大卫·卡尔·施耐德 著；戴长雷,杨朝晖 译

(1.阿拉斯加大学安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508; 2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

中南阿拉斯加火山特征分析

大卫·卡尔·施耐德1著；戴长雷2,3,杨朝晖1译

(1.阿拉斯加大学安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508; 2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

火山对当地地质地貌的塑造具有很大的作用，通过研究阿拉斯加中南部的火山特征有助于进一步了解中南阿拉斯加的地质构造以及构造运动。在梳理火山成因以及中南阿拉斯加火山分布情况的前提下，对阿拉斯加中南部地区的火山特征进行了分析。指出：①从地质年龄的角度看，库克湾火山群的火山都很年轻，所有的火山都不到200万年，且最年轻的圣奥古斯汀火山才不到1.9万年，虽然年轻，但是除了海耶斯火山以外，库克湾地区的其他所有火山都很活跃。②兰格尔火山群与库克湾火山群差别很大，兰格尔火山群是阿拉斯加最老的活火山，它们可以追溯到500万～1000万年前的中新世，而且兰格尔火山群近期远不如库克湾火山群活跃。③科珀河(铜河)流域还分布着大量的泥火山，热水将细黏土沉积物从地下带到地表，形成大量的泥浆。这些泥浆的中心地区一般没有植物生长，泥火山当中最高的那座有300英尺高。除了这些泥火山之外，在格伦纳伦以西约10英里的地方，还有一座数十英尺高、面积达数百平方米的泥火山。

火山；地质；兰格尔火山群；库克湾火山群；中南阿拉斯加

1 区域火山特征

中南阿拉斯加的火山非常活跃。中南阿拉斯加的火山分布在两个地区，西边的是库克湾火山群，东边的是兰格尔火山群(图1)。令人奇怪的是，在这两大火山活跃区之间存在一个275英里的间隙。地质学家们对这一间隙的成因至今还不能给出合理的解释。

大多数火山是由于太平洋板块向北美板块下方俯冲造成的。当密度相对较大的大洋板块俯冲到密度相对较小的大陆板块下方一定的深度时，它就会开始熔融。板块熔融后，生成密度较小的岩浆，这些岩浆会像一支巨大的羽毛一样开始向上涌起。这些岩浆在通过构造节理和裂隙上涌的过程中，会将围岩熔化。当巨大的压力得以释放后，这些羽状岩浆偶有到达并喷出地表者。喷发的火山灰和岩浆累积起来就形成了火山[1]。

尽管阿拉斯加现存的火山没有这种情况，但是，火山确实还可以在板块断裂中心或地幔热点之上形成。板块断裂中心就是像东非地区或者冰岛地区那样两个板块正在分离的断裂带。地幔热点是指能够将其上面的地壳熔化的地幔过热区，夏威夷群岛和黄石国家公园就位于这样的地区。

2 库克湾火山群

库克湾火山群就是阿留申火山弧最东边的部分。尽管太平洋板块在阿留申海沟向北美板块下方的俯冲过程中，沿着阿留申群岛的区段角度很陡，但是，在这一俯冲带的东部和北部，俯冲的角度变缓。太平洋板块必须在北美板块下方俯冲一段很长的距离，才能熔融。因此，库克湾火山群从俯冲区一直绵延了 200 多英里。有些库克湾火山群的组成物质是在整个基奈半岛和库克湾下方俯冲运行后才再一次喷发到地表的。

阿拉斯加大多数的火山活动是与太平洋板块向北美板块下方的俯冲相伴生的。这一俯冲带之外的火山活动较少。阿留申群岛几乎每年都有火山喷发。图1 阿拉斯加全新世火山活动分布图

库克湾火山群自北到南分布着海耶斯火山(并不仅限于阿拉斯加山脉北段的海耶斯山)、斯普尔火山、里道特火山、伊利亚姆纳火山以及圣奥古斯汀火山(表1)。海耶斯火山在大约3500 a前最后一次喷发时已遭到很大程度的破坏，所以即使在空中发现它也不容易。其他的火山都可以从人口密集的库克湾东岸清晰地看到。斯普尔火山位于安克雷奇西面托德里洛(Tordrillo)山脉的南端。里道特火山位于索尔多特纳西面，而伊利亚姆纳火山位于尼尼尔奇克的西面；这两座火山都位于奇格米特山脉地区。高高耸立且形似圆锥的特征使得里道特火山和伊利亚姆纳火山很容易与周边不是火山的山峰区别出来。圣奥古斯汀火山是一个荷马很容易看到的几乎标准圆锥形的岛屿。将这些火山英文名称的首字母从南到北连起来就是“AIRS”，这有助于将它们记住(图2)。

从地质年龄的角度看，这些火山都很年轻，所有的火山都不到200万年，且最年轻的圣奥古斯汀火山才不到1.9万年。与之形成对比的是，这些火山的下伏花岗岩基座的起源则可追溯到1.2亿年前的侏罗纪。

表1 库克湾火山群

除了海耶斯火山以外，库克湾地区的其他所有火山都很活跃。其中，圣奥古斯汀火山最活跃，在过去的100 a间它至少喷发过7次，最近的一次喷发是在2006年。里道特火山1989年喷发过，斯普尔火山的克雷特峰火山口则在1992年喷发过。只有伊利亚姆纳火山没有历史喷发记录，但是火山附近好像与喷发相关联的火山泥流年龄小于300 a，且在1996年记录到该火山下方强烈的地震活动[2]。

基奈半岛西面的库克湾火山群是太平洋板块在阿留申海沟处向北美板块下方俯冲的结果。俯冲的太平洋板块在阿拉斯加山脉下方达到熔点。炽热的岩浆上升而形成这些活火山。图2 库克湾火山群

这些火山喷发的大部分危害表现为顺着火山侧坡向周围山谷冲下的超高温火山碎屑流及火山灰对当地的毁坏。这些冲下山坡的火山碎屑流经常与当地的冰川融水混合在一起。结果导致下游河道中出现大量碎屑物并常有洪水发生。由于这些火山爆炸式喷发的特性，所以在这一过程中实际上并无太多岩浆产生。

库克湾地区的人口中心区常常遭受到火山灰沉降，破坏整个地区的采油和交通。1989年里道特火山喷发期间，一架波音747飞过火山灰云区，四个发动机引擎都失去了动力，差点儿失事。在飞机下降数英里之后，机组人员才设法重启了引擎，并安全地在安克雷奇降落。碰巧的是，我的祖母就乘坐了那趟班机，老太太还像往常那样走下飞机，就当什么大事都没有发生一样。

3 兰格尔火山群

兰格尔火山群都位于格伦纳伦的东面。从格伦纳伦，隐约可见1.2万英尺高的德拉姆火山庞然大物般矗立在科珀河(铜河)河谷。在德拉姆火山的北面就是1.6万英尺高的桑福德火山。位于桑福德火山北面且大约有桑福德火山一半高度的是坎皮塔尔火山。德拉姆火山东南方向是1.3万英尺高的兰格尔火山。在纳贝斯纳路上就可以看到塔纳达火山、贾维斯火山和戈登火山。布莱克本火山位于埃杰顿公路沿线。丘吉尔火山和博纳火山位于麦卡锡村的东边、阿拉斯加与加拿大的边界附近(图3)。

兰格尔火山群与库克湾火山群差别很大。两处火山群都起源于亚库塔特地体向阿拉斯加地体下方的俯冲，但是，在这种俯冲运动当下貌似停止的情况下，本地区仍在进行的火山活动就很难全面解释了。兰格尔火山群近期远不如库克湾火山群活跃。距今最近的喷发来自于约1500 a前的丘吉尔火山；那次喷发的规模很大，连在远离喷发中心400多英里以外的加拿大西北地区都沉降了

兰格尔火山群当前并不活跃。它们是亚库塔特地体向阿拉斯加地体下方俯冲的产物。兰格尔火山群主要位于科珀河(铜河)流域，这一地区到处可见壮丽的火山地貌。图3 兰格尔火山群

1英寸多厚的火山灰。当前的活动都是喷气孔喷气和火山口范围内的极小规模的喷发。兰格尔火山群是阿拉斯加最老的活火山，它们可以追溯到500万～1000万年前的中新世。但是若与身下古生代的兰格利亚岩石比起来，它们还年轻得很。

兰格尔山区的火山活动与库克湾地区的火山活动差别很大。尽管在遥远的古代发生过威力巨大的爆炸式喷发，但是近期的喷发则比较温和，以火山口溢出岩浆流为特征。这些溢出的岩浆一边顺着山坡向下流动一边渐渐冷却，并最终塑造出圆顶形的火山群[3]。由于岩浆经常溢出，所以它们可以流出到30英里之外或者更远一些的地方。在有些地方，这样的岩浆可以累积到300多英尺的厚度。有些岩浆向南流到圣伊莱亚斯山的山坡上，而圣伊莱亚斯山在火山喷发时还是一个尚未抬升的滨海平原(表2)。

4 泥火山

在格伦纳伦附近的地下深处，不断被加热的地下水成为岩浆的冷却介质。被加热的地下水携裹着溶解在其中的矿物质以及气体不断上升。热水在上升的过程中，要经过埋藏于地下的古阿特纳冰湖的湖床。湖床上的淤泥借机悬于热水之中并随水上行。在到达地表以后，泥浆就地沉积下来。经年累月下来，以热泥水出露地表为中心的地区就会沉积大量不停冒着热水泡泡的泥浆。这些泥浆的中心地区一般没有植物生长(图4)。

表2 兰格尔火山群

尽管肯定没有黄石国家公园里的那么壮观，但是本地区的泥火山也是很有意味的。从理查森公路之格伦纳伦到埃杰顿公路间的路段，向北面的德拉姆火山和格伦纳伦之间的地区观望，可以看到好几个大型的泥火山。这些泥火山当中最高的那座有300英尺高(图5)。除了这些泥火山之外，在格伦纳伦以西约10英里的地方，还有一座数十英尺高、面积达数百平方米的泥火山。从托尔索纳野营地沿着一条一英里长的小路可以在这座泥火山上徒步[4]。

图4 科珀河(铜河) 流域的一处泥火山

科珀河(铜河)流域分布着大量的泥火山。热水将细黏土沉积物从地下带到地表，形成大量的泥浆。图5 中南阿拉斯加的泥火山分布图

5 结 论

中南阿拉斯加的火山非常活跃。中南阿拉斯加的火山分布在两个地区，西边的是库克湾火山群，东边的是兰格尔火山群，两处火山群都起源于亚库塔特地体向阿拉斯加地体下方的俯冲。

库克湾火山群自北到南分布着海耶斯火山(并不仅限于阿拉斯加山脉北段的海耶斯山)、斯普尔火山、里道特火山、伊利亚姆纳火山以及圣奥古斯汀火山。从地质年龄的角度看，这些火山都很年轻，所有的火山都不到200万年，且最年轻的圣奥古斯汀火山才不到1.9万年，虽然年轻，但是除了海耶斯火山以外，库克湾地区的其他所有火山都很活跃。

兰格尔火山群分布着德拉姆火山、桑福德火山、坎皮塔尔火山、兰格尔火山、塔纳达火山、贾维斯火山、戈登火山、布莱克本火山、丘吉尔火山和博纳火山。兰格尔火山群与库克湾火山群差别很大，兰格尔火山群是阿拉斯加最老的活火山，它们可以追溯到500万～1000万年前的中新世，而且兰格尔火山群近期远不如库克湾火山群活跃。

科珀河(铜河)流域还分布着大量的泥火山，热水将细黏土沉积物从地下带到地表，形成大量的泥浆。这些泥浆的中心地区一般没有植物生长，泥火山当中最高的那座有300英尺高。除了这些泥火山之外，在格伦纳伦以西约10英里的地方，还有一座数十英尺高、面积达数百平方米的泥火山。

[1] Connor, Cathy, O’Haire, et al. Roadside Geology of Alaska[M]. Missouri: Mountain Press Publishing Company, 1996.

[2] Reger R D, Pinney, et al. Catalog and Preliminary Analyses of Geologic Data Related to Middle to Late Quaternary Deposits, Eastern and Northern Cook Inlet Region, Alaska[R]. Alaska: Alaska Division of Geological & Geophysical Surveys, 1996.

[3] Richter, Donald H, Rosenkrans, et al. Guide to the Volcanoes of the Western Wrangell Mountains, Alaska-Wrangell-St. Elias National Park and Preserve[R]. Washington: U.S. Geological Survey, 1995.

[4] Combellick R A. Paleoseismicity of the Cook Inlet Region, Alaska: Evidence from Peat Stratigraphy in Turnagain and Knik Arms[R]. Fairbanks: Division of Geological and Geophysical Surveys,1991.

Analysis of the volcanic features in Southcentral AlaskaWritten by David K.Snyder1; Translated by

DAI Changlei2,3, YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA;2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

volcanoes plays an important role on shaping the local geological landscape. Studying volcanic features in Southcentral Alaska can help further understand its geological structure. The paper analyzes the volcanic features in Southcentral Alaska on the basis of combing volcanic formation and its distribution. It points out: ①The volcanoes are geologically young: all are less than 2 million years old, and Mount Augustine, the youngest, is no more than 19000 years old. All of the volcanoes in the Cook Inter region, with the exception of Hayes, are active; ②The Wrangell volcanoes are considerably different from the Cook Inter volcanoes. They are the oldest active volcanoes in Alaska, dating to 5 or 10 million years ago in the Miocene Epoch and they are not nearly as active as though in the Cook Inter region; ③A number of mud volcanoes inhabit the Copper River Basin. Warm water brings fine clay sediment from underground to the surface, building large mounds of mud. The center of these are usually free of vegetation. The tallest of these is 300 feet high. Another mud volcano which is a few dozen feet high and a several hundred square yards in area lies about 10 miles west of Glennallen.

volcano; geology; Cook Inter volcanoes; Wrangell volcanoes; Southcentral Alaska

中科院寒旱所冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201310)；国家自然科学基金项目(1202171)

大卫·卡尔·施耐德(1969-)，男，美国阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要从事自然地理及地理信息系统方向的科研和教学工作。

译者简介：戴长雷(1978-)，男，山东郓城人，教授，主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学及科研工作。E-mail:daichanglei@126.com。

P317

A

2096-0506(2017)03-0016-06