一、定义

      地球内部充满着炽热的岩浆。在极大的压力下,岩浆便会从薄弱的地方冲破地壳,喷涌而出的一种现象。

 

二、形成的原因

      火山的形成涉及一系列物理化学过程。地壳上地幔岩石在一定温度压力条件下产生部分熔融并与母岩分离,熔融体通过孔隙或裂隙向上运移,并在一定部位逐渐富集而形成岩浆囊。随着岩浆的不断补给,岩浆囊的岩浆过剩压力逐渐增大。当表壳覆盖层的强度不足以阻止岩浆继续向上运动时,岩浆通过薄弱带向地表上升。在上升过程中溶解在岩浆中挥发份逐渐溶出,形成气泡,当气泡占有的体积分数超过75%时,禁锢在液体中的气泡会迅速释放出来,导致爆炸性喷发,气体释放后岩浆粘度降到很低,流动转变成湍流性质的。如若岩浆粘滞性数较低或挥发份较少,便仅有宁静式溢流。从部分熔融到喷发一系列的物理化学变化的差别形成了形形色色的火山活动。

 

三、火山爆发的前兆

      火山爆发是一种极强烈的火山活动,其喷出物质以各类较粗的火山碎屑物质为主。当火山爆发时,伴随着惊天动地的巨大轰鸣,石块飞腾翻腾,炽热无比的岩浆像一条凶残无比的火龙,从地下喷涌而出。

      一直以来,火山爆发都给人一种很突兀的感觉,甚至没有任何准备,但只要细心观察,就会发现火山爆发前还是有某种迹象存在的。

      1、火山上不断冒出缕缕白烟。

      2、火山附近出现刺激性酸雨、并伴有很大的隆隆声。火山附近的河流有硫磺的味道。

 

四、火山爆发的指数

      火山喷发中危险性最大的是爆炸式喷发,其中最大的灾害是喷发柱,因而习惯于用喷发物总质量与喷发柱高度来衡量,通常称之为火山爆发指数VEI。

      火上喷发的指数VEI与火山喷发能量E(erg)的关系(S De la Cruz-Reyna,1996) 为:lg E = 0.78 MVEI + 21.02。

 

五、火山喷发条件

      一个地方能否形成火山主要在于是否具备以下条件:

     (1)部分熔融体的形成,必须有较高的地热(自身积累的或外边界条件产生的),或隆起减压过程,或脱水而减低固相线;

     (2)岩浆在地壳中的富集,或岩浆囊形成的位置与中性浮力面的深度有关,而中性浮力面的深度又与地壳流变学间断面有关;

     (3)岩浆囊中的物理化学过程,主要是结晶体、挥发物与流体的份额与相互作用,岩浆喷发起着促使、或抑制作用。地壳岩浆囊的存在起着拦截、改造地幔升上的岩浆的作用。它也是形成爆炸式火山喷发的重要条件。

     (4)岩浆囊的存在对岩浆通道的形成有促进作用,而构造活动产生的引张应力场是形成岩浆通道的主要原因。

     (5)岩浆离开岩浆囊后的上升受到压力梯度与浮力的双重驱动。

 

六、火山形成的火山资源

      火山虽然经常给人类带来巨大的灾害,但它也并非一无是处。火山资源的利用也可以带给我们生活的乐趣与便利。一般来说,火山资源主要体现在它的旅游价值、地热利用和火山岩材料方面。火山和地热是一对孪生兄弟,有火山的地方一般就有地热资源。地热能是一种廉价的新能源,同时无污染,因而得到了广泛的应用。现在,从医疗、旅游、农用温室、水产养殖一直到民用采暖、工业加工、发电方面,都可见到地热能的应用。人们曾对卡迈特火山区进行过地热能的计算,那里有成千上万个天然蒸气和热水喷口,平均每秒喷出的热水和蒸气达2万立方米,一年内可从地球内部带出热量40万亿大卡,相当于600百万吨煤的能量。冰岛由于地处火山活动频繁地带,可开发的地热能为450亿千瓦时,地热能年发电量可达72亿千瓦时,那里的人民很好地利用了这一资源,虽然目前开发的仅占其中的7%,但已经给当地人民带来了很多效益。其中,雷克雅未克周围的3座地热电站为15万冰岛人提供热水和电力,而整个冰岛有85%的居民都通过地热取暖。地热资源干净卫生,大大减少了石油等能源进口。自1975年后,冰岛空气质量大为改善。冰岛人还善于提高地热资源的使用效率,包括进行温室蔬菜花草种植、建立全天候室外游泳馆、在人行道和停车场下铺设热水管道以加快冬雪融化等。现在,全世界有十几个国家都在利用地热发电,我国西藏羊八井建立了全国最大地热试验基地,取得了很好的成绩。

      火山活动还可以形成多种矿产,最常见的是硫磺矿的形成。陆地喷发的玄武岩,常结晶出自然铜和方解石,海底火山喷发的玄武岩,常可形成规模巨大的铁矿和铜矿。另外,我们熟知的钻石,其形成也和火山有关。玄武岩是分布最广的一种火山岩,同时它又是良好的建筑材料。熔炼后的玄武岩称为“铸石”,可以制成各种板材、器具等。铸石最大的特点是坚硬耐磨、耐酸、耐碱、不导电和可作保温材料。

 

七、火山类型

      1、根据火山活动情况的分类

     (1)活火山(active volcano),指现代尚在活动或周期性发生喷发活动的火山。这类火山正处于活动的旺盛时期。如爪吐岛上的梅拉皮火山,本世纪以来,平均间隔两三年就要持续喷发一个时期、我国近期火山活动以台湾岛大屯火山群的主峰七星山最为有名。大陆上,仅6年前在新疆昆仑山西段于田的卡尔达西火山群有过火山喷发记录。火山喷发形成了一个平顶火山锥。

     (2)死火山,指史前曾发生过喷发,但有史以来一直未活动过的火山。此类火山已丧失了活动能力。有的火山仍保持着完整的火山形态,有的则已遭受风化侵蚀,只剩下残缺不全的火山遗迹、我国山西大同火山群在方圆约123平方公里的范围内,分布着99个孤立的火山锥,其中狼窝山火山锥高将近1900米。

     (3)休眠火山(dormant volcano),指有史以来曾经喷发过.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的火山锥形态,仍具有火山活动能力,或尚不能断定其已丧失火山活动能力。如我国长白山天池,曾于1327年和1658年两度喷发,在此之前还有多次活动。目前虽然没有喷发活动,但从山坡上一些深不可测的喷气孔中不断喷出高温气体,可见该火山目前正处于休眠状态。

      应该说明的是,这三种类型的火山之间没有严格的界限。休眠火山可以复苏,死火山也可以“复活”相互间并不是一成不变的。过去一直认为意大利的维苏威火山是一个死火山,在火山脚下,人们建筑起许多的城镇,在火山坡上开辟了葡萄园,但在公元79年维苏威火山突然爆发,高温的火山喷发物袭占了毫无防备的庞贝和赫拉古农姆两座古城,两座城市及居民全部毁灭和丧生。

 

      2、火山喷发类型

      火山喷发类型按岩浆的通道分为裂隙式喷发和中心式喷发两大类。

      裂隙式喷发 又称冰岛型火山喷发。岩浆沿地壳中的断裂带溢出地表。喷发温和宁静,喷出的岩浆为粘性小的基性玄武岩浆,碎屑和气体少。基性熔岩溢出后,形成广而薄的熔岩被,或玄武岩高原。沿断裂带熔岩锥呈线状排列。

      中心式喷发 岩浆沿火山喉管喷出地面。根据喷出物和活动强弱又可分为下列几种,其名称用代表性的火山名或地名、人名命名。

      ①夏威夷型 岩浆为基性溶岩,气体和火山灰很少。熔岩从火山口中溢出,火山锥体为盾形,顶部碗状火山口中有灼热熔岩湖,湖面有熔岩“喷泉”。

      ②斯特朗博利型 岩浆为较粘性的中-基性,气体较多,具有中等强度的爆炸,喷出物主要是火山弹、火山渣和老岩屑,也有熔岩流。火山锥为碎屑锥或层状锥。

      ③乌尔坎诺型 猛烈喷发的一种。粘性的或固体有棱角的大块熔岩伴随大量火山灰抛出,形成“烟柱”。熔岩流少或没有熔岩流。形成碎屑锥或层状锥。

      ④培雷型 岩浆为粘稠的中-酸性,多气体,强烈爆炸,有迅猛的火山灰流。火山锥为坡度较大的碎屑锥,锥顶部为岩穹,经风化剥蚀后火山颈突出地面。

      ⑤普里尼型 粘稠岩浆在火山通道内形成“塞子”,一旦熔岩冲破“塞子”,爆炸特别强烈,产生高耸入云的发光火山云及火山灰流。锥顶为猛烈的爆炸所破坏的火山口。

      ⑥超乌尔坎诺型 通常无岩浆喷出,喷出物主要是岩石碎屑和火山灰、气体,量不多,火山口低平。

      ⑦蒸气喷发型 地下水被岩浆气化,连续的或周期性喷出气体。

 

八、如何预测火山爆发

      1、观地形的变化。火山爆发之前,岩浆在地底下慢慢聚集,地形因而隆起,山坡地面的活动,角度的变化,火山山顶的位置变化都可以预测火山的爆发情况。

      2、观泉水变化。火山爆发前,地下岩浆会越来越多,温度必然随之升高。导致泉水温度上升

      3、科学研究。

      4、通过地震预测。在火山位置布置地震网,侦测地震位置、地震级别、地震次数和频率变化,来了解岩浆活动的情况,进而预测火山的爆发。

      5、使用科学仪器。使用地震仪、倾斜仪、全球定位系统等来预测火山爆发。

 

九、火山爆发带来的影响

      最具威力、最壮观的火山爆发常常发生在俯冲带。这里的火山可能在沉寂达数百年之后再度爆发,而一旦爆发,威力就特别猛烈。这样的火山爆发常常会给人类带来灭顶之灾。

      不利影响:

      1、影响全球气候

      火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体,对气候造成极大的影响。因为在这种情况下,昏暗的白昼和狂风暴雨,甚至泥浆雨都会困扰当地居民长达数月之久。火山灰和火山气体被喷到高空中去,它们就会随风散布到很远的地方。这些火山物质会遮住阳光,导致气温下降。此外,它们还会滤掉某些波长的光线,使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕,或是泛着奇异的色彩,尤其在日出和日落时能形成奇特的自然景观。

 

      2、破坏环境

      火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成泥石流能冲毁道路、桥梁,淹没附近的乡村和城市,使得无数人无家可归。泥土、岩石碎屑形成的泥浆可象洪水一般淹没了整座城市。岩石虽被火山灰云遮住了,但火山刚爆发时仍可看到被喷到半空中的巨大岩石。

 

      3、重现生机

      火山爆发对自然景观的影响十分深远。土地是世界最宝贵的资源,因为它能孕育出各种植物来供养万物。如果火山爆发能给农田盖上不到20厘米厚的火山灰,对农民来说可真是喜从天降因为这些火山灰富含养分能使土地更肥沃。熔岩崩解后,杂草苔类开始冒出来。绳状熔岩流过的山坡长出蕨类植物。火山灰让周围的土地肥沃,当地的葡萄年年丰收。

 

      有利影响:

      火山的益处举凡火山地质、火山地形及后火山作用的地热和温泉,肥沃火山土壤,都带给人们相当多的益处。

      火山作用对我们并非完全有害无益。例如岩浆只要能留在地表下,就是很好的地热来源。火山附近常有温泉或热泉,这就是因为岩浆散发出的热度使地下水变热而形成的。这种热源我们称为地热,规模大的可形成“地热田”。

   火山作用的另一个好处是为我们制造陆地。地球表面大约有71%被海水所覆盖,海底火山经年累月不断地冒出岩浆,冷凝成岩石,如此长期堆积,直到有一天岩石高出水面形成岛屿。夏威夷群岛与冰岛就是这么形成的,至今,岛上还有活动火山不时喷出岩浆。

      此外,火山爆发所形成的火山灰云层会在爆发后一段时间内影响该区阻挡太阳光,该区的平均温度亦因此下降,科学家认为火山爆发是地球天然的气候调整机制。

 

十、火山爆发预警是怎么样的

      1、一般应急警报。高频地震震级增大,开始出现长周期地震,可以观测到地形变的迅速隆起,同时深部幔源气体增多。开始出现零星、小规模的喷气或火山喷发,岩石圈热力学状态开始动荡。

      2、紧急应急警报。出现明显火山颤动,地壳表面隆起接近峰值,隆起速率减小而引张应力增大,火山气体含量升高。开始出现频繁的蒸汽喷发和火山灰喷出。

      3、特别应急警报。火山灰喷发活动增强,强烈的火山颤动往往持续很长时间,火山通道迅速扩张,变形以引张为主,可以观测到很高的火山气体含量,同时发生小规模的熔岩流侵入,预示着大规模火山喷发即将来临。

 

十一、火山爆发后该如何逃生

      逃生时应用湿布护住口鼻,或佩戴防毒面具,防止火山灰中的硫磺灼伤皮肤、眼睛和黏膜。到庇护所后,脱去衣服、彻底洗净暴露在外的皮肤,用干净水冲洗眼睛。

      如果从靠近火山喷发出逃离时,最好带上坚硬的头盔,来保护头部。

      如果遇到气体球状物,可到坚固的建筑里暂时躲避,或跳入水中,屏住呼吸半分钟左右,球状物就会滚过去。

     传染病是完全可以预防的,对灾区群众和救援人员而言,认真了解并掌握必要的传染病自身防护知识至关重要。

      灾后生活和生态遭受严重破坏,成为各种病菌生长繁殖的理想场所,大批灾区群众集中在临时住所,居住拥挤,人口密度大,易引发一些传染病。另外,灾区群众机体对疾病的抵抗力明显下降,也成为传染病发生的诱发因素。所以灾后要加大防范力度,采取积极有效措施,杜绝灾区传染病的蔓延和传播。

 

十二、灾后要注意的心理问题

      1、灾后容易出现的心理问题

      (1)情感麻木、迷茫、希望破灭,易冲动。

      (2)容易漫无目的的行走。

      (3)经常失眠、恐慌、发怒、抑郁。

      (4)严重的会身体虚弱、血压升高、心跳加速、呼吸急促等。

 

       2、可能出现心理问题的迹象

      (1)经常回忆灾难发生时的情景,梦中也会梦到。

      (2)经常出现幻觉,感觉灾难还要发生。

      (3)对什么事情都不感兴趣,爱发脾气。

      (4)吃不下饭,睡不着觉。

 

       3、灾后儿童心理反应

      (1)害怕黑夜,常常做噩梦。

      (2)情绪低落,对什么事情都不感兴趣,精神不振。

      (3)特别依赖父母,害怕和陌生人独处。

      (4)脾气暴躁易发怒,身体感到不适。

 

      4、家长对孩子的帮助

      (1)了解孩子的内心感受,多和孩子进行心理沟通,让孩子了解到灾后每一个人都会恐惧,都会遇到很多心理问题。

      (2)帮助孩子恢复信心,鼓励孩子用现实、积极的方法来解决问题,告诉孩子一切都会好起来的。

      (3)鼓励孩子们与其他孩子多交流,让他们从朋友身上得到支持,减少不安感,相互学习如何处理问题,度过难关。

      (4)以身作则,做好榜样。

 

十三、灾后如何进行心理重建

      灾后心理重建要注意的问题。一定要让心理受创者保持好饮食的平衡,有足够的睡眠。关心孩子的心理状态,给孩子提供机会和氛围分享他们的焦虑和恐惧,鼓励家长和孩子间进行真实的情感沟通。鼓励心理受创者保持和外地亲友间的沟通渠道,接受来自他人的身体和情感支持,有必要的话,和当地社区联系,帮助其建立良好的社会支持系统。 陪伴心理受创者重返被破坏的现场,树立重建家园的希望和愿景。向心理受创者介绍灾后心理反应的康复周期,帮助其找到自己的积极的心理应对方法,教受一些心理调节技术,提供可以寻求心理援助的方式。专家提出的灾后心理干预的程序。灾后的心理干预一般分为7个阶段,各阶段通常需要2~3个小时。

      1、介绍心理干预小组成员和干预过程,与心理受创者建立相互信任。

      2、要求所有心理受创者从自己的观察角度出发,提供地震灾难中发生的一些具体事实。

      3、鼓励心理受创者在灾难事件中最痛苦的一部分经历、鼓励他们承认并表达各自情感。

      4、要求小组成员回顾各自在事件中的情感、行为、认知和躯体体验,以便对事件产生更深刻的认识。

      5、要求心理受创者认识到,他们的应激反应是在非常压力的情况之下正常、可理解的行为,并为他们提供一些促进整体健康的知识和技能。

 

十四、灾后如何注意饮食

      灾害之后,由食物引发的疾病或中毒事件很多,所以要引起注意。

      1、饮用水必须经过净化、消毒、不喝生水,并要保护水源。

      2、饭菜要熟透加热后方可食用,不食用死因不明的牲畜肉。

      3、灾后杂乱不堪的环境和容易让食物发生霉变或食物中一旦有霉菌毒素形成,就很难去除。因此,要注意储藏食物的条件,防治食物的霉变,对于已经霉变的食物,千万不可食用。

      大灾过后,家园会被严重毁坏,所以一般灾区的卫生环境、饮食环境都比较差、为了预防疾病发生蔓延,就要注意饮食卫生,尤其是餐具的处理。

 

十五、我国新生代火山活动的特点

      1、中国大陆边缘区分布的多是近期火山,是一些具有不同活动程度的,但都有喷发危险的火山。如黑龙江的五大连池、吉林的长白山,云南的腾冲火山群以及海南的海口马鞍岭-雷虎岭火山。

      2 、火山活动在空间上的分布同构造活动带相一致,总额表现为火山活动中心由东向西自南向北的迁移趋势,火山活动则体现为东强西弱,北强南弱的特点。

      3、新世为火山活动的最盛时期,火山喷发频率高,次数多,分布范围广,基本形成了各火山带的主体。到了全新世火山活动明显减弱,活动范围缩小。

 

十六、火山爆发来临时该怎么做

      1、用湿布护住口鼻,或佩戴防毒面具。

      2、到庇护所后,侧地洗净暴露在外的皮肤,用净水洗净眼睛。

      3、逃离时,最好带上坚硬的头盔。

      4、遇到气体球状物,可到坚固的建筑里展示躲避。或跳入水中,屏住呼吸半分钟左右,球状物就会滚过去。

 

十七、岩浆作用

      (一)火山喷发现象与喷发类型

      喷出作用又称为火山作用(volcanism)。火山喷发过程极为复杂,在不同地区以及不同的岩浆作用阶段,所喷出的物质和喷发类型各不相同。有的喷发很平静,岩浆沿裂隙通道上升,缓慢地流出地表,边流动边冷凝;有的非常强烈,岩浆喷出时具有猛烈的爆炸现象,可将大量的气体、岩浆团块和固体碎屑喷射到火山口以外,在火山口上空形成巨大烟柱。

      1985年11月13日,哥伦比亚托马利省一座沉睡了400年的内瓦多德尔鲁伊斯火山突然爆发,周围几个城镇被七八米厚的岩浆、石块和火山灰掩埋,造成两万多名居民死亡。我国较晚的一次大规模火山活动是黑龙江省德都县五大连池的火山喷发,始于1719年,1720~1721年大量喷发,结果造成熔岩阻塞白河河道,集水形成五个相互联系的堰塞湖,即五大连池。

      随着地球演化和地壳加厚,火山活动有逐渐减弱的趋势。根据火山活动的时间,可将火山分为:死火山,即人类历史以来不再活动的火山;休眠火山,是在人类历史上曾有过活动而近百年来停止活动的火山;活火山,是现在正在活动或近百年来有过活动的火山。死火山也有可能再度活动而变为活火山。我国台湾屏东县的鲤鱼山火山(1980年7月7日爆发)即为活火山。

      由于岩浆的化学成分、物理性质、火山通道的形状及喷发环境等的不同,因此,喷发类型是多种多样的。按火山通道的形状,可分为裂隙式喷发和中心式喷发。

      1、裂隙式喷发(fissure  eruption)

      岩浆沿一个方向的大断裂或断裂群上升,喷溢出地表,称为裂隙式喷发。这种喷发火山口不呈圆形,而是长达数十公里以上的断裂带,或者火山口沿断裂带成串珠状排列,往下可连成墙状通道。裂隙式喷发以粘性小、流动性大的基性熔浆为主,多表现为沿裂隙缓慢溢出,然后沿地面向各个方向流动而形成熔岩被,面积可达几十万平方公里,厚达几百米甚至超过千米。在地质历史早期,由于地壳较薄,因而火山喷发以裂隙式为主。现代或近代裂隙式喷发主要局限在大洋中脊和大陆裂谷带上。大洋中脊上的裂谷,是全球规模的张裂系统,由于其反复裂开和玄武质岩浆的喷发与充填,构成了洋壳的一部分。大陆上的裂隙式喷发,如四川峨眉山二叠纪玄武岩,覆盖了四川、云南、贵州3省交界的广大地区。

 

      2、中心式喷发(central  eruption)

      喷发物沿火山喉管喷出地面,平面上成点状喷发,称为中心式喷发。火山喉管多位于两组断裂的交叉点上。这种喷发是中、新生代以至现代火山活动的主要方式,可能是由于地壳逐渐加厚、压力增大,多数情况下岩浆只能沿着断裂交叉处形成的通道往上运移的缘故。中心式喷发常伴随有强烈的爆炸现象,除喷出大量气体外,还喷出大量碎屑物质,最后溢出熔浆。按照爆炸的强弱程度,可将中心式喷发分为猛烈式、宁静式和递变式3种。

      猛烈式又称培雷式,以猛烈爆炸的形式出现,具突然性特点,会给人类带来巨大灾难。这种喷发以中酸性岩浆为主,由于其含气体多、粘性大、流动慢、冷凝快,因此常在火山喉管中凝固,像“塞子”一样堵住火山通道。随着下部岩浆的不断聚积,内部压力积累得极为强大,当压力大于“塞子”阻力时,就会发生骤然的猛烈爆炸。岩石被炸碎,大量气体、岩屑和岩浆团块喷向天空,然后再降落到火山口周围堆积。这类火山以西印度群岛上的培雷火山为代表。1902年5月8日,培雷火山突然爆发,山脚下一座海岸城市圣皮尔,在几分钟内被灼热的火山灰流所毁灭,28000名居民除两人外全部遇难。

      宁静式又称夏威夷式,以宁静地溢流出炽热熔浆为其特点,无爆炸现象。熔浆以基性为主,具有含气体少、粘度小、流动快的特点。以夏威夷群岛的火山为此类代表。该岛上的莫纳罗亚火山是世界上最大的活火山,它的熔浆溢出十分宁静,以致人们可到现场观看。

      递变式是以猛烈式和宁静式有规律地交替喷出为特点,多数火山属于这种类型。通常是先猛烈喷发,喷出大量气体和岩屑,随后转为宁静地溢流出熔浆,反复交替出现。著名的意大利维苏威火山属于这种类型,该火山喷发具有明显的周期性。

      由于岩浆性质和气体数量的变化,可造成一座火山在不同时期属于不同的喷发类型,如早期为猛烈式,后期为宁静式,以后又变为猛烈式,出现周期性的更替。

 

      (二)喷出作用的产物

      1、火山喷出物

      火山喷出的物质有气态、液态和固态3种。

      (1)气态喷出物

      火山从开始喷发至终止时都有气体喷发。在岩浆向上运移过程中,上覆岩石的压力逐渐降低,溶解在岩浆中的挥发性组分就以气体的形式分离出来。岩浆喷出后压力降低,更多的气体就进一步释放出来。气体中以水蒸气为主,含量常达70%以上;此外有CO2、SO2、N2、H2S以及少量CO、H2、、NH3、NH4Cl、HF等。

      气体的喷出状况能预示火山活动的进程。如果气体喷出量越来越多,硫质成分越来越浓,温度越来越高,这就是大规模火山喷发即将来临的预兆。如果气体喷出量逐渐减少,CO2成分增多,硫质成分减少,温度降低,则表明火山活动逐渐减弱。

      火山喷出的气体不是全部逸散,其中有相当部分直接由气体凝固成凝华物堆积在火山口附近,常见的有硫磺、氯化铵、氯化钾、硫化砷等,有的可形成矿床。

 

      (2)液态喷出物

      火山喷出的液态物质称为熔浆。熔浆与岩浆的差别在于熔浆挥发分较少。与岩浆分类相似,按SiO2含量熔浆主要可分为酸性、中性和基性3类,而超基性熔浆为数不多。不同类型熔浆粘度不等,因而流动性不同。熔浆冷凝后形成的岩石称为熔岩(lava)。

      基性熔浆SiO2含量低,挥发组分较少,温度高(约1000~1200℃),冷却慢,粘性小,流动快。冷却后形成颜色较深的岩石,称玄武岩。当基性熔浆表面冷凝成塑性薄壳,而下面熔浆仍继续流动时,就会拖曳上部薄壳使其产生波状起伏,形成波状熔岩(wave  lava);如果下面熔浆还继续流动,使上部薄壳被拖引成绳状构造,则形成绳状熔岩。酸性熔浆富含SiO2和挥发组分,K、Na含量比  Fe、含量高,温度较低(多为800~1000℃),冷却快,粘性大,流动慢。冷却后形成颜色较浅的岩石,称流纹岩。酸性熔浆表面迅速冷凝成薄壳并由于强烈收缩而破裂,下面熔浆继续流动,使表层薄壳再次破碎并翻滚、粘结,形成块状熔岩(block  lava)。中性熔浆SiO2和挥发组分的含量以及其它性质介于酸性和基性熔岩之间,所形成的岩石称为安山岩。

      枕状熔岩为基性岩浆水下喷发的产物。基性熔浆在水下凝固时首先表面结成硬壳,并由于冷却收缩而出现裂隙,而壳内的熔浆尚未固结,这样熔浆就可能从裂隙中流出;流出的熔浆表面又形成冷凝的硬壳,由于冷却收缩及内部压力硬壳又发生破裂,尚未固结的熔浆又从裂缝流出;结果使整体熔浆分成许多小股熔浆,最后冷凝固结,并因在完全硬化前受重力作用与周围物体的互相挤压而成为枕状体,形成枕状熔岩(pillow  lava)。

      熔浆在冷凝固结过程中,如果成分均匀,地形平坦,而且缓慢冷缩,就可能围绕一些大致成等距离排列的凝结中心收缩,从而形成垂直于冷凝面的裂隙,把岩石分割成多边形柱状体,这种裂隙称为柱状节理。最常见的是玄武岩中的六边形柱状节理,其次也有五边形、四边形、七边形等。福建第三系玄武岩、峨眉山二叠系玄武岩中的柱状节理都很发育。

 

      (3)固态喷出物

      由于气体的膨胀力及其所派生的冲击作用,使火山喉管及火山口附近的岩石被炸碎并抛射出来,未冷凝的岩浆呈团块、细滴喷射出来并在空中或落地后凝结为固体,它们均属于固态喷出物,统称为火山碎屑物,可分出火山弹、火山块、火山砾和火山灰四种基本类型。

      火山弹(volcanic  bomb)是一种岩浆喷发物,喷离火山口时为炽热的熔浆团,而后在空中旋转运移时,发生不同程度的冷却或固结,落地时可呈现不同的形态。如落地时表层固结,可形成纺锤形火山弹、麻花状火山弹;如表层基本未固结,则形成饼状或不规则状火山弹;如整体基本固结,则呈暗色不规则渣状块体,多气孔,表面锯齿状,称为火山渣,是最常见的一类火山弹。火山弹平均直径大于64mm,最大可达6m(长径)以上。

      火山块粒径与火山弹相当,也是大于64mm,但喷发时是固态的岩石碎块,多呈棱角状至次棱角状。火山块主要由火山通道及其附近早先形成的岩石破碎而成。火山砾粒径为2~64mm,火山灰粒径小于2mm,它们在喷发时可以是液态的,也可以是固态的。

      火山碎屑物大部分降落到火山口附近,呈环状分布,由内向外颗粒由粗变细。火山喷发的碎屑物有时数量极多,散落面积很广,如1883年印度尼西亚克拉克托火山爆发,碎屑物总量估计达2.5×109m3,细小的火山灰被带到大气层的上层,而后随大气飘移散落全球。火山碎屑物经堆积、压实、胶结或熔结而形成的岩石,称为火山碎屑岩。不同期次喷发物形成的火山碎屑岩逐层堆积,因而可有较好的成层性。

 

      2、火山地形

      中心式火山喷发形成的地形常呈锥状,称为火山锥。由于火山喷发类型不同,因而火山锥也是多种多样的。主要由熔岩组成的,称为熔岩锥,坡角常仅有2°~10°,很少大于15°。主要由火山碎屑岩组成的,称为火山碎屑岩锥,坡角约30°~40°。由熔岩与火山碎屑岩互层组成的称为复合锥,坡度常小于35°,世界上较大的火山都属于这种类型,如日本富士火山,海拔高度为3776m。

      在火山锥顶部常有低洼的部位,略呈圆形,边缘很陡,火山物质由此喷出,称为火山口。火山再次喷发时可以将原有的火山口炸掉一部分,使火山口顶部扩大,成为更大的洼地,叫破火山口。火山喷发停止后,火山口积水就成为火山口湖,如吉林长白山主峰白头山天池就是一例。与火山口相连的岩浆通道叫火山喉管(也称火山颈)。与喷出岩相比,岩浆充填火山喉管而凝结的岩石一般结晶较好,呈致密状。在长期风化剥蚀之后,火山喉管中比较耐风化的熔岩往往残留在平地,成为突出的孤立山峰。

      裂隙式火山喷发常可形成熔岩流与熔岩被。从火山口或火山裂隙溢出的熔浆沿山坡或河谷顺流而下,有的呈狭长的带状,有的呈宽阔平缓的舌状,冷却固结后称为熔岩流,当熔岩流遇到陡崖时可形成熔岩流瀑布。当喷发量很大时,熔浆可铺成一大片,被覆在地面上,而后冷凝,称为熔岩被。

 

      二、侵入作用

      岩浆侵入地壳中但未喷出地表时称为侵入作用,侵入的岩浆冷凝后形成的各种各样的岩浆岩体称为侵入体(intrusive  body),侵入体周围的岩石叫围岩。由于承受上覆岩石的压力,因而岩浆具有向压力较低的构造软弱带侵入的趋势。岩浆在向上运动时,以巨大的机械压力沿着围岩的软弱部位挤入,同时以高温熔化围岩,从而占据一定的空间。根据岩浆侵入深度的不同,可分为深成侵入作用(深度>3km)和浅成侵入作用(<3km),相应地,侵入体也分为深成侵入体和浅成侵入体。

      (一)深成侵入体

      深成侵入体形成时的温度和压力均较高,因而岩浆冷凝缓慢,岩石多为全晶质中粗粒结构。岩体规模较大,常见的有岩基、岩株两种。围岩受岩浆高温影响,变质现象较强,范围较广。

      岩基是侵入体中规模最大的一类,面积大于100km2,最大可达数万平方公里。平面上一般呈长圆形,长数十公里,甚至几千公里,宽可达100km以上。岩基一般为中酸性岩浆冷凝而成,多由粒度较粗而成分稳定的花岗岩或花岗闪长岩等组成。我国东部地区以及秦岭、天山、阿尔泰山等地均有规模巨大的花岗岩类岩基。

      岩株(stock)是一种常见的侵入体,平面上近圆形或不规则状,接触面较陡,规模较大,出露面积小于100km2。有的岩株独立产出;有的向下与岩基相连,为岩基的顶部突起部分。北京周口店的房山花岗闪长岩体就是一个比较典型的岩株,其出露面积56km2,平面上近圆形,接触面较陡,并略向围岩倾斜。呈小岩株产出的岩体在找矿上十分重要。如鄂东大冶一带的中酸性岩株,在接触带上有丰富的铁、铜、金矿床。

 

      (二)浅成侵入体

      浅成侵入活动接近地表,岩浆冷凝较快。矿物结晶颗粒细小,岩石常为中细粒结构或斑状结构。浅成侵入体的规模一般较小,可见底部边界,常见的有岩床、岩墙、岩盆、岩盖等。岩石类型从酸性到基性都有,与内生矿床形成时期相近,彼此经常共生。

      岩床

      又称岩席,是厚度较小而面积较大的层间侵入体,与其顶、底板围岩平行,接触面平坦,中部稍厚,向边部逐渐变薄以至尖灭。岩床的厚度差别很大,大的可达上千米,小的仅几十厘米。如果岩浆粘度小、流动快,就可形成面积很大的岩床。岩床以基性岩常见。

      岩墙

      厚度比较稳定且近于直立的板状侵入体,长度为厚度的几十倍甚至几千倍,厚度一般几十厘米至几十米,长几十米甚至几千米。在一个较大区域内,岩墙很少单一产出,常常是几十条、几百条有规律地分布,形成岩墙群。岩墙又可称岩脉。也有人把规模小、形状不规则或贯入在岩体之中的脉状岩体称为岩脉。

      岩盆

      中央部分厚度大,边缘厚度小,中间微向下凹的盆状侵入体。岩盆是岩浆侵入到岩层之间,其底部因受岩浆的重力而下沉,故中央凹陷;或岩浆侵入到构造盆地中而形成的。岩盆的岩性多为基性,平面形状为圆形或椭圆形,规模一般较大,直径数公里到数百公里,厚度最大者可达千米以上。

      岩盖

      又称岩盘,是上凸下平的穹窿状侵入体。由岩盖中部到边部,其厚度迅速变小而尖灭。岩盖规模一般不大,底部直径约  3~6km,最厚处通常小于1km,地表出露形态常为圆形、椭圆形。岩盖的岩性以中酸性岩为常见,由于中酸性岩浆粘度大,延伸不远,将上覆岩层拱起而成盖状。

 

案例

7万年前喷发或改变人类进化史

      多巴湖是一座位于印尼苏门答腊岛北部的火山湖,此湖呈菱形,长100公里,宽30公里,面积1130平方公里,是世界上最大的火山湖。7万多年前,这里发生过一次超级火山爆发,导致人口锐减。

      关于此次超级火山爆发对早期人类所造成的毁灭性打击并没有文字记载,但是有科学家相信此次火山爆发改变了人类的进化史。

      美国伊利诺伊大学的施坦利认为,多巴湖火山大爆发喷发出3000立方公里的火山灰等物质,造成了绝大多数早期人类灭亡,只剩下1万名成年人存活。现代人类都是从这很少的1万人演化而来。施坦利的假设并没有得到证明,不过多巴湖是人类历史上第二大火山爆发。爆发形成的巨大火山口就成为了今天世界最大的火山湖—多巴湖。

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