桂林阳朔是否有过“超级火山”？

李后强

（四川省委省政府决策咨询委员会副主任、成都市社科联主席、四川省社会科学院二级教授、博士生导师）

桂林阳朔闻名天下，根本原因在于奇特的地形地貌。但是学术界一直有“三大之谜”没有彻底破解——阳朔山形为什么都如此相似？奇峰为什么如此集中？这些异山为什么如此众多？过去都是从碳酸钙溶蚀角度进行解释，没有从地球内部运动的本质上进行揭示。换句话说，传统教科书讲的是形式而不是内容，说的是现象而不是机理。要解决“相似、集中、众多”问题，还要从更深层次的地球内部寻找机制与动力。爱因斯坦说过，所有困难的问题，答案都在另一个层次！

众所周知，喀斯特地貌是因为石灰岩经过地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙，在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大。溶蚀是主要力量，同时还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。由这些作用产生的地貌现象统称为喀斯特。中国喀斯特地貌分布广，面积大，主要出现在西部地区，面积为130万平方千米左右，其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的喀斯特区之一，西藏、四川一些地区也有少量分布。中国东北地区的地质和地理条件不利喀斯特地貌的发育，但那里分布面积达70920平方千米的石灰岩是喀斯特发育的基础。尤其是在东北南部一些地区，由于气温、降雨、岩性、海平面的升降及海浪作用，形成了风格独特的滨海喀斯特地貌景观。

（作者在阳朔如意峰考察）

广西的喀斯特地貌分布范围非常广，几乎各个地方都能找到其踪影，芦笛岩、独秀峰等就是典型代表。从桂林到阳朔，属于热带多雨地区，由雨水冲刷石灰岩山体所铸成的奇峰异山，多达数万座，构成了一幅幅天然形成的美丽中国水墨山水画，令人惊叹震撼。攀登阳朔如意峰，可徒步，亦可坐缆车。从如意峰山顶眺望远方，月亮山神奇美妙，峰林美景和田园风景尽收眼底，大有“一览众山小”的感觉。山上还有索道桥和钢化玻璃桥，颇具挑战与刺激。索道桥上的红色飘带，是游客许下的各种愿望，其中也包括我们的愿望——希望破解阳朔地形地貌之谜！

（广西六墩火山岛，图片来自网络）

今年4月17日至22日，我们先后到百色、桂林和阳朔调研，考察了芦笛岩、独秀峰和如意峰等地方，对沿途地质结构和地貌特征进行了拍照分析。我们发现，如意峰山顶有大量类似火山石或者玄武岩的小石山、小石堆、碎石块、微石料，有的有气孔、有的有纹条。颜色各异，有黑色的，也有淡黄色的，还有浅白色的，也有方解石、石英晶体、石灰岩石等。联想到广西涠洲火山岛、斜阳火山岛、六墩火山岛、百色田林矿区和那坡玄武岩地质公园以及著称天下的峨眉山玄武岩，我们猜想，如意峰可能也有过火山爆发。由于我们不是专门从事地质研究的专家，因此通过手机百度查阅了一些资料，几乎都说可能性不大，因为这里是典型的中国南方喀斯特地貌，是世界自然遗产的组成部分。我们回成都后请教了几位知名的地质地理学专家，他们说从理论上讲，阳朔在3亿到5亿年前出现海底火山爆发，完全有可能，甚至在2.5亿年前左右与四川峨眉山、瓦屋山同时出现“超级火山”喷发的可能性也存在。显然，这是两种不同的观点。如果说阳朔在历史上有过“超级火山”爆发，那么今天的奇异山形和众多美景，就有了新的解释，也可以说明桂林这块珍贵的世界自然遗产的形成机理。现在的教科书，都说是石灰石、碳酸盐、水的溶蚀，这是一般性的通用说法，很难解释奇特的山形和奇峰的巨量，也就是不能解释“相似、集中、众多”问题。如果说是“超级火山”的功劳和遗迹，那么阳朔地形地貌的特殊性就有了坚实的理论和实践依据。

（阳朔如意峰岩石）

（阳朔如意峰岩石）

（阳朔如意峰的石板路）

什么是“超级火山”（Super Volcano）？目前没有严格定义，但主要是指巨型火山，能够引发极大规模爆发的火山，火山碎屑占总喷出物的75%至95%，是由英国广播公司(BBC)科学节目Horizon在2000年创作出来的新词。绝不能随便说一座火山爆发就是超级火山，超级火山有着巨大的破坏力，可以瞬间改变地形地貌、全球天气及生命状况，甚至威胁到人类存亡。超级火山爆发的火山物质通常要在1000立方千米以上，这样才能叫做超级火山，也就是说，超级火山可能有过无数次爆发，而其中总有一次喷发量达到了1000立方千米，否则就不是超级火山。幸运的是，这种类型的火山喷发极少发生，因为它们酝酿的过程长达数万年。超级火山的喷发，可以将火山灰喷洒到方圆6400公里的范围内，火山灰中的含硫物质散布于空中，经过物理化学变化形成高浓度硫酸，可以导致大气中含有2000兆至4000兆吨硫酸，大致相当于全球每年所有工业含硫物质排放总量的25倍多，还可以使海水温度骤降6摄氏度左右，破坏力极其可怕。已知全球有40多次8级火山爆发，最大规模的一次位于巴西南部帕拉纳州，其规模是黄石火山最大规模的3.5倍，此外帕拉纳还发生了9次8级喷发，总计喷出49590立方千米火山物质。在2.65万年前的新西兰地区，陶波火山带就曾经发生了超级爆发。再向前，4万年前意大利的坎皮佛莱格瑞火山也发生了大爆发。在任何超级火山爆发之前，都会经历一个降压阶段，其特征就是会在喷发地址释放气泡，因此对喷发地址形成的石英晶体中的钛浓度进行分析，可以判断爆发前所需要的时间。黄石国家公园是美国最大、最著名和建立最早的国家公园，公园面积9000平方千米，在过去数百万年的历史中发生了3次超级爆发，205.9万年前喷出2450立方千米火山物质、130万年前喷出280立方千米火山物质、63.5万年前喷出1000立方千米火山物质，科学家们也担心它可能再次爆发。超级火山是最为暴烈的地球运动。在超级火山面前，大家熟知的西西里岛火山、夏威夷火山和菲律宾火山等，只可称作“小火山”。小火山的喷发量，每次在一立方千米左右，超级火山一次喷的规模相当于1000座小火山同时喷发，并且可持续100万年以上。研究超级火山，有助于人类更好地去发现新的矿产资源。

著名的地球科学专家、浙江大学地质学系主任夏群科等在《Nature Communications》发表论文，全面阐述了地球上超级火山的成因——温度、压力、岩石性质与水，四大因素必须同时具备，才能形成超级火山。超级火山虽然是引发地球巨变的“恶魔”，但它也为人类带来了丰富的矿产资源。著名的攀枝花铁矿，就位于峨眉山超级火山区域。如今的地球，分布着历次超级火山喷发的遗迹——“大火成岩省”，喷出地表的岩浆产物被称之为“大火成岩省”（Large Igneous Province）。通过对大火成岩省地质年代的调查，人们发现：地球历史上的生物大灭绝，与大火成岩省的形成年代，有着精确的对应关系。简单来说，一旦超级火山爆发，就会引发30%~40%的物种从地球上消失。大约每隔1000~2000万年，超级火山就要爆发一次。夏群科课题组采集了一些来自我国西南地区峨眉山大火成岩省的玄武岩样品，研究发现大约2.5亿年前，峨眉山发生过一次超级火山喷发，它影响着我国西南地区的海陆变迁、沉积以及成矿作用，同时也可能导致了二叠纪全球气候变化和生物大量灭绝。

（峨眉山玄武岩，图片来自网络）

超级火山的岩浆含水量，要比普通的火山含水量高出几十甚至上百倍。大量的水从何而来？科学家们进一步研究发现：这是在地球板块运动过程中，大洋板块俯冲插入地幔而带入的水。由此推断，超级火山，必然产生于曾经或者正在发生板块俯冲的地方或者附近。中国西南地区特别是云南、贵州和广西，具备产生超级火山的条件，阳朔地形地貌也许就是“超级火山”爆发创作的精品，成群的众多的奇异山峰就是“大火成岩省”？时间在数百万年至数亿年前？还可能与四川峨眉山超级火山同时爆发？这些，都是猜想！

玄武岩是火山石，是由地幔深处的物质熔融后形成的岩浆，喷出地表经过分凝、冷却而形成，是火山留下的遗产，具有重要的工业和艺术价值，可以制造玄武岩纤维，纺织防弹衣料等。有空、多色的火山石可以加工做成庭院装饰如假山、花架、石画等。但桂林特别是阳朔，是世界的宝贝，不能随意开发宝山圣水，不能破坏生态环境，不能发展污染性工业。火山石只能做科学研究，做科学普及。阳朔必须做强做优做大文化旅游，大力发展绿色产业。我们希望，有责任心和事业心的科学家们，多到阳朔登山考察，对于这个地区是否发生过超级火山作出正确的判断，对于阳朔地质地貌之谜做出科学的解答。（2023年4月23日）