地质现象 活火山( 二 )


地质现象 活火山

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火山喷发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、挥发物与流体的分额与相互作用,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 。喷发类型纵观世界火山的喷发类型,其决定因素一是岩浆的成分、挥发分含量、温度和粘度,如玄武质岩浆含SiO2成分低,含挥发分相对少、温度高、粘度小,因此岩浆流动性大,火山喷发相对较宁静,多为岩浆的喷溢,可形成大面积的熔岩台地和盾形火山;流纹质和安山质岩浆富含SiO2和挥发分,其温度低、粘性大,流动性差,因此火山喷发猛烈,爆炸声巨大,有大量的火山灰、火山弹喷出,常形成高大的火山碎屑锥,并伴有火山碎屑流和发光云现象,往往造成重灾 。决定因素之二是地下岩浆上升通道的特点,若岩浆房中的岩浆沿较长的断裂线涌出地表,即形成裂隙式喷发;若沿两组断裂交叉而成的筒状通道上涌,在岩浆内压力作用下,便可产生猛烈的中心式喷发 。决定因素之三是岩浆喷出的构造环境,看其是在陆地,还是水下;是在洋脊还是在板内;是在岛弧还是在碰撞带等等 。火山所处的大地构造环境不同,火山喷发类型的特点也大不相同 。
地质现象 活火山

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火山喷发 玄武岩泛流喷发这种喷发如印度的德乾高原,北美的哥伦比亚高原 。它们是岩浆沿一个方向的大断裂(裂隙)或断裂群上升,喷出地表,有的从窄而长的通道全面上喷;有的火山呈一字形排列分别喷发,但向下则相连成为墙状通道,因此称为“裂隙喷发” 。喷发以玄武岩为主,流动方向近于平行,厚度及成分较为稳定,产状平缓,以熔岩被多见,常形成熔岩高原 。因为玄武岩流动性大,熔岩喷出量大,少有爆发相,在地形平坦处似洪水泛滥,到处流溢、分布面积广,所以又称“玄武岩泛流喷发” 。1783年冰岛的拉基火山喷发,从长25千米的裂隙中喷出约12km3的熔岩及3km3的火山啐屑物,覆盖面积达565㎞2 。美国亚利桑那州的威廉峪谷,从120米宽的裂隙中一次性流出熔岩,形成308㎞2的高原,厚度最大达240米 。我国贵州、云南、四川的二叠纪玄武岩(26万平方千米)及河北省的汉诺坝(1700㎞2)也都是玄武岩泛流喷发 。夏威夷式喷发属热点火山,以美国夏威夷岛为代表,特点是很少发生爆炸,常常从山顶火山口和山腰裂隙溢出相当多数量的玄武质熔岩流,岩浆粘度小,流动性大,表现为比较安静的溢流,气体释放量可多可少 。由于喷发时岩浆受到较大的静压力以及气泡的膨胀作用,当其到达地表时,形成熔岩喷泉,被逸出气体推动的熔岩喷泉可高达300m或更高,被喷出的多是玄武质熔岩,也可以是安山质熔岩,也有少量的火山渣和火山灰 。这种喷发类型,熔岩往往是多次溢流,而且有许多裂隙作为通道,流出的熔岩形成比较平坦的熔岩穹 。例如1924年基拉维厄和1975年冒纳罗亚火山的喷发就是典型的夏威夷式喷发 。这种类型喷发基本没有人员伤亡,但可以毁坏农田村庄,造成财产损失 。斯通博利型喷发源自20世纪初早期义大利语 。最典型的是义大利的斯通博利火山,位于西西里风神岛,经常有火山喷发活动,从古代起即被称为“地中海的灯塔”,其喷发特徵是或多或少的定期的中等强度喷发,喷出炽热熔岩,其粘性比夏威夷式要大一些,伴随着白色蒸汽云 。火山口的熔岩有轻度硬结,主要为块状熔岩,由玄武质、安山质成分的岩石组成,熔岩流厚而短,也有少数为绳状,每隔半小时就有气体从中逸出 。这种火山韵律性地喷出白热的火山渣、火山砾和火山弹,爆炸较为温和,很多火山碎屑又落回火口,再次被喷出,其它的落到火山锥形成的坡上并滚入海中 。如斯通博利火山(义大利)、帕利库廷火山(墨西哥)、维苏威火山(义大利)、阿瓦琴火山、克留契夫火山(前苏联),都具有斯通博利型喷发特点 。武尔卡诺型喷发武尔卡诺岛位于地中海西西里岛附近 。这种类型喷发比斯通博利式火山熔岩粘度更大,呈熔浆状,喷发较为猛烈 。不喷发时在火山口上形成较厚的固结外壳,气体在固结的外壳下聚集,使熔岩柱的上部气体趋于饱和 。当压力增大时,发生猛烈的爆炸,有时足以摧毁一部分火山锥,使阻塞物被炸,一些碎片和熔岩组成的“麵包皮状火山弹”和火山渣被一起喷出,同时伴随着含相当数量火山灰的“菜花状”喷发云 。当火山口的“阻塞物”都被喷出后,就有熔岩流从火山口或火山锥侧缘的裂隙中涌出 。培雷式喷发名字起源于西印度群岛马提尼克岛培雷火山1902年的喷发,当时毁灭了圣皮埃尔城,死亡人数超过3万 。这种喷发产生高粘度岩浆,爆发特彆强烈,最明显的特徵是产生炽热的火山灰云,这是一种高热度气体,全是炽热的火山灰微粒,就象活动的乳浊液,密度大,当它沿山坡向下移动时,足以产生象飓风一样的效果 。在培雷式喷发中,向上逃逸的气体经常被火山口中的熔岩堵住,压力逐渐增大发生爆炸时就象从瓶塞底下喷出水平方向的一阵疾风 。熔岩被火山灰含量很高的气体所推动向外流出,但除了从火口中流出粘稠的熔岩外,其它地方就没有熔岩流出的现象了 。历史上发生培雷式喷发的火山较多:1835年科西圭那、1883年喀拉喀托、1902年苏弗里埃尔、1912年卡特迈、1951年拉明顿火山、1955-1956年别兹米扬、1968年马荣和1982年埃尔奇琼火山喷发都属此种类型 。普林尼式喷发岩浆粘度大、爆发强烈,火山碎屑物常达90%以上,其中围岩碎屑占10%-25%,喷出物以流纹质与粗面质浮岩、火山灰为主,分布较广,伴有少量熔岩流或火山灰流 。由于爆发强烈及岩浆物质大量抛出,常形成锥顶崩塌的破火山口 。这种火山喷发过程常为:清除火山通道-岩浆泡沫化-猛烈爆发出浮岩及火山灰-通道壁上碎石坠入及堵塞火山通道,如此反覆作用,形成複杂的火山机构 。公元79年维苏威火山爆发是典型的普林尼式喷发,伴随喷发大规模降落浮石、火山渣和火山灰 。喷出的火山渣顺风降落,离火山口13千米的庞贝城,为平均7米厚的浮石层所掩埋 。日本1783年的浅间火山活动也同样降下浮石层,大喷发中同时有火山碎屑流和熔岩流的喷出 。1980年5月18日美国圣海伦斯火山爆发也是普林尼式,爆发时形成热液-岩浆爆炸 。超武尔卡诺型喷发和水蒸气爆发一样,几乎是无岩浆物质的爆发式喷发 。有的称超火山(日本磐梯山)型爆发 。由于喷发只有喷发物质而无熔岩,因此喷发物质是在冷却状态下喷发的,偶尔在炽热状态下喷出 。其特点是出现大量的基底火山碎屑,有时可达75%-100% 。超武尔卡诺型喷发出的物质体积大小变化很大,从巨形岩块到火山灰均有 。碎屑通常是稜角状和尖稜角状,无火山弹和熔渣 。苏特塞式喷发1963-1967年,冰岛南部近海不停的火山喷发产生一个苏特塞火山岛 。火山活动的前半个时期,在浅海海底的一个火山口以反覆爆发式喷发为特徵,当玄武质岩浆与海水接触时又发生爆炸,产生大量细粒物质(火山灰),这种由岩浆-水蒸气、水蒸气-岩浆爆发的类型与陆上的斯通博利型喷发不一样 。以上的分类法也不是最完善的,实际调查揭示,即使是同一种喷发类型也可能出不同类型的火山作用中,而同一座火山在自身的活动过程中也可能产生不同的喷发类型,甚至在同一喷发期也有时出现不同的火山活动形式 。如以斯通博利型而命名的斯通博利火山,发生几次武尔卡诺型喷发;命名为夏威夷式喷发的基拉韦厄和冒纳罗亚火山,在不同时期均观测到从斯通博利型到超武尔卡诺型的喷发 。喷发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(Volcanic Explosivity Index) 。爆发指数VEI与火山喷发能量E(erg)的关係(S De la Cruz-Reyna,1996) 为:lg E = 0.78 MVEI + 21.02 上一次VEI=8的喷发在2.65万年前纽西兰陶波火山,火山灰覆盖纽西兰北岛中部200米,火山灰850千米外18厘米,造成巨大环境灾难 。上一次VEI=7的喷发是在1815年Tambora,象这样的喷发(VEI=7)大致千年一次 。长白山1215年喷发,日本北海道火山灰2-5厘米,估计喷发体积116km3,VEI=7,相当于一次9.8地震 。上一次VEI=6的喷发是 1991年6月皮纳图搏喷发,DVI火山尘幕指数达1000 。再上一次VEI=6的喷发是1912年万烟谷,像这样的喷发大致百年一次 。VEI=5的喷发如维苏威火山公元79年喷发(VEI=5)10-30年有一次 。VEI=4的喷发如云仙岳1991年喷发(VEI=4)3-5年有一次 。VEI=3的喷发如1985年Ruiz喷发 。黑龙江根据碎屑体积/总喷发体积,估计老黑山爆发指数VEI=4,火烧山VEI=3,老黑山喷发柱高度1-2公里,强度VEI=2,能量相当于一次七级地震 。VEI=2的喷发如长白山1668-1702年喷发,140公里外火山灰3-5厘米 。VEI=1的喷发如1996年Stromboli喷发 。VEI 形容 喷发体积km3 喷发柱高度km 能量erg 相当于地震震级 。地球上的活火山科学发现表明,在许多行星和卫星上都有火山 。在太阳系中有确实证据证明仍有火山活动的是地球和木星的卫星埃欧(木卫一) 。地球上的火山活动平均每年大约有50多次 。但是其中大部分都是在海底和人迹罕至的群山中,因此对人类产生影响的火山活动感觉上很少 。15个被选为“火山十年”观测计画的主要火山是:墨西哥的科利马火山义大利的埃特纳山哥伦比亚的加勒拉斯火山印尼的默拉皮火山刚果民主共和国的尼拉贡戈火山美国华盛顿州的雷尼尔山日本鹿儿岛县的樱岛火山瓜地马拉的圣塔马利亚火山/圣地亚古多火山(Santamaria/Santiaguito)希腊的圣多里尼火山菲律宾的塔尔火山(Taal)西班牙加那利群岛的泰德峰 (Teide Peak)巴布亚纽几内亚的乌拉旺火山(Ulawun)日本的云仙火山义大利的维苏威火山最高的活火山:智利和阿根廷之间的奥霍斯-德尔萨拉多峰是世界上最高的活火山,它有6891米高 。着名火山细数世界上12座惊人的活火山:克留切夫斯克山火山,堪察加半岛,俄罗斯 。克留切夫斯克山火山是亚洲最高的一座活火山,首次爆发是在1697年,而最近的一次是在2011年 。最初喀拉喀托火山只有一小部分露出海面,经过数次火山喷发后,就形成了如今的喀拉喀托火山岛 。瑞尼尔火山,皮尔斯县,华盛顿 。瑞尼尔火山确实漂亮,但同时却存在着十年一次的火山爆发隐患,被广泛认为是世界上最具潜在破坏性的活火山 。基拉韦厄火山,夏威夷,美国 。基拉韦厄火山是世界最大的活火山体,位于夏威夷岛东南部,被誉为“夏威夷火山女神” 。埃格蒙特山,北岛,纽西兰 。虽然在纽西兰人们都称它为“埃格蒙特山”,然而“塔拉纳基山”才是它真正的名字,与日本的富士山甚是相像,曾出电影《最后的武士》中 。阿雷纳尔火山,阿拉胡埃拉省,哥斯大黎加 。儘管阿雷纳尔火山还处于休眠期,但该地区丰富的温泉资源已经说明了火山内部的活跃运动 。富士山,日本 。富士山自18世纪以来就从未爆发过 。斯特龙博利火山,斯特龙博利火山岛,义大利 。活跃的斯特龙博利火山已经吸引了众多地质学家到此考察研究 。帕里纳科塔火山,智利/玻利维亚 。坐落于拉乌卡国家公园的帕里纳科塔火山,附近有包括羊驼、美洲狮等众多的野生动物 。波阿斯火山,哥斯大黎加 。蒸腾着烟雾的波阿斯火山的确令人印象深刻,但更吸引人的是该该地区独有的黄绿色松鼠 。婆罗摩火山,爪哇东部,印度尼西亚 。如果您来参加爪哇当地的传统节日,便能发现当地人都将贡品投入婆罗摩火山,而这个习俗已从15世纪延续 。旅游胜地火山地质总是能形成壮美奇特的景观,成为旅游胜地,有时我们陶醉其中,却忘记了那里还有随时会喷发的活火山 。美国黄石国家公园观赏性: