岩浆是地壳下50到200公里的地下熔岩,在高温高压下熔化受低密度的影响,它通过孔隙或裂缝向上移动,在火山下方或内部形成岩浆囊。随着岩浆的堆积,腔内压力增大当表壳盖的强度不足以阻止岩浆向上运动时,岩浆通过薄弱带上升到地表。在上升过程中挥发物溶解在岩浆中(主要是H2O、CO2、HCI、HF、SO2等)会从岩浆中溢出形成气泡,使岩浆沸腾引起爆炸,使岩浆冲破地表形成喷发。岩浆冲出地表后,温度和压力下降进入火山岩,在火山口周围堆积形成火山。
火山构造又称火山机构,主要由火山锥组成、火山口、火山通道由三部分组成。
火山锥是以火山口为中心的小山,由火山口周围的火山喷出物堆积而成一般是圆锥形的,也有不同喷出物和材料成分形成的屏蔽、穹形、钟状等火山锥。火山锥可以进一步分为火山碎屑锥(火山渣锥)熔岩火山锥(盾火山)复合火山锥(层火山)火山碎屑岩锥(火山渣锥)它是一个以火山碎屑物质为主的渣堆,呈圆锥形结构,上坡陡,下坡缓;熔岩火山锥(盾火山)它是一座缓坡的盾状火山,主要由熔岩组成;复合火山锥(层火山)它是由熔岩层和火山碎屑岩层交替形成的层状火山它的碎片的颗粒随着陨石坑的距离而变化,陨石坑周围有大的碎片,远的地方堆积着细小的碎片。一些火山锥形成后,在火山锥上又出现了其他的小火山锥这种火山锥通道与主火山锥的通道相连,但没有独立的岩浆源,称为寄生锥。
火山口是火山喷发的出口,是火山喷发后喷出物在出口周围堆积形成的环形坑。火山口平面近圆形,内部为漏斗状体或碗状体。
火山隧道又称火山管,是连接岩浆源与地表的管状隧道火山隧道形状各异,有的是圆柱形,有的是长形或不规则形,主要受喷发类型影响。
一座完整的层状火山主要由主岩浆房组成、基岩、主熔岩通道、地面、侵入性火成岩脉、熔岩岔道、火山灰堆积层、侧翼、熔岩堆积层、火山喉、寄山火山锥、熔岩流、喷发口、主火山口、火山灰云由15部分组成,但并非所有火山都有完整的结构比如有的泥火山不喷发,没有岩浆喷发口、寄生火山锥和其他结构。
火山喷发是地下深处的熔融岩浆,是地壳运动造成的地下岩浆的挥发性成分在压力降低的作用下从其中剥离出来,产生体积膨胀,岩浆沿断裂带向地面运动,冲出地表,形成火山喷发。
火山作用(volcanism)也称为火山爆发(burst out),指地下岩浆通过火山通道从地表喷出、产生爆炸、流出熔岩、与火山喷发有关的一系列岩浆活动,如喷射气体和碎屑物质。火山作用包括火山活动的全过程,一些与火山活动有关的成矿作用也是火山作用的一部分常见的火山作用主要是喷发,又分为火山喷发、岩浆喷溢、熔岩流分为三种形式。
构造活动产生的拉应力场使岩浆囊上升形成岩浆通道。岩浆在压力和浮力的驱动下沿着岩浆通道上升,冲破地表。
岩浆囊阶段:原始岩浆在岩浆作用下分凝、上升、侵位等演变。最初的熔体分散在固体矿物颗粒之间,随着熔融程度的增加,熔体会逐渐流动、从固体颗粒中汇聚分离,形成大的岩浆囊或岩浆房。岩浆房的直径从几公里到几十公里不等,由一种熔融的岩浆组成、挥发物、和晶体的混合物。
岩浆通道上升阶段:岩浆房中的岩浆处于高压状态,部分岩浆可被周围达到临界点的岩石圈熔成新的岩浆利用岩浆与围岩密度差产生的浮力,使岩浆从源区上升。在板块运动的影响下,地壳可能在板块边界形成张力或拉伸-剪切破碎带,如果这些裂缝相互连通,可以作为岩浆喷发的通道,岩浆在压力和浮力的驱动下沿着岩浆通道上升,突破地表形成喷发。
气体喷发物:火山气体的成分多为水蒸气,一般占总气体体积的60%~90%其他主要成分包括硫化氢(H2S)二氧化硫(SO2)二氧化碳(CO2)氢氟酸(HF)氯化氢(HCl)氯化钠(NaCl)氯化铵(NH4CI)火山爆发早期高温下的氯化氢(HCl)气体成分很多,后期还有二氧化硫(SO2)二氧化碳(CO2)等气体成分较多。
液体喷发物:液态喷出物是从地表喷出的岩浆,挥发性成分逸出成为熔融的浆体。熔融的岩浆沿着地面的斜坡流动称为熔岩流,冷却后称为熔岩。
火山的分类大致可以分为三种,火山一般根据活动情况分为死火山、活火山和休眠火山;根据火山构造成因的分类,火山分为会聚板块边缘火山、离散板块边缘火山、热点型火山、大陆裂谷型火山;根据火山类型的不同,可分为盾状火山、层状火山(复合式火山)火山渣锥、熔岩穹丘、破火山口、低级火山口和泥火山等。
休眠火山:休眠火山是历史上一直活跃的火山,但已经休眠了很长时间。休眠火山保存了完整的火山形态,具有火山活动的能力,有再次喷发的可能,如中国的长白山火山。休眠火山、死火山、活火山的分类方法只是相对的,它们可以相互转化,而不是一成不变的。
盾状火山:盾形火山是以熔岩流为主的盾形火山,顶部宽阔,侧翼平缓倾斜。盾状火山有一个缓坡(坡度约2° ~ 10°),大多是大型火山,一般由玄武岩浆组成,岩浆粘度低,熔岩不断堆积形成盾形,夏威夷群岛、冰岛火山是盾状火山的典型代表。
火山渣锥:火山渣锥就是火山渣锥、火山灰等火山碎屑堆积而成的锥形山。火山渣锥通常是一次喷发形成的单形态火山,常出现在盾状火山和层状火山的侧翼。火山渣锥是火山爆发时火山口附近的火山灰形成的喷发后期,岩浆失去了大部分挥发物,导致密度增加,以熔岩流的形式慢慢流入火山口。尼加拉瓜塞罗内格罗火山是火山渣锥的典型代表。
熔岩穹丘:熔岩穹丘是由火山的高粘度物质构成的、由富含硅的岩浆缓慢流出形成的近乎圆形的突出物。熔岩穹丘大多很小,生长非常缓慢,聚集在板块边界区域,这是层状火山日本爱婴火山的主要构造特征之一、美国加利福尼亚州的拉森峰是熔岩穹丘的典型代表。
破火山口:火山口是火山顶部火山喷发形成的大型圆形凹陷,直径1公里以上,通常由岩浆退却、火山本身崩塌,浅层岩浆囊喷发,大致可分为爆炸火山口、火山口有三种类型侵蚀性火山口和凹陷性火山口,其中日本的高木泰士火山是一个典型的火山口。
低平火山口:低位环形山是地表下岩浆和水蒸气爆炸形成的低洼圆形环形山。低级火山口内壁通常深而陡,直径比较大,火山口边缘低而平缓火山口边缘主要由火山碎屑和围岩碎屑组成火山口内形成一个相对较浅的火山口湖,称为马尔湖中国吉林龙岗火山群中有许多低级火山口。
世界上约有2000座死火山和500多座活火山,一般呈带状分布,类似地震带,主要与地壳断裂带有关、强新构造运动带与板块构造边缘弱带有关,集中在环太平洋火山带上、地中海至印度尼西亚火山带、海脊火山带和红海海岸和东非火山带是四个地带。
洋脊火山带:洋脊火山带主要分布在大西洋、太平洋和印度洋的海脊被板块构造撕裂,一些在水下喷发,另一些露出水面形成火山岛。山脊带约有60座活火山,约占全球活火山的12%
红海海岸和东非火山带:非洲板块和印度洋板块延伸形成的东非大裂谷火山带上有22座活火山,约占全球活火山的5%
火山灾害主要取决于火山爆发的类型、性质、火山灾害的规模和位置,主要的致灾因素是火山喷发形成的熔岩流、火山弹、火山灰、碎屑流、涌浪、火山泥流、岩崩、酸雨和有毒气体,以及火山爆发力量引起的冲击波、地震、海啸、滑坡、泥石流等地质灾害。
火山碎屑流:火山碎屑流(pyroclastic flow)是由火山灰、岩石碎块和火山气体组成的混合流体通常温度在800℃以上,能量高,流速快,火山喷发后能以100公里的速度行进/一小时的速度可达数公里甚至数百公里,摧毁路径上的所有物体,破坏力极强,致命,是最危险的火山灾害之一。
熔岩流:火山喷出的岩浆温度可达1000~1100℃,其流速随二氧化硅含量而异通常,它的流动速度比火山碎屑流慢得多,但它可以破坏各种建筑物和物体,并经常因其高温而引起严重火灾。
地震:火山带和地震带都处于板块交界处,地震与火山活动密切相关火山喷发是一种火山地震,在岩浆迁移过程中经常引起地表破裂和地壳颤动。通常火山地震是不容易被人察觉的小地震,但也有强烈的火山地震会导致房屋倒塌,危及生命安全。
海啸:火山海啸是由大规模海底火山喷发产生的破坏性波浪引发的海啸,一些陆地火山也可形成海啸,引发海啸灾难。
泥石流:火山泥石流是火山喷发引起的泥石流,导致火山湖破裂溢出或火山顶部积雪融化,泥石流中混有岩石、火山碎屑物质与水的混合物从山坡上冲下,速度快,破坏力大,是火山地区的主要地质灾害之一。
酸雨:火山气体含有大量二氧化硫、二氧化碳、氯化物、甲烷等气体在大气中形成硫氧化物或氮氧化物并溶解在水蒸气中,落入酸雨中,会腐蚀建筑物,造成人体伤害。
火山喷发是地球上一种重要的地质现象,它不仅能造成火山灾害,还能形成重要的矿物、地热和旅游资源。
火山岩浆的高温是很好的地热资源,可以作为温泉使用、地热发电等用途。
火山可以创造许多壮观的火山景观、地热温泉等,已成为旅游景点。比如日本的富士山、中国长白山风景区、新西兰陶波湖风景区、美国的黄石公园和夏威夷火山国家公园都是由火山形成的旅游景点。
火山的概述图
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