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玩轉(zhuǎn)地理|火山,火炎焱燚山

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與地震一樣,火山也是快速構(gòu)造運動。它不僅發(fā)生在地殼中,有時還涉及更深的構(gòu)造圈。上地幔上部(地表以下100千米到150千米深處),存在一個軟流層(一般認(rèn)為這里可能是巖漿的主要發(fā)源地)。當(dāng)巖漿中的氣體壓力累積到一定程度時,便會攜帶著火山噴出物,順著地殼裂隙或薄弱地帶,噴出地表,即為火山噴發(fā)。

注意,火山噴出物,既有氣體、液體,也有固體。氣體以水蒸氣為主,并有氫、氯化氫(無色有刺激性氣味,其水溶液即鹽酸)、硫化氫(或有臭雞蛋氣味,有劇毒)、一氧化碳、二氧化碳、氟化氫等。液體即熔巖(巖漿),固體則指熔巖與圍巖(即周圍巖體)的碎屑,如火山灰、火山渣、火山豆、火山彈、火山塊等。


其中,火山噴發(fā)(巖漿噴出地表)是地球內(nèi)部物質(zhì)與能量的一種(快速)強烈的釋放形式,火山活動是導(dǎo)致地表形態(tài)發(fā)生變化的力量(內(nèi)力作用)之一。不同類型的火山,因噴發(fā)方式不同而噴出物也有不同。根據(jù)火山噴發(fā)狀況,今日的火山噴發(fā)類型有兩類:

一是裂隙式噴發(fā),多見于大洋中脊(生長邊界)的裂谷中(陸上僅見于冰島、美洲等個別地方),是海洋擴(kuò)張的原因之一。如果是在陸地上,則巖漿(熔巖物質(zhì))往往沿著地殼的巨大裂隙多中心溢出地表,形成寬廣的玄武巖高原,如美國哥倫比亞高原、印度西部高原等。


二是中心式(或管式)噴發(fā),巖漿由點狀火山頸噴出地表,常在地表形成火山錐、火山口(未遭到破壞的火山口呈中央低凹的封閉洼地,易積水成湖,如長白山天池)、火山頸等火山地貌(地下部分有“巖漿房”),如(日本)富士山、長白山主峰等。

值得注意的是,中心式噴發(fā)又可細(xì)分為三類:一者,夏威夷型(或?qū)庫o式)只噴發(fā)熔巖而沒有火山碎屑。二者,培雷型(或爆炸式。培雷火山位于加勒比海東部西印度群島的馬提尼克島北部?!癙elee”一詞來自法語,意為“荒蕪的”或“光禿的”,該火山即因頂部為光禿熔巖而得名如此)噴發(fā)時產(chǎn)生猛烈爆炸現(xiàn)象。其中,巖漿酸度越高,氣體含量越多,其爆炸性也越強。三者,中間型,噴發(fā)特點介于前兩者之間,依噴發(fā)力又可分為多種。


其中,當(dāng)火山噴發(fā)的熔巖為酸性(二氧化硅含量較高。二氧化硅為酸性氧化物)時,噴發(fā)狀況就較為暴烈,這是因為酸性熔巖所含的氣體較多,熔巖流特別黏稠,流動速度慢,氣體不易散逸。因此,此類火山地下深處的巖漿中積聚越來越多的高壓氣體,壓力越積越大,最后噴薄而出,發(fā)生爆炸。隨著爆炸,大量氣體、火山彈、火山灰等固體被噴射入空中。

但是,當(dāng)火山噴出物是基性(二氧化硅含量較低)時,因基性熔巖黏性小,流動速度較快,氣體能夠自由散逸,火山通道不易堵塞,故而壓力也不會積聚,因而噴發(fā)較為寧靜,極少發(fā)生爆炸,火山碎屑物也較少。但是,這類火山噴發(fā),往往能形成大面積的熔巖流,如冰島的基拉火山。


注意,根據(jù)礦物組成的區(qū)別,巖漿巖可分為四類:一是超基性巖(二氧化硅含量小于45%),多鐵、鎂而少鉀、鈉,主要礦物為橄欖石和輝石,代表巖石為橄欖巖。二是基性巖(二氧化硅含量為45%—52%),主要礦物為輝石、鈣斜長石,亦有少量橄欖石和閃角石,代表性巖石為輝長巖、玄武巖。

三是中性巖(二氧化硅含量為52%—65%),主要礦物為角閃石與長石,兼有少量石英(主要成分即二氧化硅)、輝石、黑云母等,代表性巖石為閃長巖、安山巖、正長巖與粗面巖。四是酸性巖(二氧化硅含量65%以上),多鉀、鈉而少鐵、鎂,主要礦物為長石、石英和云母,代表性顏色為花崗巖與流紋巖。


熔巖的性質(zhì),非但可以決定噴發(fā)的強度,也決定了火山的外貌。其中,噴出酸性熔巖,往往成為層狀火山(又稱復(fù)式火山,世界上主要的火山均屬此類,如日本富士山。流動性質(zhì)較小的酸性熔巖,經(jīng)多次猛烈噴發(fā),由熔巖和火山碎屑物交互堆積成層)。此類火山坡度較大,可達(dá)20°—30°,并且越接近火山口坡度越陡,在外形上看似截頂圓錐形山地,頂部火山口或可成湖。

基性熔巖流動性較大,其火山外貌往往是盾狀的,類似一個倒覆的盤子,坡度較緩,一般不超過10°。這就是盾(形)火山(具有寬闊頂面和緩坡度側(cè)翼,呈現(xiàn)為盾狀),如美國的夏威夷島(著名的火山島),中國的(山西)大同火山群,黑龍江五大連池火山群等。


地球上的火山多作線狀分布,它們集中在南北走向的“三條線”上:一者,位于大西洋的海底“山脊”(大洋中脊)上。二者,自白令海峽附近開始,沿著太平洋東岸向南經(jīng)北美洲西海岸,至南美洲西海岸。三者,同樣從白令海峽附近開始,沿太平洋西岸南下。此外,火山分布還有“第四條線”,即印度洋中的毛里求斯島、留尼汪島(法屬)、羅德里格斯島(毛屬)及非洲東海岸等地的火山。

換言之,火山幾乎無一例外地分布于大小板塊邊界上,形成了環(huán)太平洋火山(地震)帶、地中?!柴R拉雅火山(地震)帶、洋中脊(如大西洋海嶺)火山帶以及紅?!獤|非火山帶(特別是環(huán)太平洋弧—溝系統(tǒng),全球活火山超七成在此地)。其中,火山分布最多的國家是印度尼西亞、日本、美國、厄瓜多爾、冰島等。


中國的火山地貌地質(zhì)遺跡廣布,主要分布在我國東部地區(qū),以藏、黑、浙、閩、云、川、新等?。▍^(qū))最為豐富。其中,臺灣(?。┮粠ё顬榛钴S,自釣魚島至小蘭嶼就有20余座火山。但是,中國缺少現(xiàn)代火山,長白山是中國最大的活火山,最近一次噴發(fā)是1702年(清康熙年間)。

注意,大洋中脊(生長邊界)裂谷中的任何一處都有可能噴出熔巖。消亡邊界上的火山活動則尤其強烈而頻繁,但火山并不分布于海溝附近,而是在與之有一定距離的島弧一側(cè)。據(jù)推測,這是由于較冷的大洋板塊自海溝潛入島弧一側(cè),需要一定時間摩擦加熱導(dǎo)致地殼物質(zhì)熔融才能引起火山噴發(fā)。


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