩石圈伸展,導致該區域內一系列的新生代火山岩漿活動。松遼盆地呈北北東向展布,長約820千米,寬約350千米,盆地面積約為2.6×10平方千米。盆地為湖相成因,盆地內沉積地層厚約10千米,地層序列涵蓋侏羅紀至白堊紀。整個松遼盆地被一系列斷裂帶及造山帶圍繞,它的南邊為西拉木倫縫合帶,北邊為蒙古—鄂霍茨克碰撞造山帶,東邊為佳伊斷裂帶,西邊為嫩江斷裂。盆地構造演化活動自侏羅紀中期至白堊紀後期,可劃分為四個主要階段,裂谷活動、地幔上涌、裂谷後期熱下沉以及構造倒置。

位置境遇

黑龍江五大連池火山群位於黑龍江省黑河市五大連池市,地處小興安嶺山地向松嫩平原的過渡地帶,地理坐標北緯48°00'—49°30',東經125°30'—126°45',面積約600多平方千米。

地理環境

地質

黑龍江五大連池火山群火山岩岩性主要為鹼性岩、鈉質玄武岩、粗面岩及少量大陸型拉斑玄武岩。
黑龍江五大連池火山群區域地質背景上,富鉀火山岩帶位於大小興安嶺的交匯處,松嫩裂谷的北緣。區內地層按沉積特徵可分為四大發展階段,前寒武紀早寒武世地塊形成發展階段,中上寒武統缺失,早奧陶至早石炭世為再生地槽發展階段,中石笑想跨炭統缺失,晚石炭世至早侏羅世為蓋層形成與發展階段,中—新生代為大陸邊緣活動帶發展階段。

地貌

黑龍江五大連池火山群大量保存著完好的火山口和各種火山熔岩構造,比如多層流動單元構造、結殼熔岩構造、渣狀熔岩構造、噴氣溢流構造、熔岩隧道構造等,還有浩渺的熔岩海,,尤其是從高空俯瞰,這些火山口如同一隻只巨型“大碗”。
黑龍江五大連池火山群實承充地踏勘中發現,富鉀火山岩帶的火山地貌可分為兩大類,一類為具有完整的錐體及熔岩台地,屬於較新噴發的火山,另一類由於形成年代早及後期人為破壞,多數火山的錐體已經不明顯,僅剩下寬緩的盾形台地。就單個火山而言,大部分不是一次噴發形成,而是多期噴發活動的產物,如五大連池一些火山是在熔岩盾之上重新噴發,並形成復錐狀火山。火山的噴發形式以弱爆發和熔岩溢流為主。
黑龍江五大連池火山群
五大連池火山群分布位置
火山岩的分布往往受到地形地勢的控制,如科洛火山群地處斷陷盆地之中,其地勢的總體特徵是從盆地邊緣向中心逐漸降低,火山岩新老發育關係也與其相關,火山活動由斷陷盆地邊緣向盆地中心發展,新期火山的完好錐體主要分布於盆地中間科洛河兩岸。不同時期、不同火山的熔岩流在盆地中心低洼處相互疊加,覆蓋於早期沉積地層之上,改造河道、破壞原始地形,形成全新的火山地貌景觀。

水文

黑龍江五大連池是火山噴發出的熔岩流阻塞了訥謨爾河支流白河河道後形端汽棗員成的火山堰塞湖群。自南向北分為頭池、二池、三池、四池和五池,總長有20餘千米,最大水深處在二池和三池,湖區總面積40平方千米左右,是中國第二大火山堰塞湖。
黑龍江五大連池火山群的5座湖泊(五大連池)。從上而下依次為頭池、二池、三池、四池和五池。三池最大,面積8.4平方千米,二池最深可達9.2米,頭池最小,面積僅0.18平方千米。現已建立了五大連池火山景觀自然保護區。
一池也叫蓮花湖,是5個池子中唯一有睡蓮的天然水域。
二池叫燕山湖,是天然養殖場,盛產“三花五羅”和胖頭魚。
三池,人稱白龍湖,在五池中水域最遼闊,水面最拒翻尋寬也最深,在豐水期的水域面積可達8.8平方千米。池中的水呈黃、橙、綠、棕等幾種顏色,不時變幻,這是因為火山熔岩含有多種礦物質,不同的礦物質溶解在水中的顏色各不相同,加之湖底還有各種顏色的沉積物和藻類相互襯托以及天氣的變化,使得湖水呈現出多種顏色。白龍湖還是“地質界湖”,湖的西岸是新期火山熔岩地貌,東岸是遠古泥沙岩地貌。
四池是鶴鳴湖,坐落在蘆葦盪中,水面以葦塘觀鶴聞名,面對火山熔岩台地,背靠“噴氣錐碟”,水色黃中透綠。
五池為如意湖,是五大連池水系的源頭匯集地,有“水向西邊流”的奇蹟。
五大連池有南北兩個藥泉(飲泉)隔道船阿台相望。南藥泉規模較小,北藥灑棵歡泉是地下冷礦泉的飲用區,北藥泉的泉水含有30多種礦物質和微量元素,水溫常年保持在3—5℃,泉眼中可見二氧化碳氣體冒出,是可以直接飲用的天然礦泉水。它與法國維希的礦泉水、俄羅斯納爾贊的礦泉水並稱世界三大冷礦泉水,是世界上最優質的礦泉水之一。
黑龍江五大連池火山群的5座湖泊(五大連池),各池間有暗河相通,縱長20多千米,水面可達40餘平方千米,總容量為1.7億多立方米。注滿盈盈碧水的5個池子點綴在14座火山之間,與廣闊的玄武岩台地融合在一起,繪成一組奇特的山、水、石景觀。
溫泊
溫泊位於五大連池火山秀麗的石龍河畔,是熔岩石海中三個相距不遠的小型湖泊,分別是源頭泊、神秘泊、仙境泊,平均水深0.8米,最深處2米左右。令人稱奇的是,這處溫泊顧名思義是有溫度的泊,即使在寒冷的冬天外界溫度在零下30至零下40攝氏度時,這裡的水溫仍保持在零上14攝氏度左右。
黑龍江五大連池火山群
溫泊
冷泉
黑龍江五大連池火山群蘊藏著世界三大冷泉之一的五大連池礦泉,這種鐵矽質、鈣鎂型重碳酸低溫礦泉水,天然含氣,可飲可浴。據《黑龍江史志》記載:爾冬吉火山(即五大連池火山)噴發後,發現數處含鐵之礦泉,其中兩處在阿爾山(藥泉山)東5000米處,水面泡沫常如煮沸,土人稱之為阿爾香(即沸騰之水)。

主要火山

綜述

黑龍江五大連池火山群,有12座是史前約60萬年前到30萬年前噴發形成的,有2座是200多年前才噴發過的休眠火山。這兩座是老黑山和火燒山,史書上記載曾在清康熙五十八年(1719年)至清康熙六十年(1721年)間爆發過。火山噴發停息後,流動的熔岩冷凝成各種形狀的火山地貌,至今清晰可見。
黑龍江五大連池火山群的分布於五大連池東西兩側。西側有南、北格拉球山,火燒山,老黑山,筆架山,臥虎山和藥泉山,東側有尾山,莫拉布山,東、西龍門山,小孤山和東、西焦得布山。14座火山均呈東北一西南及西北一東南方向排列,成格線狀。其中南格拉球山最高,海拔596.9米,平均錐體高度以老黑山最大(165.9米),平均基底直徑最大為莫拉布山(1500米),火山口最深為老黑山(145米)。
黑龍江五大連池火山群
五大連池及火山群分布

蓮花山

蓮花山位於五大連池西側約20千米,由一大片熔岩台地及幾個低矮小火山渣錐組成,由於幾個火山錐以環狀形式散落分布,從高空俯視,有如盛開的蓮花,故得名蓮花山。

黑龍山

黑龍山是中國最年輕的新期火山,噴發於清康熙五十八年(1719年)至清康熙六十年(1721年),黑龍山位於黑龍江五大連池火山群核心部位,呈截頂圓錐形,海拔515.9米,相對高度165.9米。基座直徑1300米,火山口內布滿了火山碎塊組成的岩石和火山碎屑物,陡峭的內壁是它的咽喉,呈現出紫紅和黑褐的顏色。經地質考察,黑龍山先後共噴發過六次,山體就是由早晚兩個火山錐體套迭而成,南坡陡、北坡緩,狀如馬蹄。黑龍山保存了世界上最典型的休眠火山地質的全貌。因火山噴發出的岩漿熱度極高,將一座植被豐富的雄偉山峰變成了焦炭狀,此後,寸草不生,山體保持黑色,故曰老黑山。老黑山正名叫黑龍山,由於地貌典型、狀如黑龍,所以稱之。
黑龍江五大連池火山群
老黑山

南格拉球山

黑龍江五大連池火山群的西北面有一座火山叫南格拉球山,海拔596.9米,火山口完整無缺口,山頂有一個高出地面70多米的火山口天池是,目前火山群里唯一有水的“大碗”,被當地人稱作“天池”。
黑龍江五大連池火山群
南格拉球山

火燒山

火燒山高出地面僅73米。火山口大而淺,深約70米,呈橢圓形,底部比較平坦。火山口內長有稀疏矮小的岳樺,使光屯屯的火山口有了一絲生氣。漫山都是黑色和紫色的浮石,好像剛燒過的爐渣。沿途還可以找到不少具有光滑外形的火山彈,成為遊人尋覓的珍品。這種火山彈是由噴向高空的一些液態熔岩在飛行中冷凝而成的,有紡錘狀、饅頭狀、條帶狀,還有因扭曲而成的麻花狀、螺絲狀等。
黑龍江五大連池火山群
火燒山

其他火山

另外幾座火山,因噴發年代悠久,已經被森林所環抱。有幾座火山口內已積水成湖,成為火口湖。

火山活動

活動歷史

黑龍江五大連池火山群是中國著名的第四紀火山群,至今歷經了7次火山噴發,形成了14座火山,擁有大陸上保存完整、分布集中、形態典型、種類最齊全的新老期火山地質地貌。
五大連池火山均屬斷裂地帶的中心式噴發,為第四紀以來多次噴發而成。元古代以來,黑龍江五大連池火山群地殼頻繁活動,松遼裂谷的拗陷及大小興安嶺的隆起,經歷了多次岩漿活動,形成分布廣泛的中酸性侵入岩和中基性火山噴出岩。上侏羅世,松遼裂谷開始拗陷,受其影響,逐漸形成一系列北北東向的斷陷盆地。白堊紀,松遼裂谷大規模拗陷,位於小興安嶺隆起與松遼裂谷接壤的科洛地區沉積了很厚的湖泊相陸源沉積物。第三紀,本區繼續發育有零星薄層堆積。
黑龍江五大連池火山群在奧陶紀後,新生代前的火山活動主要有兩期,二疊紀的中酸性火山活動,英安岩、流紋岩等為主,侏羅紀中基性火山活動,規模大,分布廣,厚度大,主要有玄武岩、玄武安山岩、安山岩及玄武粗安岩、鹼性玄武岩等。
新生代的火山活動奠定了現今火山地貌的基底。前人對於該區新生代火山活動的期次劃分有多種版本,如王承祺等將科洛、五大連池、二克山富鉀火山岩帶火山活動分為四個大的階段,五叉溝噴發期,盪子山噴發期,五大連池噴發期,科洛噴發期。樊祺誠等將該區火山活動劃分為晚第三紀和第四紀兩個期次,晚第三紀的火山活動主要集中在科洛火山區,岩石類型以白榴碧玄岩為主,第四紀火山活動在二克山、五大連池和科洛皆有分布,岩石類型主要為白榴玄武岩。將該區火山活動分為上新世到早更新世和中更新世到全新世兩期,前者主要受控於NNW向的裂谷作用,而後者主要受控於右旋轉換擠壓應力作用。總體而言,該區新生代火山活動在更新世最為活躍。

火山地震

老黑山和火燒山停止噴發後,地震台網監測的數據表明1983年以來五大連池火山區也發生過多次地震,尤其是1986年發生了4次震級5.0級左右的中強地震。但震中位置偏離黑龍江五大連池火山群,而且發震斷層為走向北北東右旋走滑斷層,不是導致老黑山景區內熔岩變形的來源。結合老黑山景區內地震遺蹟與各種熔岩地貌有相互切割覆蓋的關係可推測這些地震遺蹟的形成與老黑山、火燒山多階段的噴發密切相關,故初步推斷這些地震遺蹟是由老黑山和火燒山清康熙五十八年(1719年)至清康熙六十年(1721年)火山噴發前後誘發的火山地震活動引起的。

地震強度

老黑山景區熔岩台地上地表變形強烈,不僅地表破裂、地震鼓包、擠壓脊等構造變形特徵明顯,而且固結熔岩產生的大規模塌陷和滑坡也主要為地震所致,因此,這些遺蹟應屬古地震遺蹟,又因古地震與老黑山、火燒山的火山活動密切相關,因此將其定為火山地震遺蹟。
根據鄢家全等提出的《中國歷史地震烈度表》(2010),由老黑山景區內廣泛發育的平地開裂的地表現象可推測老黑山景區地震烈度最高能達到Ⅷ度。構造地震的震級與震中烈度和震源深度之間有一定關係,閻志德和郭履燦通過最小二乘法和二元線性回歸計算法,利用多個地震的震級(M),烈度(I),震源深度(h)資料,給出了中國地震震級與震中烈度和震源深度之間關係的修正公式,公式M=0.56Io+0.7510gh+0.63(I0為震中烈度)。火山地震的震源較淺,一般不超過10千米,根據該公式計算可得老黑山景區地震震級在5級左右,與史料記載一致(陳洪洲等,2009)。火山地震雖然震級小,影響範圍也不大,但由於震源淺,其破壞力較強,所以造成的熔岩變形程度較大。

岩漿特徵

黑龍江五大連池火山群的全岩分析結果和火山岩TAS分類圖顯示,五大連池火山岩的岩性相近,全岩SiO2含量變化於47.3wt.%—54.2wt.%之間,全鹼含量(Na2O+K2O)則變化於7.5wt.%—9.5wt.%之間且K2O>Na2O,TiO2含量普遍高於2.2wt.%,其它主量元素化學成分變化範圍較小,屬鹼性岩系。總體上看,以老黑山為代表的五大連池火山岩岩性都在鹼玄質響岩、響岩質鹼玄岩、玄武粗安岩和粗安岩之間變化,成分非常接近,暗示它們可能是同源岩漿的產物,較老的火山(筆架山、小孤山、龍門山和臥虎山)火山岩中燒失量稍高(>1.65wt.%)。而且除臥虎山外,其餘火山岩的K2O含量均高於4.5wt.%,具有明顯的富鉀火山岩特徵,還出現了含鉀高的特徵性礦物白榴石。五大連池火山的全岩成分演化程度均較為相近,只是老黑山火燒山兩火山新期噴發物全岩成分比舊期噴發物更為演化一些。相對來說,兩座火山新期噴發物的玻璃基質成分最為演化,老黑山和火燒山在1719—1721年噴發時的岩漿是在地下岩漿房經過了一定程度演化的岩漿。

自然資源

礦產資源

五大連池—科洛—小古里河富鉀火山岩帶位於松遼盆地的北緣,中亞造山帶的東緣(中國東北地區),這一造山帶北鄰西伯利亞板塊,南抵華北克拉通。
黑龍江五大連池火山群
東北富鉀火山岩帶火山群分布情況
五大連池火山岩屬於含鉀較高的鉀質火山岩,從鉀含量來看,全岩的K2O基本上都在4.5wt.%以上,夏林圻和樊祺誠等報導過老黑山和火燒山的全岩K2O最低也有4.33wt.%。而斑晶礦物中包裹的熔體包裹體的K2O含量代表著岩漿房早期演化的K2O含量,據分析結果約有一半熔體包裹體中K2O含量要低於4wt.%,因而全岩K2O含量都明顯高於熔體包裹體中的K2O含量,可能在岩漿演化過程中由於橄欖石等礦物的不斷晶出,使岩漿中鉀含量不斷升高,從而使噴發後的火山岩擁有較高的鉀)。
大連池各期次火山岩除主量元素非常相近外,其稀土元素球粒隕石標準化分配曲線近於平行,證明該區多期噴溢的火山岩漿同源,Sr、O、Ar等同位素研究數據也同樣支持這一論斷,因而五大連池火山岩可能有一個共同的富鉀岩漿源。鞏傑生等研究過五大連池石龍巖的幔源包體,其中含有金雲母二輝橄欖岩,因此五大連池火山岩中的鉀有可能來源於上地幔岩石中金雲母等富鉀礦物的分解。

植物資源

黑龍江五大連池火山群,各山體森林群落的喬木層和灌木層物種數北坡較南坡豐富。總體來看,重要值≥1的樹種僅南坡有1種,群落樹種組成簡單。②各山體整體上北坡群落物種的Margalef指數和Shannon—Wiener指數從大到小依次為喬木層、草本層、灌木層,Simpson指數和Pielou指數從大到小依次為喬木層、灌木層、草本層,南坡群落物種的各種多樣性指數從大到小依次為草本層、喬木層、灌木層。森林群落的年齡結構南北坡向都是穩定型,紫椴和蒙古櫟種群的年齡結構也都是穩定型,為穩定群落。④北坡喬木層和灌木層的物種多樣性指數高於南坡,而草本層的多樣性指數低於南坡,同時南北坡向間群落物種多樣性各指數呈極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)差異,且變異係數都較大。

旅遊資源

南藥泉

“南藥泉”又名長壽園,與北藥泉隔道相望,並稱“南北泉”,是五大連池重碳酸礦泉水的水源地。南藥泉總面積2平方千米,一條彎彎的藥泉河從石孔橋下輕輕流過。這個園區主要由,飲水廳、藥泉濕地、神泉舊址、神鹿傳說、藥泉河、南洗泉等景點組成。

藥泉湖

藥泉湖是火山噴發的岩漿填塞遠古湖泊遺留下的湖灣,它東西寬300米,南北長近千米,平均水深5米左右,湖底有多處碳酸氣泉眼並有暗河流動,加上二龍眼礦泉水的注入,因此這個湖是個罕見的活水湖。

地質博物館

五大連池火山地質博物館位於在五大連池新鎮,總占地面積2.64萬平方米,總建築面積1.48萬平方米,展陳面積8500平方米。建築設計取自五大連池五個汐水相連的火山堰塞湖,彼此交融,五個單體錐狀建築演繹火山噴發之磅礴,建築內外融為一體。博物館兼備收藏、展示、研究、宣傳和教育等功能。展陳設計充分融合多媒體技術,實現火山地貌和現代科技的融合共生,通過場景、標本及展板展示世界著名火山、五大連池火山、礦泉、生態與文化等內容。

水晶宮

水晶宮也叫冰洞,是51.2萬年前形成的。水晶宮全長150多米,深23米,正面的洞內大廳400平方米,另有兩個分支側洞,洞內最高5米,洞頂為穹窿狀,四季平均溫度零下5℃,洞壁是各種奇形怪狀的熔岩流痕,洞頂是低垂下來滴淌狀的熔岩鐘乳。其形成原因,一方面由於古火山地下有島狀凍土層存在,另一方面由於火山噴發的岩漿在流動過程中受冷空氣的作用,表面凝固成硬殼,而下部的岩流仍繼續流動,在後續岩漿補充不足的地方就形成了中空,受凍土層溫度影響整個岩漿冷凝後,裡面就產生了大小各異、特色不同的冰霜熔洞。

白龍洞

白龍洞與水晶宮是風格截然不同的古火山地下冰河,這裡全長515米,已開發可觀賞洞穴段374米。是原始風貌保存最完好的地下洞穴,四季溫度為零下12℃,洞底呈階梯式斜坡狀,數十萬年冰體覆蓋,光滑如鏡,洞壁掛滿霜柱冰花,美不勝收,洞的盡頭有兩株大榕樹一樣的熔岩石柱,像傳說中鎖住白龍的地方。民間稱它“白龍洞”。是中國目前發現最長的火山地下熔岩隧道。它的形成可謂工程浩大,焦得布火山噴發時,巨大的熔岩流表層凝固,而下部可流動部分在島狀凍土層上繼續向前,後面岩流補充不上,因而形成九曲迴腸的條狀地下熔岩洞穴,鱗狀的洞壁上有多種荊棘狀熔岩鐘乳,在空洞高溫作用下永凍層水氣朦朦,匯成涓涓地下河流,隨著熔岩的冷卻,溫度逐漸變為零下,當穩定在零下12度以後,水氣霜花和水流徹底凝凍,洞內結滿了奇異的冰花霜掛,洞底凝凍了51萬年的萬載冰河。

地質公園

五大連池世界地質公園位於黑龍江省西北部的黑河市西南部,距五大連池市區18千米,距哈爾濱市380千米,地處小興安嶺山地向松嫩平原的過渡地帶,地理坐標為北緯48°36′—48°50′、東經125°57′—126°30′,總面積為1060平方千米。
五大連池世界地質公園是中國2004年2月13日成功獲得聯合國教科文組織批准的第一批8個世界地質公園之一,被稱之為“天然火山博物館”,園區內地質遺蹟種類豐富,共有63種典型的地質遺蹟類型,包括火山機構地貌景觀、火山熔岩地貌景觀,火山碎屑堆積地貌景觀、岩石地貌景觀、岩漿岩剖面、典型礦物等8類,還有聞名世界的冷泉和豐富的人文景觀。

火山展覽館

五大連池火山展覽館,展館內容分四個部分,一是黑龍江五大連池火山群,二是豐富的火山現象,三是當代火山監測研究的方法和監測手段,四是陳列物品,包括各種圖片、照片(航空照片、衛星照片)、火山標本、沙盤、科研成果。

科研成果

黑龍江五大連池火山群,火山噴發物可劃分為溢流相和爆發相兩部分,溢流相產物為大面積分布的熔岩流及熔岩台地,熔岩流厚度不等,介於1.7—20米之間。爆發相產物主要為火山渣、火山彈、火山礫、熔岩餅及熔結集塊岩等。在部分火山的火山渣塊及熔岩中可見地幔捕虜體,地幔橄欖岩捕擄體主要賦存於火山碎屑物、熔結集塊岩和熔岩中,除少數樣品由於後期氧化作用而使得表面變為紅褐色,大部分樣品較為新鮮,但手標本比較碎裂,形態不規則,一般呈橢球狀、次稜角狀,與寄主岩邊界清晰,大小一般2—5厘米,大者直徑可達10厘米。岩石類型主要為尖晶石二輝橄欖岩、二輝橄欖岩、方輝橄欖岩,見少量金雲母二輝橄欖岩,在火山碎屑物中見大量橄欖石捕擄晶。此外,該區內還可見花崗岩、麻粒岩、砂岩捕擄體,單斜、斜方輝石巨晶及長石巨晶,以及富鉀岩漿中礦物分離結晶堆積成因的橄欖二輝岩、白榴霓霞岩包體。
黑龍江五大連池火山群實地踏勘中發現,富鉀火山岩帶的火山地貌可分為兩大類,一類為具有完整的錐體及熔岩台地,屬於較新噴發的火山,另一類由於形成年代早及後期人為破壞,多數火山的錐體已經不明顯,僅剩下寬緩的盾形台地。就單個火山而言,大部分不是一次噴發形成,而是多期噴發活動的產物,如五大連池一些火山是在熔岩盾之上重新噴發,並形成復錐狀火山。火山的噴發形式以弱爆發和熔岩溢流為主。
黑龍江五大連池火山群
五大連池火山群分布位置
火山岩的分布往往受到地形地勢的控制,如科洛火山群地處斷陷盆地之中,其地勢的總體特徵是從盆地邊緣向中心逐漸降低,火山岩新老發育關係也與其相關,火山活動由斷陷盆地邊緣向盆地中心發展,新期火山的完好錐體主要分布於盆地中間科洛河兩岸。不同時期、不同火山的熔岩流在盆地中心低洼處相互疊加,覆蓋於早期沉積地層之上,改造河道、破壞原始地形,形成全新的火山地貌景觀。

水文

五大連池
黑龍江五大連池是火山噴發出的熔岩流阻塞了訥謨爾河支流白河河道後形成的火山堰塞湖群。自南向北分為頭池、二池、三池、四池和五池,總長有20餘千米,最大水深處在二池和三池,湖區總面積40平方千米左右,是中國第二大火山堰塞湖。
黑龍江五大連池火山群的5座湖泊(五大連池)。從上而下依次為頭池、二池、三池、四池和五池。三池最大,面積8.4平方千米,二池最深可達9.2米,頭池最小,面積僅0.18平方千米。現已建立了五大連池火山景觀自然保護區。
一池也叫蓮花湖,是5個池子中唯一有睡蓮的天然水域。
二池叫燕山湖,是天然養殖場,盛產“三花五羅”和胖頭魚。
三池,人稱白龍湖,在五池中水域最遼闊,水面最寬也最深,在豐水期的水域面積可達8.8平方千米。池中的水呈黃、橙、綠、棕等幾種顏色,不時變幻,這是因為火山熔岩含有多種礦物質,不同的礦物質溶解在水中的顏色各不相同,加之湖底還有各種顏色的沉積物和藻類相互襯托以及天氣的變化,使得湖水呈現出多種顏色。白龍湖還是“地質界湖”,湖的西岸是新期火山熔岩地貌,東岸是遠古泥沙岩地貌。
四池是鶴鳴湖,坐落在蘆葦盪中,水面以葦塘觀鶴聞名,面對火山熔岩台地,背靠“噴氣錐碟”,水色黃中透綠。
五池為如意湖,是五大連池水系的源頭匯集地,有“水向西邊流”的奇蹟。
五大連池有南北兩個藥泉(飲泉)隔道相望。南藥泉規模較小,北藥泉是地下冷礦泉的飲用區,北藥泉的泉水含有30多種礦物質和微量元素,水溫常年保持在3—5℃,泉眼中可見二氧化碳氣體冒出,是可以直接飲用的天然礦泉水。它與法國維希的礦泉水、俄羅斯納爾贊的礦泉水並稱世界三大冷礦泉水,是世界上最優質的礦泉水之一。
黑龍江五大連池火山群的5座湖泊(五大連池),各池間有暗河相通,縱長20多千米,水面可達40餘平方千米,總容量為1.7億多立方米。注滿盈盈碧水的5個池子點綴在14座火山之間,與廣闊的玄武岩台地融合在一起,繪成一組奇特的山、水、石景觀。
溫泊
溫泊位於五大連池火山秀麗的石龍河畔,是熔岩石海中三個相距不遠的小型湖泊,分別是源頭泊、神秘泊、仙境泊,平均水深0.8米,最深處2米左右。令人稱奇的是,這處溫泊顧名思義是有溫度的泊,即使在寒冷的冬天外界溫度在零下30至零下40攝氏度時,這裡的水溫仍保持在零上14攝氏度左右。
黑龍江五大連池火山群
溫泊
冷泉
黑龍江五大連池火山群蘊藏著世界三大冷泉之一的五大連池礦泉,這種鐵矽質、鈣鎂型重碳酸低溫礦泉水,天然含氣,可飲可浴。據《黑龍江史志》記載:爾冬吉火山(即五大連池火山)噴發後,發現數處含鐵之礦泉,其中兩處在阿爾山(藥泉山)東5000米處,水面泡沫常如煮沸,土人稱之為阿爾香(即沸騰之水)。

主要火山

綜述

黑龍江五大連池火山群,有12座是史前約60萬年前到30萬年前噴發形成的,有2座是200多年前才噴發過的休眠火山。這兩座是老黑山和火燒山,史書上記載曾在清康熙五十八年(1719年)至清康熙六十年(1721年)間爆發過。火山噴發停息後,流動的熔岩冷凝成各種形狀的火山地貌,至今清晰可見。
黑龍江五大連池火山群的分布於五大連池東西兩側。西側有南、北格拉球山,火燒山,老黑山,筆架山,臥虎山和藥泉山,東側有尾山,莫拉布山,東、西龍門山,小孤山和東、西焦得布山。14座火山均呈東北一西南及西北一東南方向排列,成格線狀。其中南格拉球山最高,海拔596.9米,平均錐體高度以老黑山最大(165.9米),平均基底直徑最大為莫拉布山(1500米),火山口最深為老黑山(145米)。
黑龍江五大連池火山群
五大連池及火山群分布

蓮花山

蓮花山位於五大連池西側約20千米,由一大片熔岩台地及幾個低矮小火山渣錐組成,由於幾個火山錐以環狀形式散落分布,從高空俯視,有如盛開的蓮花,故得名蓮花山。

黑龍山

黑龍山是中國最年輕的新期火山,噴發於清康熙五十八年(1719年)至清康熙六十年(1721年),黑龍山位於黑龍江五大連池火山群核心部位,呈截頂圓錐形,海拔515.9米,相對高度165.9米。基座直徑1300米,火山口內布滿了火山碎塊組成的岩石和火山碎屑物,陡峭的內壁是它的咽喉,呈現出紫紅和黑褐的顏色。經地質考察,黑龍山先後共噴發過六次,山體就是由早晚兩個火山錐體套迭而成,南坡陡、北坡緩,狀如馬蹄。黑龍山保存了世界上最典型的休眠火山地質的全貌。因火山噴發出的岩漿熱度極高,將一座植被豐富的雄偉山峰變成了焦炭狀,此後,寸草不生,山體保持黑色,故曰老黑山。老黑山正名叫黑龍山,由於地貌典型、狀如黑龍,所以稱之。
黑龍江五大連池火山群
老黑山

南格拉球山

黑龍江五大連池火山群的西北面有一座火山叫南格拉球山,海拔596.9米,火山口完整無缺口,山頂有一個高出地面70多米的火山口天池是,目前火山群里唯一有水的“大碗”,被當地人稱作“天池”。
黑龍江五大連池火山群
南格拉球山

火燒山

火燒山高出地面僅73米。火山口大而淺,深約70米,呈橢圓形,底部比較平坦。火山口內長有稀疏矮小的岳樺,使光屯屯的火山口有了一絲生氣。漫山都是黑色和紫色的浮石,好像剛燒過的爐渣。沿途還可以找到不少具有光滑外形的火山彈,成為遊人尋覓的珍品。這種火山彈是由噴向高空的一些液態熔岩在飛行中冷凝而成的,有紡錘狀、饅頭狀、條帶狀,還有因扭曲而成的麻花狀、螺絲狀等。
黑龍江五大連池火山群
火燒山

其他火山

另外幾座火山,因噴發年代悠久,已經被森林所環抱。有幾座火山口內已積水成湖,成為火口湖。

火山活動

活動歷史

黑龍江五大連池火山群是中國著名的第四紀火山群,至今歷經了7次火山噴發,形成了14座火山,擁有大陸上保存完整、分布集中、形態典型、種類最齊全的新老期火山地質地貌。
五大連池火山均屬斷裂地帶的中心式噴發,為第四紀以來多次噴發而成。元古代以來,黑龍江五大連池火山群地殼頻繁活動,松遼裂谷的拗陷及大小興安嶺的隆起,經歷了多次岩漿活動,形成分布廣泛的中酸性侵入岩和中基性火山噴出岩。上侏羅世,松遼裂谷開始拗陷,受其影響,逐漸形成一系列北北東向的斷陷盆地。白堊紀,松遼裂谷大規模拗陷,位於小興安嶺隆起與松遼裂谷接壤的科洛地區沉積了很厚的湖泊相陸源沉積物。第三紀,本區繼續發育有零星薄層堆積。
黑龍江五大連池火山群在奧陶紀後,新生代前的火山活動主要有兩期,二疊紀的中酸性火山活動,英安岩、流紋岩等為主,侏羅紀中基性火山活動,規模大,分布廣,厚度大,主要有玄武岩、玄武安山岩、安山岩及玄武粗安岩、鹼性玄武岩等。
新生代的火山活動奠定了現今火山地貌的基底。前人對於該區新生代火山活動的期次劃分有多種版本,如王承祺等將科洛、五大連池、二克山富鉀火山岩帶火山活動分為四個大的階段,五叉溝噴發期,盪子山噴發期,五大連池噴發期,科洛噴發期。樊祺誠等將該區火山活動劃分為晚第三紀和第四紀兩個期次,晚第三紀的火山活動主要集中在科洛火山區,岩石類型以白榴碧玄岩為主,第四紀火山活動在二克山、五大連池和科洛皆有分布,岩石類型主要為白榴玄武岩。將該區火山活動分為上新世到早更新世和中更新世到全新世兩期,前者主要受控於NNW向的裂谷作用,而後者主要受控於右旋轉換擠壓應力作用。總體而言,該區新生代火山活動在更新世最為活躍。

火山地震

老黑山和火燒山停止噴發後,地震台網監測的數據表明1983年以來五大連池火山區也發生過多次地震,尤其是1986年發生了4次震級5.0級左右的中強地震。但震中位置偏離黑龍江五大連池火山群,而且發震斷層為走向北北東右旋走滑斷層,不是導致老黑山景區內熔岩變形的來源。結合老黑山景區內地震遺蹟與各種熔岩地貌有相互切割覆蓋的關係可推測這些地震遺蹟的形成與老黑山、火燒山多階段的噴發密切相關,故初步推斷這些地震遺蹟是由老黑山和火燒山清康熙五十八年(1719年)至清康熙六十年(1721年)火山噴發前後誘發的火山地震活動引起的。

地震強度

老黑山景區熔岩台地上地表變形強烈,不僅地表破裂、地震鼓包、擠壓脊等構造變形特徵明顯,而且固結熔岩產生的大規模塌陷和滑坡也主要為地震所致,因此,這些遺蹟應屬古地震遺蹟,又因古地震與老黑山、火燒山的火山活動密切相關,因此將其定為火山地震遺蹟。
根據鄢家全等提出的《中國歷史地震烈度表》(2010),由老黑山景區內廣泛發育的平地開裂的地表現象可推測老黑山景區地震烈度最高能達到Ⅷ度。構造地震的震級與震中烈度和震源深度之間有一定關係,閻志德和郭履燦通過最小二乘法和二元線性回歸計算法,利用多個地震的震級(M),烈度(I),震源深度(h)資料,給出了中國地震震級與震中烈度和震源深度之間關係的修正公式,公式M=0.56Io+0.7510gh+0.63(I0為震中烈度)。火山地震的震源較淺,一般不超過10千米,根據該公式計算可得老黑山景區地震震級在5級左右,與史料記載一致(陳洪洲等,2009)。火山地震雖然震級小,影響範圍也不大,但由於震源淺,其破壞力較強,所以造成的熔岩變形程度較大。

岩漿特徵

黑龍江五大連池火山群的全岩分析結果和火山岩TAS分類圖顯示,五大連池火山岩的岩性相近,全岩SiO2含量變化於47.3wt.%—54.2wt.%之間,全鹼含量(Na2O+K2O)則變化於7.5wt.%—9.5wt.%之間且K2O>Na2O,TiO2含量普遍高於2.2wt.%,其它主量元素化學成分變化範圍較小,屬鹼性岩系。總體上看,以老黑山為代表的五大連池火山岩岩性都在鹼玄質響岩、響岩質鹼玄岩、玄武粗安岩和粗安岩之間變化,成分非常接近,暗示它們可能是同源岩漿的產物,較老的火山(筆架山、小孤山、龍門山和臥虎山)火山岩中燒失量稍高(>1.65wt.%)。而且除臥虎山外,其餘火山岩的K2O含量均高於4.5wt.%,具有明顯的富鉀火山岩特徵,還出現了含鉀高的特徵性礦物白榴石。五大連池火山的全岩成分演化程度均較為相近,只是老黑山火燒山兩火山新期噴發物全岩成分比舊期噴發物更為演化一些。相對來說,兩座火山新期噴發物的玻璃基質成分最為演化,老黑山和火燒山在1719—1721年噴發時的岩漿是在地下岩漿房經過了一定程度演化的岩漿。

自然資源

礦產資源

五大連池—科洛—小古里河富鉀火山岩帶位於松遼盆地的北緣,中亞造山帶的東緣(中國東北地區),這一造山帶北鄰西伯利亞板塊,南抵華北克拉通。
黑龍江五大連池火山群
東北富鉀火山岩帶火山群分布情況
五大連池火山岩屬於含鉀較高的鉀質火山岩,從鉀含量來看,全岩的K2O基本上都在4.5wt.%以上,夏林圻和樊祺誠等報導過老黑山和火燒山的全岩K2O最低也有4.33wt.%。而斑晶礦物中包裹的熔體包裹體的K2O含量代表著岩漿房早期演化的K2O含量,據分析結果約有一半熔體包裹體中K2O含量要低於4wt.%,因而全岩K2O含量都明顯高於熔體包裹體中的K2O含量,可能在岩漿演化過程中由於橄欖石等礦物的不斷晶出,使岩漿中鉀含量不斷升高,從而使噴發後的火山岩擁有較高的鉀)。
大連池各期次火山岩除主量元素非常相近外,其稀土元素球粒隕石標準化分配曲線近於平行,證明該區多期噴溢的火山岩漿同源,Sr、O、Ar等同位素研究數據也同樣支持這一論斷,因而五大連池火山岩可能有一個共同的富鉀岩漿源。鞏傑生等研究過五大連池石龍巖的幔源包體,其中含有金雲母二輝橄欖岩,因此五大連池火山岩中的鉀有可能來源於上地幔岩石中金雲母等富鉀礦物的分解。

植物資源

黑龍江五大連池火山群,各山體森林群落的喬木層和灌木層物種數北坡較南坡豐富。總體來看,重要值≥1的樹種僅南坡有1種,群落樹種組成簡單。②各山體整體上北坡群落物種的Margalef指數和Shannon—Wiener指數從大到小依次為喬木層、草本層、灌木層,Simpson指數和Pielou指數從大到小依次為喬木層、灌木層、草本層,南坡群落物種的各種多樣性指數從大到小依次為草本層、喬木層、灌木層。森林群落的年齡結構南北坡向都是穩定型,紫椴和蒙古櫟種群的年齡結構也都是穩定型,為穩定群落。④北坡喬木層和灌木層的物種多樣性指數高於南坡,而草本層的多樣性指數低於南坡,同時南北坡向間群落物種多樣性各指數呈極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)差異,且變異係數都較大。

旅遊資源

南藥泉

“南藥泉”又名長壽園,與北藥泉隔道相望,並稱“南北泉”,是五大連池重碳酸礦泉水的水源地。南藥泉總面積2平方千米,一條彎彎的藥泉河從石孔橋下輕輕流過。這個園區主要由,飲水廳、藥泉濕地、神泉舊址、神鹿傳說、藥泉河、南洗泉等景點組成。

藥泉湖

藥泉湖是火山噴發的岩漿填塞遠古湖泊遺留下的湖灣,它東西寬300米,南北長近千米,平均水深5米左右,湖底有多處碳酸氣泉眼並有暗河流動,加上二龍眼礦泉水的注入,因此這個湖是個罕見的活水湖。

地質博物館

五大連池火山地質博物館位於在五大連池新鎮,總占地面積2.64萬平方米,總建築面積1.48萬平方米,展陳面積8500平方米。建築設計取自五大連池五個汐水相連的火山堰塞湖,彼此交融,五個單體錐狀建築演繹火山噴發之磅礴,建築內外融為一體。博物館兼備收藏、展示、研究、宣傳和教育等功能。展陳設計充分融合多媒體技術,實現火山地貌和現代科技的融合共生,通過場景、標本及展板展示世界著名火山、五大連池火山、礦泉、生態與文化等內容。

水晶宮

水晶宮也叫冰洞,是51.2萬年前形成的。水晶宮全長150多米,深23米,正面的洞內大廳400平方米,另有兩個分支側洞,洞內最高5米,洞頂為穹窿狀,四季平均溫度零下5℃,洞壁是各種奇形怪狀的熔岩流痕,洞頂是低垂下來滴淌狀的熔岩鐘乳。其形成原因,一方面由於古火山地下有島狀凍土層存在,另一方面由於火山噴發的岩漿在流動過程中受冷空氣的作用,表面凝固成硬殼,而下部的岩流仍繼續流動,在後續岩漿補充不足的地方就形成了中空,受凍土層溫度影響整個岩漿冷凝後,裡面就產生了大小各異、特色不同的冰霜熔洞。

白龍洞

白龍洞與水晶宮是風格截然不同的古火山地下冰河,這裡全長515米,已開發可觀賞洞穴段374米。是原始風貌保存最完好的地下洞穴,四季溫度為零下12℃,洞底呈階梯式斜坡狀,數十萬年冰體覆蓋,光滑如鏡,洞壁掛滿霜柱冰花,美不勝收,洞的盡頭有兩株大榕樹一樣的熔岩石柱,像傳說中鎖住白龍的地方。民間稱它“白龍洞”。是中國目前發現最長的火山地下熔岩隧道。它的形成可謂工程浩大,焦得布火山噴發時,巨大的熔岩流表層凝固,而下部可流動部分在島狀凍土層上繼續向前,後面岩流補充不上,因而形成九曲迴腸的條狀地下熔岩洞穴,鱗狀的洞壁上有多種荊棘狀熔岩鐘乳,在空洞高溫作用下永凍層水氣朦朦,匯成涓涓地下河流,隨著熔岩的冷卻,溫度逐漸變為零下,當穩定在零下12度以後,水氣霜花和水流徹底凝凍,洞內結滿了奇異的冰花霜掛,洞底凝凍了51萬年的萬載冰河。

地質公園

五大連池世界地質公園位於黑龍江省西北部的黑河市西南部,距五大連池市區18千米,距哈爾濱市380千米,地處小興安嶺山地向松嫩平原的過渡地帶,地理坐標為北緯48°36′—48°50′、東經125°57′—126°30′,總面積為1060平方千米。
五大連池世界地質公園是中國2004年2月13日成功獲得聯合國教科文組織批准的第一批8個世界地質公園之一,被稱之為“天然火山博物館”,園區內地質遺蹟種類豐富,共有63種典型的地質遺蹟類型,包括火山機構地貌景觀、火山熔岩地貌景觀,火山碎屑堆積地貌景觀、岩石地貌景觀、岩漿岩剖面、典型礦物等8類,還有聞名世界的冷泉和豐富的人文景觀。

火山展覽館

五大連池火山展覽館,展館內容分四個部分,一是黑龍江五大連池火山群,二是豐富的火山現象,三是當代火山監測研究的方法和監測手段,四是陳列物品,包括各種圖片、照片(航空照片、衛星照片)、火山標本、沙盤、科研成果。

科研成果

黑龍江五大連池火山群,火山噴發物可劃分為溢流相和爆發相兩部分,溢流相產物為大面積分布的熔岩流及熔岩台地,熔岩流厚度不等,介於1.7—20米之間。爆發相產物主要為火山渣、火山彈、火山礫、熔岩餅及熔結集塊岩等。在部分火山的火山渣塊及熔岩中可見地幔捕虜體,地幔橄欖岩捕擄體主要賦存於火山碎屑物、熔結集塊岩和熔岩中,除少數樣品由於後期氧化作用而使得表面變為紅褐色,大部分樣品較為新鮮,但手標本比較碎裂,形態不規則,一般呈橢球狀、次稜角狀,與寄主岩邊界清晰,大小一般2—5厘米,大者直徑可達10厘米。岩石類型主要為尖晶石二輝橄欖岩、二輝橄欖岩、方輝橄欖岩,見少量金雲母二輝橄欖岩,在火山碎屑物中見大量橄欖石捕擄晶。此外,該區內還可見花崗岩、麻粒岩、砂岩捕擄體,單斜、斜方輝石巨晶及長石巨晶,以及富鉀岩漿中礦物分離結晶堆積成因的橄欖二輝岩、白榴霓霞岩包體。

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