火山

　　火山是地球内部岩浆喷出地表堆积形成的山体。典型的火山外形呈圆锥形，称火山锥，锥顶有火山口，火山口下有火山通道与地壳深处岩浆相连。火山可分死火山和活火山两种子。死火山是指有史以来相当长的时间内没有活动的火山。活火山是指人类有文字历史时期以来有过活动或现今尚有活动的火山。全世界有活火山５１６座，其中６９座是海底火山。火山是地下岩浆及地壳运动在地表的直接反应。研究火山有助于了解地球内部结构，还有助于发现某些稀有矿床。

　　地壳之下100至150千米处，有一个“液态区”，区内存在着高温、高压下含气体挥发份的熔融状硅酸盐物质，即岩

　　在地球上已知的“死火山”约有2000座；已发现的“活火山”共有523座,其中陆地上有455座，海底火山有68座。 火山在地球上分布是不均匀的，它们都出现在地壳中的断裂带。就世界范围而言，火山主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚细亚到地中海一带，现今地球上的活火山百分之八十分布都在这两个带上。 　

　　火山出现的历史很悠久。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”；不过也有的“死火山”随着地壳的变动会突然喷发，人们称之为“休眠火山”；人类有史以来，时有喷发的火山，称为“活火山”。 　

　　火山活动能喷出多种物质，在喷出的固体物质中，一般有被爆破碎了的岩块、碎屑和火山灰等；在喷出的液体物质中，一般有熔岩流、水、各种水溶液以及水、碎屑物和火山灰混合的泥流等；在喷出的气体物质中，一般有水蒸汽和碳、氢、氮、氟、硫等的氧化物。除此之外，在火山活动中，还常喷射出可见或不可见的光、电、磁、声和放射性物质等，这些物质有时能致人于死地，或使电、仪表等失灵，使飞机、轮船等失事。  

1、 盾状火山(Shield Volcanoes)：盾状火山是具有宽阔顶面和缓坡度侧翼（盾状）的大型火山。由于火山挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆。夏威夷岛（大岛）是典型的盾状火山。大岛是由5个连续年龄的火山连接而成。其中的 Mauna Loa火山是最大的,从海底到山顶有9090米。

 2、火山渣锥 Cinder cones (scoria cones)：火山渣锥是玄武岩碎片堆积而成的山丘，喷出气体携带熔岩滴进入大气，然后在火山口附近降落，而形成火山锥。熔岩滴通常在飞行中间，降落地面之前已经是固态的或部分固态的，称之为火山弹。如果气体压力下降，最后阶段的可能是熔岩流冲出渣锥的底部，如果熔融岩浆中具有充裕的水，它们的相互作用将形成玛珥湖（低平火山口）而不是火山渣锥。 喷发时间越长，火山锥越高。一些火山锥只有几米高，而一些如墨西哥的Paricutin火山，从1943年到1952年连续喷发，火山锥高达610米，随着火山碎屑活动，熔岩流从其底部流出，摧毁了Paricutin村. 火山渣锥可以单独存在，也可以组成小的或大的群，或火山场。

 3、复合型火山（层状火山） Composite Volcanoes(Stratovolcanoes)：复合型火山为多次喷发所建造，其复发周期可以是几十万年，也可以是几百年。形成复合型火山的最经常的是安山岩，但也有例外。虽然安山岩复合型火山锥主要由火山碎屑组成， 有些岩浆侵入使锥体内部破裂而形成岩墙或岩床。这样多次侵入形成的岩墙或岩床将碎石编织成巨大堆积。这样的构造可以比单独由碎屑物构成的火山锥高 。由于其太高，有可能使其太陡、不稳定而在重力作用下垮塌。地球上一万年来已知1,511 火山喷发，其中699座为层状火山。 地球上最高的火山为层状火山——智利的Nevado Ojos del Salado火山高 6,887 m.历史上喷发过的最高的火山为高6,739 m 的Llullaillaco火山, 二者都在北智利安第斯山脉。 圣海仑斯火山为Cascades最年轻的层状火山，同时也最活动，地质学家识别出过去3500年35层喷发的火山灰。 Shasta火山是 Cascades最大的层状火山。

 4、熔岩穹丘（Domes）：熔岩穹丘是高粘滞性、富硅岩浆缓慢挤出而形成的，大部分熔岩穹丘比较小，但可能超过25立方公里。穹丘挤出可以相当缓慢的熔岩运动而终结，也可能开始爆炸，扩展成为火山碎屑所覆盖的坑。

5、破火山口（Calderas）：一种在火山顶部的较大的圆形拗陷，其直径往往大于1英里。通常是岩浆回撤、火山自身塌陷时形成，或浅部岩浆囊喷发而形成的。大量岩浆的撤退可能是由于其构造支撑的丧失而造成的。 在西班牙语中Caldera 意为罐或大锅，在Canary岛原来指锅底状的拗陷，而不管其成因。 破火山口直径可达8-16公里，而火山口直径通常不超过1-1.6公里，主要是在火山喷发期间由于爆炸而挖掘出来的。

6、低平火山口（玛珥湖 Maar）：玛珥的英文“maar”来源于拉丁文“mare”，即海的意思，使德国莱茵地区的人们对湖泊、沼泽的称呼。1921年德国科学家Steininger把maar定义为一种火山类型。玛珥是由岩浆水汽相互作用发生爆炸而形成的。在地表下形成了深切到围岩的圆形火山口，并被一个低矮的碎屑环包围。玛珥是一个由环形壁、火山口沉积物、火山筒和馈浆通道组成的系统。

 7、 泥火山（Mud volcano）：泥火山是泥漿与气体同时喷出地面后，堆积而成。其外型多为锥狀小丘或者是盆穴狀，丘的尖端部常有凹陷，並由此间断地噴出泥漿与气体。

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过程的差别形成了形形色色的火山活

一、火山喷发的过程

火山喷出地表前的过程归纳为三个阶段：岩浆形成与初始上升阶段、岩浆囊阶段和离开岩浆囊到地表阶段。
1.岩浆形成与初始上升阶段
岩浆的产生必须有两个过程：部分熔融和熔融体与母岩分离。实际上这两种过程不大可能互相独立，熔融体与母岩的分离可能在熔融开始产生时就有了。部分熔融是液体（即岩浆）和固体（结晶）的共存态，温度升高、压力降低和固相线降低均可产生部分熔融。当部分熔融物质随地幔流上升时，在流动中也会产生液体和固体的分离现象，从而产生液体的移动乃至聚集，称之为熔离。

2. 岩浆囊阶段
 岩浆囊是火山底下充填着岩浆的区域，是地壳或上地幔岩石介质中岩浆相对富集的地方。一般视为与油藏类似的岩石孔隙（或裂隙）中的高温流体，通常认为在地幔柱内，岩浆只占总体积的5%-30%。从局部看，可以视为内部相对流通的液态集合。岩浆是由岩浆熔融体、挥发物、以及结晶体组成的混合物。

3. 从岩浆囊到地表阶段
岩浆从岩浆源区一直到近地表的通路的上升，与岩浆囊的过剩压力、通道的形成与贯通、以及岩浆上升中的结晶、脱气过程有关。当地壳中引张或引张-剪切应力大于当地岩石破裂强度时，便可能形成张性或张-剪性破裂，如若这些裂隙互相连通，就可以作为岩浆喷发的通道。

二、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。

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。

2. 夏威夷式喷发(Hawaiian eruption)    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。

3. 斯通博利型(Strombolian eruption)    源自20世纪初早期意大利语。最典型的是意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”，其喷发特征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（意大利）、帕利库廷火山（墨西哥）、维苏威火山（意大利）、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。

4. 武尔卡诺型喷发(Vulcanian eruption)    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，使阻塞物被炸开，一些碎片和熔岩组成的“面包皮状火山弹”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。

5. 培雷式喷发(Peléan eruption)    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，爆发特别强烈，最明显的特征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。

6. 普林尼式喷发(Plinian eruption)    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，如此反复作用，形成复杂的火山机构。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13km的庞贝城，为平均7m 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。

7. 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。碎屑通常是棱角状和尖棱角状，无火山弹和熔渣。

8. 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复爆发式喷发为特征，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现在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。

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。
　
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。
　　
火山爆发呈现了大自然疯狂的一面。一座爆发中的火山,可能会流出灼热的红色熔岩流,或是喷出大量的火山灰和火山气体。这样的自然浩劫可能造成成千上万人伤亡的惨剧,不过大多数火山爆发对生命和财产只造成轻微的伤害。 火山爆发是世界各地都可能发生的自然灾害,只是有些地区发生得比较频繁而已。

火山碎屑是火山喷出的岩浆冷凝碎屑以及火山通道内和四壁岩石碎屑。火山碎屑按大小分为大于鸡蛋的火山块，小于鸡蛋的火山砾，小于黄豆的火山砂和颗粒极细小的火山灰；按形状分为：纺锤形、条带形或扭动形状的火山弹，扁平的熔岩饼，丝状的火山毛；按内部结构分为：内部多孔、颜色较浅的浮石，泡沫，内部多孔、颜色黑、褐的火山碴。被喷射到空中的火山碎屑，粗重的落在火山口附近，轻而小的或被风吹到几百千米以外沉降，或上升到平流层随大气环流。火山喷发时灼热的火山灰流与水（火山区暴雨、附近的河流湖泊等）混合则形成密度较大的火山泥流。火山灰流和泥流都带有灾害性。

全世界有516座活火山，其中69座是海底火山，以太平洋地区最多。活火山主要分布在环太平洋火山带，地中海-喜马拉雅 -印度尼西亚火山带、大洋中脊火山带和红海-东非大陆裂谷带。中国境内的新生代火山锥约有900座，以东北和内蒙古的数量最多，约有600～700座。最近一次喷发的火山是位于新疆于田县的卡尔达的火山。火山的分布受控于全球板块构造。
　　
火山活动是一种宇宙自然现象。宇航探测发现月球、火星、金星、木卫一上均有火山活动。

墨西哥科利马火山再次喷发

美国阿拉斯加圣奥古斯丁火山喷发

 世界最著名的火山－维苏威火山