陶奎元

(國土資源部南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,南京 210016)

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韓國濟(jì)州島火山及其與中國五大連池、雷火山的對比

陶奎元

(國土資源部南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,南京 210016)

論述了韓國濟(jì)州島各類型火山與熔巖隧道的地質(zhì)特征，與中國五大連池、雷瓊火山進(jìn)行對比，指出其各自具有的特色。簡述了濟(jì)州島世界自然遺產(chǎn)、世界生物圈保護(hù)區(qū)與世界地質(zhì)公園概況，并對世界地質(zhì)公園研究、博物館建設(shè)與室內(nèi)外石文化解說進(jìn)行了討論。

火山；世界地質(zhì)公園；濟(jì)州島；五大連池；雷瓊

筆者于2013年9月7日出席了在韓國濟(jì)州島召開的亞太世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)會議。會議上聯(lián)合國教科文組織通過了中國雁蕩山等世界地質(zhì)公園四年一次的評估。會議期間，筆者與雁蕩山、五大連池和雷瓊等世界地質(zhì)公園的代表們考察了濟(jì)州島世界地質(zhì)公園，對濟(jì)州島火山地質(zhì)特征等方面進(jìn)行了交流與討論。本文介紹濟(jì)州島各類型火山概況與熔巖隧道的特征，并與五大連池和雷瓊火山進(jìn)行對比，探討濟(jì)州島世界生物圈保護(hù)區(qū)、世界自然遺產(chǎn)與世界地質(zhì)公園的關(guān)系。

1 濟(jì)州島火山

1.1 濟(jì)州島的形成

濟(jì)州島是一個火山島，其形成前由粘土和沙層(即未固結(jié)堆積層)組成的淺海。大約180萬年前巖漿從地下穿破薄弱地層，與水相互作用發(fā)生強烈的蒸氣巖漿爆發(fā)，形成凝灰?guī)r環(huán)和凝灰?guī)r丘。之后很長時間內(nèi)這些火山體遭受風(fēng)化侵蝕，與海洋沉積物反復(fù)混合，形成了西歸浦層。西歸浦層堆積后，原始的濟(jì)州島漸漸露出海面，55萬年之后熔巖開始噴出，形成了寬闊的熔巖臺地，最終形成以漢拿山為中心的盾狀火山體。

1.8萬年前的后冰河時代起，濟(jì)州的海岸地區(qū)又發(fā)生蒸氣巖漿火山活動，形成了城山日出峰凝灰丘和松岳山凝灰?guī)r環(huán)，約一千年前結(jié)束火山活動，最終形成了今天濟(jì)州島的火山面貌。

1.2 濟(jì)州島火山類型

濟(jì)州島火山主要有三類，分述如下：

第一類為斯通博列式，兼有夏威夷式火山噴發(fā)。以漢拿山火山為代表，其形成過程為：(1)大約2萬年前白鹿潭粗面玄武巖噴發(fā)，形成熔巖穹丘和圓頂狀火山體；(2)白鹿潭粗面玄武巖噴發(fā)形成的白鹿潭火山口，火山口內(nèi)充滿火山灰、火山渣。隨之火山噴發(fā)轉(zhuǎn)為溢流，形成白鹿潭粗面玄武巖層，主要分布于火山東側(cè)和南側(cè)；(3)在白鹿潭火山口頂部的西側(cè)威勢岳附近粗面玄武巖噴發(fā)形成火山渣錐，熔巖流至漢拿山側(cè)翼的廣闊區(qū)域，最終形成法汀洞。火山停息后白鹿潭頂部與周圍漢拿山粗面玄武巖經(jīng)風(fēng)化侵蝕作用，沿河流與火山斜坡下堆積了“萬水岳礫巖”。

第二類為火山巖漿侵出形成巖穹。山房山是一個巨大的鐘狀火山，高395m，形成于80萬年前。山房山粗面巖巖穹與附近的龍頭凝灰?guī)r環(huán)，同屬濟(jì)州島最古老的火山地貌。該處火山先形成龍頭凝灰?guī)r環(huán)，然后粗面質(zhì)熔巖穿過凝灰?guī)r環(huán)，黏稠的巖漿侵出后形成了鐘狀火山。

第三類為水性火山，是濟(jì)州島很重要的一類火山。巖漿向地表上升過程中，與地下水或地表水相遇，巖漿急冷，水遇熱而產(chǎn)生強烈蒸氣巖漿。濟(jì)州島此類火山有：(1)凝灰?guī)r環(huán)，熱巖漿沖向地表時與水相遇，強烈蒸氣巖漿爆發(fā)形成的火山，主要產(chǎn)生于海邊；(2)凝灰?guī)r丘，像凝灰?guī)r環(huán)一樣通過蒸氣巖漿爆發(fā)而成，但與地表相遇的水量比凝灰環(huán)多，爆發(fā)深度比凝灰?guī)r環(huán)深，典型代表為域山日出峰。(3)瑪珥，是水與巖漿強烈爆發(fā)而成的火山地形，噴發(fā)口比地表低，所以容易積水成濕地或湖泊。濟(jì)州島水月峰、唐山峰、日出峰、宋岳山牛島、頭峰潭山等15處蒸氣巖漿爆發(fā)的火山，其碎屑物質(zhì)融入火山氣體，水與巖漿相互作用產(chǎn)生的蒸氣交融在一起，如同沙漠的沙暴快速在地表堆積，形成層理結(jié)構(gòu)發(fā)育的涌流凝灰?guī)r。本次考察的著名景區(qū)日出峰、水月峰、龍頭凝灰?guī)r為其典型代表。龍頭海岸是濟(jì)州島最古老的火山，現(xiàn)今見及的為涌流凝灰?guī)r剖面(圖1)。濟(jì)州島西面高山里水月峰，是一座海拔約77 m的小火山，也是濟(jì)州日落景色最美之處。水月峰屬涌流凝灰?guī)r層，沿海岸峭壁形成，因此可以見涌流凝灰?guī)r結(jié)構(gòu)，巖層有火山灰層層堆積形成的板狀層理、波狀斜層理、火山巖塊下落時因沖擊力形成的層理下榻(圖2)。城山日出峰是一座典型的凝灰?guī)r丘，高180 m，火口直徑為600 m，是5000年前蒸氣巖漿爆發(fā)的火山。我國雷瓊世界地質(zhì)公園(?？凇⒄拷?及廣西省北海市潿洲島出露的涌流凝灰?guī)r均具有同類巖石與結(jié)構(gòu)。

圖1 濟(jì)州島龍頭海岸涌流凝灰?guī)r剖面Fig.1 Surge tuff in Longtou coast,Cheju Island,Korea

圖2 濟(jì)州島水月峰Fig.2 Surge tuff in Shuiyuefeng peak,Cheju Island,Korea

1.3 濟(jì)州島熔巖隧道

(1)拒文岳火山渣錐形成過程

拒文岳火山渣錐經(jīng)歷兩個階段的火山活動。拒文岳形成初期，爆發(fā)性強的斯特龍博利式火山噴發(fā)，形成火山渣錐。同時，熔巖在火山口持續(xù)累積，壓力逐漸增大，最終沖破火山東北部山體，沿斜面向下流。拒文岳火山活動進(jìn)入中期后，巖漿爆發(fā)力逐漸下降，熔巖流持續(xù)涌向東北部海岸。熔巖流動過程中，外表先凝結(jié)，內(nèi)部熔巖保持一定溫度，減少熱損失得以流至較遠(yuǎn)處。從拒文岳流出的熔巖最遠(yuǎn)留到14 km之外的東北海岸，流淌過程中形成許多洞穴。

(2)拒文岳熔巖隧道系-萬丈窟與金寧窟

萬丈窟與金寧窟于1962年指定為天然紀(jì)念物，是韓國最早獲此殊榮的天然洞穴。萬丈窟總長約7.4 km，主洞寬18 m，高23 m。萬丈窟內(nèi)有熔巖鐘乳、熔巖石筍、熔巖石枝、熔巖板、熔巖石樁等熔巖洞穴生成物。

(3)拒文岳熔巖洞窟系-龍泉窟

龍泉窟于2005年電線桿施工偶然被發(fā)現(xiàn)，洞穴總長3.4 km，盡頭有一條超800 m的湖水。洞穴景色壯觀，白色碳酸鈣礦物質(zhì)順著六邊形柱狀節(jié)理流進(jìn)洞內(nèi)，與洞穴內(nèi)壁的黃色細(xì)菌交融，形成虎皮花紋。洞內(nèi)有碳酸鹽鐘乳管、鐘乳石、石柱、乳石、洞穴珊瑚等豐富多樣的二次碳酸鹽生成物，是罕見的。

(4)拒文岳熔巖洞窟系-當(dāng)車目洞窟

1994年，當(dāng)?shù)鼐用耖_墾土地時發(fā)現(xiàn)了當(dāng)車目洞窟。洞穴總長360 m(原洞穴(Ⅰ)110 m+新發(fā)現(xiàn)洞穴(Ⅱ)250 m)，寬約5～15 m，高約0.5～2.5 m。洞穴內(nèi)有碳酸鹽鐘乳石、鐘乳管、石筍、石柱、穴珠等，與龍泉洞窟同為世界級的洞窟。目前，當(dāng)車目洞窟和龍泉洞暫未向公眾開放。2007年聯(lián)合國教科文組織將濟(jì)州島列入世界自然遺產(chǎn)時，肯定了龍泉洞窟和當(dāng)車目洞窟景色具有突出的價值。

世界自然遺產(chǎn)管理團(tuán)于2009年開始在當(dāng)車目洞窟附近調(diào)查時指出可能存在新的洞穴。調(diào)查結(jié)果顯示，當(dāng)車目洞窟附近應(yīng)有150 m以上規(guī)模的洞穴。通過鉆探作業(yè)找到洞穴入口進(jìn)行實地調(diào)查，確認(rèn)新發(fā)現(xiàn)的洞穴長達(dá)150 m，并與當(dāng)車目洞窟相連。熔巖洞穴內(nèi)部有碳酸鹽物質(zhì)洞穴生成物，景觀優(yōu)美，學(xué)術(shù)價值高 (圖3)，這是韓國首次通過科學(xué)性調(diào)查發(fā)現(xiàn)的新洞穴。

我國五大連池、雷瓊(海口)也有熔巖隧道，特別?？谌蹘r隧道(圖4)，其數(shù)量、規(guī)模較大，值得進(jìn)一步調(diào)查，具有重要的價值和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

圖4 ?？谄呤慈蹘r隧道Fig.4 Lava tunnel of Qishierdong in Haikou,China

2 濟(jì)州島火山與五大連池、雷瓊火山對比

濟(jì)州島火山與我國世界地質(zhì)公園的五大連池、

雷瓊火山進(jìn)行對比，結(jié)果如表1。

通過對比發(fā)現(xiàn)，濟(jì)州島、五大連池、雷瓊均為火山類型地質(zhì)公園，它們在年代、巖石類型、火山類型大體相同，但也有各自特色。

濟(jì)州島火山景觀特色是有一座較大的盾火山及眾多的火山錐。蒸氣巖漿爆發(fā)的涌流凝灰?guī)r剖面十分清楚典型，熔巖隧道規(guī)模與景觀極佳，發(fā)現(xiàn)有次生的碳酸鈣沉積物是罕見的。

五大連池地質(zhì)資源優(yōu)勢在于兩座有確切文字記載于290多年噴發(fā)的火山(老黑山、火燒山)，其熔巖流景觀豐富典型，繩狀、塊狀等各種熔巖形態(tài)多樣，極為壯觀。完美的火山口湖(天池)及堰塞湖、冷礦泉為其特色。

雷瓊火山數(shù)量多，火山口大多保存較好，最新火山為8000多年前噴發(fā)。蒸氣巖漿爆發(fā)的火山數(shù)量多，低平火山口(瑪珥)，保存完整，雙池嶺、羅經(jīng)盤保存完好，湖光巖瑪珥湖極具典型性。熔巖隧道數(shù)量較多，迄今尚無一處對外開放，有研究發(fā)展的潛力。雷瓊火山與濟(jì)州島火山與火山(石)文化有許多相似性，值得進(jìn)行對比研究。

表1 濟(jì)州島火山與五大連池、雷瓊火山對比Table 1 Volcanic comparison in Cheju Island,Wudalianchi and Leiqiong

3 濟(jì)州島世界生物圈保護(hù)區(qū)、世界自然遺產(chǎn)與世界地質(zhì)公園的關(guān)系

3.1 世界生物圈保護(hù)區(qū)

按照聯(lián)合國教科文組織1971年提出的人與生物圈計劃(MAB)，生物圈保護(hù)區(qū)是指保障生物多樣性和自然資源可持續(xù)發(fā)展的陸地及海岸地區(qū)，即生物圈保護(hù)區(qū)通過可持續(xù)利用保障生物多樣性的資源獲得經(jīng)濟(jì)收益，將其用于保護(hù)生物多樣性，走可持續(xù)發(fā)展之路。生物圈保護(hù)區(qū)是聯(lián)合國教科文組織認(rèn)定的具有國際地位的地區(qū)。濟(jì)州島生物圈保護(hù)區(qū)由島中央的漢拿山國立公園及兩處被指定為天然紀(jì)念物的河川(靈川、孝敦川)、三座島嶼(蚊島、虎島、森島)組成。

3.2 世界自然遺產(chǎn)

1972年聯(lián)合國教科文組織通過了《保護(hù)世界文化和自然遺產(chǎn)公約》，開始將具有保護(hù)價值的文化以及景色秀麗的自然風(fēng)光列入世界遺產(chǎn)名錄之中。世界遺產(chǎn)可分為文化遺產(chǎn)、自然遺產(chǎn)、文化與自然混合遺產(chǎn)。截止2013年，全世界共有157個國家的962項遺產(chǎn)被列入世界遺產(chǎn)名錄，包括745項文化遺產(chǎn)、188項自然遺產(chǎn)和29項文化與自然混合遺產(chǎn)。

2007年以“濟(jì)州島火山島與熔巖洞窟”為名稱被列入世界自然遺產(chǎn)，包括“漢拿山自然保護(hù)區(qū)”、“城山日出峰”和“拒文岳熔巖洞窟”等三個獨立的區(qū)，占全濟(jì)州面積的10%。

3.3 世界地質(zhì)公園

世界地質(zhì)公園是擁有極高地質(zhì)學(xué)價值的自然遺產(chǎn)地域，在以保護(hù)為基礎(chǔ)的同時，還是以促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展、提高居民收入為目的的聯(lián)合國教科文組織項目。2004年聯(lián)合國教科文組織和歐洲地質(zhì)公園聯(lián)手建立世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)，全世界已有25個國家90個地區(qū)(2013年基準(zhǔn))加入。

濟(jì)州島于2010年10月被認(rèn)證為世界地質(zhì)公園。濟(jì)州具有多樣性火山地形和地質(zhì)資源，全島都屬世界地質(zhì)公園范圍。

濟(jì)州島主要有漢拿山、城山日出峰、萬丈窟、西歸浦層、中文大浦柱狀節(jié)理帶、山房山、龍頭海岸、水月峰、天地淵瀑布等9處景點，具有三個世界級稱號，根據(jù)要求不同，其面積和保護(hù)區(qū)劃分等級和管理目標(biāo)也不同，但應(yīng)實行統(tǒng)一管理。

4 地質(zhì)公園研究與解說系統(tǒng)

4.1 地質(zhì)公園經(jīng)專業(yè)性研究才能為解說提供基礎(chǔ)

濟(jì)州島火山是經(jīng)火山專業(yè)地質(zhì)科學(xué)工作者詳細(xì)調(diào)查與研究的。有關(guān)科普性質(zhì)的導(dǎo)游手冊有多種形式，較為正式的為“濟(jì)州島-聯(lián)合國教科文組織三冠王”導(dǎo)游手冊，它是在較專業(yè)性著作的基礎(chǔ)上編制的，圖文并茂，圖與照片約占版面二分之一，以英文、韓文、中文三種版本印刷，較好體現(xiàn)了專業(yè)和科學(xué)性，社會大眾也能閱讀。

我國地質(zhì)公園申報期間的研究大多以常規(guī)性的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，缺乏地質(zhì)公園相對應(yīng)的地質(zhì)專業(yè)性研究。國家地質(zhì)公園規(guī)劃中要求有科學(xué)研究，大多是落實不夠，科學(xué)研究尚待加強。

4.2 博物館的規(guī)劃建設(shè)理念，在展示科學(xué)性、藝術(shù)性、可參與性方面值得借鑒

濟(jì)州島有兩處博物館，一處為濟(jì)州島世界自然遺產(chǎn)中心，另一處為濟(jì)州島石文化園。

世界自然遺產(chǎn)中心位于拒文岳附近，并有連接拒文岳熔巖隧道的探訪路。二層建筑，有常設(shè)展廳7處，特別展廳1處，4D電影院，辦公室，會議室，展望臺等。2007年被列為世界自然遺產(chǎn)，該中心2010年成為十大韓國生態(tài)旅游區(qū)，2012年9月正式開館。在濟(jì)州島遺產(chǎn)中心可以了解火山活動、熔巖隧道的分布與形成，以漢拿山為代表自然植被等。4D影院使人仿佛置身于濟(jì)州島實地，有身臨其境之感。

石文化園是一個露天與室內(nèi)相結(jié)合的濟(jì)州火山巖、玄武巖的集中展示區(qū)，其目標(biāo)為建成一個讓濟(jì)州島人引以為豪，使國內(nèi)外人士充分領(lǐng)略濟(jì)州的自然與文化的綜合公園，其規(guī)劃建設(shè)理念是以自然為先，與自然和諧相處為原則，集中展示了濟(jì)州島石(玄武巖)的整體性、鄉(xiāng)土性和藝術(shù)性。它既是博物館，也是生態(tài)公園、文化公園。濟(jì)州島石文化園為政府與民間合作建設(shè)，總面積3.269.731 m2。濟(jì)州島石文化園有博物館、石文化展示館。博物館內(nèi)系統(tǒng)介紹濟(jì)州島各類火山概念、分布、形成過程及特色、以火山為背景的生態(tài)與文化。用玄武巖石像代表濟(jì)州島吉祥物(圖5)?！芭紒怼睗?jì)州話大體上表示用石頭作石籬笆墻、石墻草頂?shù)拿裎荨⑹?、石工具?圖6)，是濟(jì)州島獨特的文化。

濟(jì)州島自然遺產(chǎn)中心和石文化園在規(guī)劃建設(shè)方面有三點值得我國地質(zhì)公園博物館建設(shè)借鑒。一是博物館要充分融入環(huán)境，室內(nèi)與室外展示相結(jié)合。二是主題性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、藝術(shù)性地展示地質(zhì)、巖石、文化和生態(tài)；三是突出體驗，如地質(zhì)體驗、生態(tài)勘察，使用石頭的生活與文化體驗，文化藝術(shù)演出(石文化園內(nèi)有一座“天池”在圓形水舞臺上演出)。海口擬建博物館區(qū)即火山或石文化博覽園也曾有此構(gòu)思，在建設(shè)中可借鑒濟(jì)州島博物館的一些理念。

圖5 濟(jì)州島石文化園(玄武石像)Fig.5 Stone culture park (basalt stone carvings) in Cheju Island

圖6 濟(jì)州島石文化園(石器具)Fig.6 Stone culture park (stone implements) in Cheju Island

4.3 戶外解說在不斷完善中

濟(jì)州島石文化園文化解說早期制作是刻在玄武巖上，游客中心均有對地質(zhì)、生態(tài)文化的介紹。景區(qū)新建的戶外解說牌均為用鋼板寫真彩色噴繪方式，用文字、圖解來解說地質(zhì)景觀的形成，其解說文字簡明，但不失科學(xué)性，主要是對景觀形成的圖解(圖7)。圖文解說面向社會大眾，而在游客中心有專供兒童觀賞的圖文卡通式的解說。韓國地質(zhì)公園專家認(rèn)為，戶外解說主要針對廣大游客，社會大眾也需要地質(zhì)科普。在一些解說中應(yīng)用地質(zhì)專業(yè)名詞，如熔巖隧道、繩狀熔巖、塊狀熔巖等。

Volcanoes in Cheju Island of Korea in comparison with volcanoes in Wudalianchi and Leiqiong areas of China

TAO Kui-yuan

(NanjingInstituteofGeologyandMineralResources,MinistryoflandandResources,Nanjing210016,China)

This paper describes the geological characteristics of all kinds of volcanoes and lava tunnels in Cheju Island of Korea in comparison with the volcanoes in Wudalianchi and Leiqiong areas of China,and points out that each of them has their own distinguishing features.It also describes the general situation of the world natural heritages,world biosphere protected areas and global geopark in Cheju Island,and gives some discussion about the study of global geoparks,construction of museums and providing of outdoor-indoor stone culture explanations.

volcano; global geopark; Cheju Island; Wudalianchi; Leiqiong area

圖7 濟(jì)州島戶外石文化解說牌Fig.7 Outdoor stone culture explanation plates in Cheju Island

1671-4814(2015)02-152-05

2014-10-23 改回日期：2014-12-30 責(zé)任編輯：汪建寧

陶奎元，1934年生，男，研究員，曾任中國地質(zhì)科學(xué)院火山地質(zhì)與礦產(chǎn)研究中心首席科學(xué)家，長期從事火山地質(zhì)學(xué)研究，近年從事地質(zhì)遺產(chǎn)與地質(zhì)公園研究與科普教育。

P317；F592

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