【科学的南京】南京地质那些事儿（上）

阅美金陵图书馆

2024-09-22

南京地质

科学的

南京

（上）

那些事儿

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南京地貌

城市里的火山

火山喷发

讲师简介

李云海

东南大学公共管理硕士，江苏科技馆副研究馆员，江苏省科普作家协会会员，主要从事科学教育活动设计与开发，设计实施科学教育项目，实施自然体验活动已经成为品牌化科学教育活动。曾分别荣获第二届、第五届全国科普场馆科学教育项目展评二等奖，一等奖。2019年科普部全国科学项目展演二等奖。2020年全国科技馆联合行动“同上一堂科学课”华东区一等奖。

我们南京地质上有许多科学故事，今天我们就聊聊南京地质上的那些事儿。

南京地貌

首先我们先说说南京的地貌。

南京有高山吗？......

没错，我们南京周围没有海拔超过500米的山峰。南京东郊的紫金山海拔400多米，已经是南京地区最高的山了。我们南京属于宁镇扬（也就是南京镇江扬州）丘陵地区，丘陵地貌特征就是山体不高也不大，山势比较缓，没有明显的悬崖陡坡。如果我们坐车出了南京城，我们会看到周边有大量平整的农田，中间夹杂着水塘、湖泊和一些小河流，其中还有一些低矮的岗地，有的岗地上面坐落着一些房屋和村舍。所以南京地貌以丘陵、平原和岗地为主，大约占南京地貌面积的百分之九十以上。

说起南京的河流，大家心里一定会闪现出浩浩荡荡奔流东去的长江，在南京附近江面宽阔，宛如一条巨龙将南京分成江南江北。大家知道吗，长江在南京地区的位置其实一直都在变化，一段时间河床向北面移动，过了一段时间又向南边移动。不过这时间是相当漫长的。同时长江江面的宽度也是不断变化。在古地质时期，那时候长江流域比现在更为温暖湿润。长江汇集的水量比现在要大，南京附近江面与河床都要比现在宽得多。现在长江在上海附近入海，而在远古时代，大概在镇江扬州附近，长江便逐渐拥向大海的怀抱。

【科学的南京】

“城市里的火山”

——方山

我们南京在古地质时代曾经有过火山喷发，火山喷发的遗迹在南京还是比较容易找到。如果我们要仔细寻找的话，我们江宁区就有一座体量还比较大的古火山。这座古老的火山已经融入到我们南京城市当中，成为了一座名副其实的“城市里的火山”。它就是南京江宁区方山，它位于南京市江宁区科学园内。

科学的南京

方山（图片来自网络）

我们登紫金山时，站在紫金山头陀岭朝南边眺望，就能隐约看到远处地平线上有一座山的轮廓。这座山很有意思，它的海拔不高，大约只有208米，但是它的顶部非常平整，好像山头被人用神奇的斧子横着削去一块，这就是方山。方山是一座平顶山，远远望去很像古代官老爷用的一方大官印，以前人们称它叫印山。方山虽不高，但由于位于平原之上，看起来依然比较有气势。

地质学家将火山分为死火山、活火山和休眠火山。它们如何区分呢？有些火山在人类有史以前就喷发过，但现在已不再活动，这样的火山称之为“死火山”，如果是历史上曾经喷发过，但长期以来处于相对静止状态的火山。此类火山都保存有完好火山锥的形态，仍具有火山活动能力，或者在目前技术条件下不能断定其已丧失火山活动能力，人们称之为“休眠火山”；而从人类有史以来，曾经有喷发而且还有可能继续喷发的火山，称为“活火山”，比如长白山从6世纪以来就喷发过3次，它就是活火山。

方山火山在喷发两次之后就一直没有再喷发过，所以方山就属于死火山；它山体基部的坡度较缓，上部坡度则较陡峭，四周受雨水冲刷而沟壑纵横。大约在距今300万至1000万年之间的地质时期，也就是上新世时期，方山曾经发生过两次火山喷发，岩浆冷却凝固形成山体。方山的山上有两层玄武岩覆盖，最下面一层玄武岩覆盖在第三纪中砂砾层上，这一层的玄武岩厚度约54米，足足有十多层楼那么高，这是第一次喷发的玄武岩堆积形成的。在这一层玄武岩上又被第二次喷发时堆积起来的火山岩覆盖。

我们脑海中的火山，一般都有一个高高的火山锥体，锥体顶部是火山口，火山口是那种典型的锅底形状，比如日本富士山。但是去过方山的朋友可能会发出疑惑，我为什么找不到火山口呢？一般来说火山喷发有猛烈喷发和溢流两种。当岩浆在从地壳薄弱的地方上升到地表的过程中，溶解在岩浆中气体逐渐溶出，形成气泡，当气泡占有的岩浆体积比例超过75%时，如果禁锢在液态岩浆中的气泡被迅速地释放出来，会导致爆炸性喷发，表现为火山猛烈喷发，一般称为中心喷发。如果岩浆含有气体成分少，释放气体不剧烈，表现为岩浆宁静式溢流，就像煮沸的米汤从锅里漫溢流出一样。

【科学的南京】

方山火山喷发

是属于哪一种喷发呢？

科学的南京

火山岩浆溢流式喷发

（图片来自网络）

科学的南京

火山中心式喷发

（图片来自网络）

其实方山前后经历过两次喷发阶段，第一次方山古火山的喷发属于比较温和的溢流方式。

让我们把时钟倒着拨回，回到当年火山喷发的现场：300~450万年前的一天，方山周围的地底隆隆作响，仿佛传来阵阵闷雷声，大有一场风暴即将来临的势头。接着地动山摇，方山位置下面炽热的岩浆，顺着裂隙慢慢涌上地表。涌动的岩浆和地下的气体产生出巨大的压力，让地壳岩石渐渐隆起，形成了一个火山锥。方山第一次喷发时，岩浆并没有爆炸喷涌而出，而是慢慢在火山口堆积，逐渐口部形成了一个炙热滚烫的熔岩湖。据科学家估计，当时的熔岩湖直径大约有300~400米。随着熔岩的不断上涌，熔岩湖东北角，也就是朝向现在大学城公园的方向破开了一个口子，火红的岩浆慢慢地从这个破口开始向外漫溢出来，朝着山下流淌了1公里左右，逐渐冷却成为黑色的熔岩岩。后来火山口的熔岩湖逐渐冷却，熔岩湖面冷却后凝结形成了一个火山口。可惜的是由于第一次喷发的火山口，被深埋在厚厚的火山岩下面，我们无法看到。

科学的南京

火山熔岩

（图片来自网络）

科学的南京

火山熔岩在火山口形成岩浆湖

（图片来自网络）

方山的第二次喷发相比第一次温和的方式，就显得剧烈得多。

话说有那么一天，沉寂多年的方山山顶开始冒出白烟，这可不是祖坟冒青烟，而是说明火山又开始活跃起来。过了没多久，突然一阵惊雷般的巨响，岩浆夹杂着碎石伴随着气体爆裂喷出，碎屑、浓烟、热浪充满着方山的上空，天空一下变得昏暗起来。这次火山喷发产生巨大的爆炸，把山体东北侧炸出一个豁口，山顶14公顷左右的面积被炸上天空。爆炸的威力之大，喷出的碎屑甚至向东北方向飞出了5公里，落在了今天东焦水库，以及梅龙路以北的区域。如果我们在这个区域的草丛中仔细挖掘，能够发现当年喷出的碎屑遗迹。这次爆炸结束后，岩浆直接从豁口溢出，不停流淌了几年后，方山才完全沉寂下来。由于第二次喷发时顶部的山体被炸飞削去，山顶变得十分平整，我们也很难看到第二次喷发火山口的原貌了。

现在方山已经成为江宁汤山方山地质公园，这座公园是以汤山猿人洞、地质剖面、温泉、新近纪火山为主题的综合性地质公园，分汤山园区和方山园区，总面积38.4平方公里，主要地质遗迹面积18.4平方公里。

【科学的南京】

下

期

预

告

【科学的南京】南京地质那些事儿（下）

汤山温泉、汤山溶洞、江北桂子山石柱林

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敬请期待

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统稿丨王丹