一、冰島概述
冰島面積為10.3萬平方公裡,為歐洲第二大島。冰島是歐洲最西部的國家,位於北大西洋中部,北鄰格陵蘭海,西北隔丹麥海峽和格陵蘭相鄰,東北部為挪威海。冰島的海岸線長約4970公裡。冰島1/8的面積被冰川覆蓋,冰川的面積1.3萬平方公裡。冰島位於北大西洋中脊上,火山活動和地質運動劇烈。冰島雖然位於北極圈邊緣,但受北大西洋暖流影響,氣候適宜。
冰島衛星遙感圖(據網際網路資料)
冰島共有3處世界遺產,包括辛格維利爾國家公園、蘇特塞島和瓦特納冰川國家公園。冰島東南部的瓦特納冰川國家公園2019,被列入《世界遺產名錄》。瓦特納冰川國家公園,包括10座火山,其中8座位於冰川之下。這裡是冰島最大的冰原和歐洲最大的冰川。冰與火的共存,成為瓦特納公園的最大特色,也成為冰島的標誌性景觀之一。
冰島瓦特納冰川國家公園地形圖(據谷歌地圖)
冰島在地質成因上,是由於地幔柱上湧而形成的熱點玄武巖區,為長期的海底巖漿活動和海底火山噴發而形成的熱點型火山島,並且這個海島處於大西洋中脊上。
二、冰島的地貌特點
整個冰島是個碗狀高地,四周為海岸山脈,中間為一高原。大部分是臺地,臺地高度大多在400-800米之間,個別山峰可達1300-1700米,冰島最高峰是華納達爾斯赫努克山(2119米)。低地面積很小,西部和西南部分布有海成平原和冰水衝積平原,平原面積佔全島的7%左右。冰島腹地主要是平原,多分布沙質地、熔巖平原和現代冰川。
冰島著名的旅遊景觀有冰川、火山地貌、地熱噴泉和瀑布、湖泊和湍急河流、海岸等。冰島1/8被冰川覆蓋,冰川面積佔1.3萬平方公裡。其中,瓦特納冰川是歐洲最大的冰川。
冰島地貌高程圖(據網際網路資料)
冰島地形圖(據谷歌地圖)
冰島南部斷裂系-火山群-冰川流動入海的衛星遙感圖(據谷歌地圖)
三、冰島地質特點:火山群-裂谷
1.冰島地質
全島主要由玄武巖組成,並可分為4個主要地層單元,分別為新近系玄武巖(15-16Ma)、上新統-下更新統冰磧巖、中-上更新統玄武巖、全新統或冰盛期後熔巖及現代沉積物(劉剛等,2013)。
冰島火山斷裂系統發育,可分為3個火山側翼帶和4個火山裂谷帶(蔣喆等,2020)。
冰島地質簡圖(蔣喆,2020)
1-全新世沉積物;2—全新世玄武巖及熔巖地層;3—晚更新世枕狀熔巖及相關沉積物地層;4—晚更新世熔巖與沉積物互層;5—晚上新世-早更新世玻質玄武巖及相關沉積物巖層;6—中新世-早上新世玄武巖及相關沉積物巖層;7—冰原;8—城市
冰島周圍的海底深度及構造圖(Foulger et al.,2019)
冰島裂谷系的地質構造簡圖(據網際網路資料)
冰島的構造剖面圖(Hjartarson et al., 2017)
冰島東部地質剖面圖(Sigmundsson,2006)
展示熔巖堆積地層發生了掀斜作用,也有人認為是冰川融化後地殼回彈造成的
冰島東海岸航拍照片(Sigmundsson,2006)
展示熔巖形成的區域地層掀斜特徵
2.冰島火山群
冰島處於在歐亞板塊與北美洲板塊的分界線上,即處於北大西洋中脊和熱點火山疊加的位置上的火山島,形成地表裂谷構造,是地球上研究洋中脊擴張不可多得的海島,成為觀測大洋中脊的天窗。
冰島主要是裂隙式火山噴發的典型代表。冰島地處大西洋中脊火山帶,其本身屬於大洋火山島。組成冰島的巖石都是火山巖,以玄武巖分布最廣,還有安山巖、流紋巖等。在冰島看到的基本都是火山現象,大小火山爆發頻頻發生。
冰島是世界上火山密度最高的海島,不到10.3萬平方公裡的國土面積上,冰島共有火山130座,有40-50座活火山,文字記載了其中30座火山的125次爆發。主要的火山有拉基火山、華納達爾斯火山、海克拉火山與卡特拉火山等等。華納達爾斯赫努克火山為全島最高峰,海拔2119米。1963年至1967年在西南岸的火山活動形成了一個約2.1km²的小島,即冰島最南端的蘇特賽火山島(Surtsey),被列入了世界遺產目錄(自然遺產,2008)。
艾雅法拉火山高度大約為1666米,由此前多次噴發的火山灰、熔巖等形成。2010年3月20日,艾雅法拉火山開始了190年來的首次噴發,形成一條長達500米的裂縫,並產生了壯觀的熔巖噴湧。
冰島火山地質簡圖(左圖據網際網路資料)(右圖據蔣喆等,2020)
冰島北部的冰下火山地形高程的剖面圖(Sigmundsson,2006)
冰島火山地質系統分布圖(Sigmundsson,2006)
包括裂隙式火山、中心式火山、部分破火山口等。
向南觀測Öskjuvatn的破火山口形成演化
(Caroc 1876繪圖,Johnstrup, 1877).
3.裂谷
冰島是世界上位於大洋中脊上最大的島嶼。冰島發育多條裂谷帶和斷陷盆地,最主要的裂谷帶縱貫海島南北,北東向延伸,長度達400km以上,構成了北美板塊和亞歐大陸板塊的分界線。大洋中脊在穿過冰島時,斷裂帶從清晰的單一裂谷,變成了東、西、北三組平行的裂谷帶。
冰島火山斷裂系統示意圖(武選民,2007)
冰島的裂谷地貌及其斷裂分布圖(據網際網路資料)
辛格維利爾(Thingvellir)國家公園的大裂谷,是地表唯一的陸上洋中脊裂谷,巨大的裂谷貫穿南北,在空中俯瞰就像是地表巨大的傷口,裂谷中地勢低洼,地表水匯入,形成了一系列的湖泊。現在這個裂縫仍在以每年2釐米的速度在分離。
冰島西南部的辛格維利爾(Dingvellir)國家公園的大裂谷(據網際網路資料)
冰島辛格維利爾國家公園(Dingvellir)(據網際網路資料)
冰島辛格維利爾國家公園(據網際網路資料)
四、冰島的地熱溫泉資源
冰島地熱資源使用廣泛,開發程度高,經濟效益顯著,是冰島最重要的自然資源。全島約有250個鹼性溫泉,其溫泉數量是全世界之冠,最大的溫泉每秒可產生200升的泉水。大洋中脊地幔上隆,巖漿熱量不斷傳遞到地表,使冰島成為世界上地熱資源豐富的國家之一(劉剛等,2013)。
冰島Fontana地熱溫泉(據網際網路資料)
冰島地熱資源分布圖(據網際網路資料)
冰島全島高、中、低溫 地熱田遍布全國,溫泉、氣孔星羅棋布,並廣泛應用於發電、溫室、漁業、工業、融雪、旅遊等行業。現代火山-斷裂帶遍布冰島全區,並且擁有廣闊的冰川覆蓋區,4個冰原分布於冰島中部和東南地區,為其提供了良好的水熱交換環境(蔣喆等,2020)。冰島地熱田分布與火山斷裂帶具有密切的空間分布關係。
冰島地熱溫泉形成模式圖(蔣喆等,2020)
本文據(李江海,2021,《世界地質學》(講義))修改補充