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贵州三叠纪古生物虚拟博物馆

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            内容摘要: 总论 【火山学】volcanology,vulcanology涉及火山现象各方面的学科。研究的内容包括:火山的形成、分布和分类;火山构造和各种喷出物;火山喷发和其他大规模地质作用,如造山作用、地震活动和板块构造的关系;地球上的火山与其他天体上的火山的对比等。火山学的实用价值是环境监测和寻找有工业价值的矿床和地热能源的开发。公元79年古罗马作家小普林尼(PlinytheYounger)对维苏威火山...

     总论

    【火山学】volcanology,vulcanology涉及火山现象各方面的学科。研究的内容包括:火山的形成、分布和分类;火山构造和各种喷出物;火山喷发和其他大规模地质作用,如造山作用、地震活动和板块构造的关系;地球上的火山与其他天体上的火山的对比等。火山学的实用价值是环境监测和寻找有工业价值的矿床和地热能源的开发。公元79年古罗马作家小普林尼(Pliny the Younger)对维苏威火山喷发作过详细的纪录和描述。19世纪初期,火山学成为自然地质学的一个重要分支,1815年布赫(L.von.Buch)提出火山隆起说,1825年斯克罗普(G.P.Scrope)提出了对立的火山堆积学。至20世纪世界上建立了许多火山观察所,火山学逐步形成一门新科学。
    【火山地质学】volcanic geology见86页“火山地质学”。
    【火山灰年代学】tephrochronology为了建立地质和考古事件的次序,利用火山灰层进行纪年的学科。
    【火山隆起说】elevation theory of volcano又称隆起火口说(hypothesis of upheaval crater)。布赫1815年提出的一种火山成因假说。他认为火山的凸起,是地球内部能量的作用,向上推挤地壳,使之隆起成为圆顶丘,当压力增大到使地下物质冲破圆丘顶端而出时,遂有火山口产生。这一论点虽然得到洪堡(А.von.Humboldt)的支持,但是由于与事实不符,受到斯克罗普(G.P.Scrope)及莱伊尔(C.Lyell)的反对,为火山堆积说所否定。
    【火山堆积说】accumulation theory of volcano斯克罗普(G.P.Scroper)1825年提出的一种火山成因说,是与火山隆起说对立的学说。他认为火山体是喷出地表的熔岩、火山碎屑物等在火口周缘堆积逐渐增高形成的。以后这一成因说又得到莱伊尔支持,目前有关火山的成因,大部分可以用这一学说解释。
    【火山地质】volcanic geology与火山有关的地质现象(包括火山机构,火山地形地貌,火山堆积物),以及火山的成因、起源、演化历史与空间分布规律等均是火山地质的重要内容。
    【火山构造】volcanic structure火山作用不论是裂隙喷发,还是中心喷发,均与长期发育的区域断裂系统有关。中心式喷发往往发生在两组断裂相交的地方。火山岩区断裂构造可划分出三个主要发育阶段:一是火山作用以前的断裂和断块构造形成阶段,主要为岩浆向地表运动提供通道。二是火山杂岩形成期间发育的断裂构造。主要岩浆向上运动时,上冲压力形成隆起构造。三是继承早期断裂,叠加在火山堆积物上的断裂系统。
    【火山活动】volcanic activity与火山喷发相关的岩浆活动。包括岩浆冲出地面、产生爆炸、流出熔岩、喷射气体和碎屑物质等活动,以及与此相伴随的岩浆从地下向地面运移、发散热量、析离出气体、水分等活动。
    【近代火山活动】recent volcanic movement有历史记载以来的火山喷发或溢出活动,包括古人当时的记载和后人用科学方法确定其为有历史记载以来的火山活动。火山活动是构造活动的重要表现形式之一。晚新生代以来,中国的火山活动主要分布在东北-华北地区、昆仑山-阿尔格山南麓、东南沿海、海南岛和台湾省以及云南腾冲等地区,据统计共有50余个火山群。其中,目前已知的中国近代火山群只有10余个(见表);但对于晚新生代以来火山活动地区未来发生火山灾害的危险性仍不可忽视。全球的近代火山活动主要集中在环太平洋带、太平洋东岸的美洲科迪勒拉山系和太平洋西缘的花彩状群岛是世界上火山活动最剧烈的地带,有活火山370多座。据统计全球有活火山516座,其中有69座位于水下。近400年来全球的火山活动已夺去近27万人的生命,造成巨大的经济损失。火山灾害在主要自然灾害中被列为第六位。
    中国近代火山喷发统计表
    火 山地 点〖〗纬度
    (北)经度
    (东)喷发时间
    (公元)注解察哈颜黑龙江省
    呼玛51°35′126°35′1796、1820据《黑龙江外纪》《龙沙纪略》火烧山五大连池48°43′126°07′1719、1721据《黑龙江外纪》《宁古塔纪略》老黑山五大连池48°40′126°15′1719、1721据《黑龙江外纪》《宁古塔纪略》牡丹峰镜泊湖西
    地下森林44°00′128°45′距今5140年盛中方等,1983四海吉林省
    靖宇42°40′126°33′距今1580年(14C)刘祥,1989白头山吉林省
    安图41°31′~
    42°28′127°09~
    128°55′1410、1193、1120、
    1050(14C)崔钟燮,1993彭佳屿台湾省北25°38′122°05′1916、1922张克昌,1986龟山屿台湾省北24°51′121°56′1795花莲台湾省
    东海中24°00′121°50′1853、1854Tom Simkin 等,1981打鹰山云南省腾冲25°07′98°32′1609(?)〖〗《徐霞客游记》,《永昌府志》,《云南地震志》阿什西昆仑山35°42′81°35′1951/05/27〖〗刘嘉麒,1990可可
    西里可可西里
    湖附近35°51′91°42′1973/07/16Tom Simkin 等,1981
    (据刘嘉麒,1995)
    【火山作用】volcanism地下岩浆通过导浆通道喷出地表的全过程。它既包括火山的喷发作用及与其有关的沉积作用,又包括与火山喷发有联系的侵入作用。一些与火山活动有关的成矿作用也是其全过程的一部分。常见的火山作用以喷发作用为主,其表现的形式基本上有三种:①爆发,喷出大量气体的猛烈喷发,形成大量火山碎屑物,堆积成火山碎屑锥;②喷溢,岩浆从火口比较宁静地溢出大量黏度较小的熔岩流,形成熔岩被和盾状火山;③侵出,上侵并溢出黏度较大的熔岩流,在一次气体大量释放后,涌出火口,堆积而成。后期形成岩钟、岩针等。
    【潜火山作用】subvolcanism又称隐火山作用(subvolcanism)、地下火山作用(subterranean volcanism)。泛指火山喷发前岩浆在地下聚集所产生的影响,喷发后残留地下的岩浆,以及未能到达地面但已接近地表的岩浆体产生的影响等。潜火山的作用能使地面形态、地温、围岩的物理性质和化学成分、地下水的成分和运动等发生变化,并能促使矿藏形成。
    【火山现象】volcanic phenomenon泛指岩浆到达或接近地表时引起的各种地质现象。狭义的火山现象,如喷火活动、喷气活动以及火山构造的形成等;此外,如温泉活动、蚀变作用、矿化作用以及岩体的贯入等则属于广义的火山现象。
    【火山温泉】volcanic thermal spring近期火山活动所伴生的温泉,是尚未冷却的岩浆室加热地下水的露头,岩浆水的组分一般不超过5%。其温度和矿化度一般相对较高。火山温泉溢出的热水主要为高矿化度的氯化钠型水,当受地下水稀释时,成氯重碳酸钠型水;当稀释强烈时,则变为重碳酸氯钠型水。如果在地表浅处,地下水受蒸汽加热时,则成为贫氯的硫酸型水。火山温泉可用于医疗和提取有用成分,也可利用其热能。中国台湾省大屯火山群、云南省腾冲火山群一带,都有许多温度很高的火山温泉。
    【火山喷气孔】fumarole在火山区有热蒸气和不凝气体喷出的孔洞。在局部热流很大、地下水的流入量很小的地区,在多孔的浅层热储中,蒸气能从沸水分离,并达到地表而不被凝结。这样的条件比较稀有,正常情况下蒸气被浅的地下水凝结,在地表只能见到酸性热泉。由于地下水位随季节而涨落,热泉和喷气孔可以互换。喷气孔的温度接近或略高于水的沸点温度。根据喷气孔喷出的物质组分可分为硫质气孔、碳酸气孔和水蒸气孔等。喷气孔地区和喷口的周围常发生强烈的水热蚀变。
    【水蒸气喷气孔】steam fumarole喷出的气体以水蒸气为主的喷气孔。水蒸气的含量可达9975%,其余的不凝气体仅占025%。其中CO2占不凝气体的75%,H2S占15%,还剩10%则为H2、N2和CH4。
    【硫质喷气孔】solfatara喷气孔喷出的气体中,SO2和H2S的含量较多。硫质喷气孔的温度接近和略高于水的沸点温度。硫质喷气孔的喷口周围常聚集许多硫磺晶粒。
    【碳酸喷气孔】mofette当温度低于水的沸点时,气体喷口喷出的主要是CO2,而很少水蒸气,被称之为碳酸喷气孔。如果风向、地形等条件适宜,喷出的CO2会在低凹处聚集,若动物误入其中,会窒息而死。这种聚集CO2的低凹之处,中国腾冲称之为“扯雀塘”、“醉鸟井”。
    【无根喷气孔】secondary fumarole,rootless fumarole正在冷却的熔岩流、熔结凝灰岩和高温泥流之上出现的喷气孔,当岩浆还处于白炽状态时,水蒸气全部来自被正在冷却的熔岩流加热的大气水。这种状况可以持续好几年。美国阿拉斯加万烟谷的喷气孔就是1912年喷出的浮石流的脱气作用和大气水渗入到热的沉积物之下和之中汽化而形成的。其喷气孔常形成硅华柱。
    【火山喷发】volcanic eruption火山物质(熔岩、火山碎屑和火山气体),喷出到地表面的火山喷发(维苏威)现象(如图)。由于各处岩浆性质不同和地质条件的差异,喷发的方式和强烈程度也不一样。按现今火山喷发的方式,可分为中心式喷发和裂隙式喷发两种;按喷发的强烈程度则有强烈爆炸、宁静溢出两种极端方式及它们间的过渡类型。这主要取决于岩浆的组分和通道的特征。如高硅质的岩浆,黏度较大,火山通道易被堵塞,堵塞愈紧,爆发也愈猛烈。基性岩浆,黏度较小,如经裂隙溢出,喷发相对宁静。火山喷发不局限于陆上,可在海底,也可在冰盖下。
    【火山韵律】volcanic rhythm火山活动由初喷期经历高峰期、衰退期到休眠期的整个过程称为一个喷发旋回。一个喷发旋回往往包括多次喷发活动,在两个旋回之间常常隔有一定的间断,表现为构造不整合、喷发不整合或具有一定厚度的沉积夹层。以上构成火山的韵律性喷发。
    【初始喷发】initial eruption是在没有火山的地方首次出现的火山喷发。它可以持续多次活动造成突出地面的火山锥;也有尚未堆成火山锥就停止活动,仅在地面留下低平的火山口,甚至没有明显的痕迹留下。
    【火山喷发前兆】eruption symptom,forerunning phenomena预示火山将要喷发的自然现象。重要的现象有:地温升高,喷气孔活动加强,气体温度升高,喷出的气体中硫质增多,火山脉动加强,地震频繁,火山及其附近地面出现微小的倾斜,地磁场发生特殊的变化等。这些现象都是火山喷发前高热的岩浆在地下大量聚集所引起。
    【火山脉动】volcanic tremor由于火山作用所产生的地面微小的反复震动。它与火山地震不同,是一种长期持续、每次振幅大体一致的震动。多出现在岩浆为玄武岩质的火山地区。在火山爆发前,火山脉动的振幅常增大,它是火山爆发的前兆之一。
    【火山鸣】volcanic rumbling火山喷发时或在喷发前后发出的声响,有的如雷鸣,有的如炮声。其发生原因不一,例如火山爆发时,从火口发出的声音在大气中经过复杂的折射后形成的声音,或是由于火山地震时生成的声音。
    【火山海啸】volcanic tsunami又称火山津浪、火山津波,因火山爆发而引起的海水剧烈扰动。
    【火山旋回】volcanic cycle火山活动强弱交替发展的变化过程。从全球的火山活动来看,确有这种规律,但其原因还不清楚。对一座火山而言,更是有其发生、发展和消亡的过程,而它的喷发活动也总是有从开始喷发到活动加强又逐渐减弱直至停息的规律。这些具有周期性的变化过程,都可纳入火山旋回的范畴,但还是一个尚在探讨的课题。
    【自爆发活动】autoexplosivity火山喷出物在喷到地面后,内部残留气体继续释放、体积迅速膨胀所产生的爆炸活动。
    【喷发强度】eruption strength火山喷发本身能量的大小。在给定的喷发过程中,在地面释放出的总能量由四部分构成:①含在固体和流体产物中的热能;②加热地下的岩石并使大气水蒸发所要求的热能和机械能;③岩浆和气体所消耗的机械能;④把火山岩从他们的发源地上升到喷口克服重力所做的功。上面四项中以第1项为主。下面列举一些重要火山在喷发时放出的能量,以焦为单位表示。
    地点能量/J地点能量/J富士山(1707年)71×1017驹岳(1929年)56×1016浅间(1783年)88×1017草津白根(1932年)16×1011坦博拉(1815年)84×1019三宅岛(1940年)48×1016喀拉喀托(1883年)约1×1018鸟岛(1939年)97×1016磐梯山(1888年)约1×1016樱岛(1946年)21×1017樱岛(1914年)46×1018基拉维厄(1952年)18×1017十胜岳(1926年)28×1013三原(1954年)1.3×1015卡拍林霍斯(1957年)4×1017
    【爆发指数】explosive index表示火山爆发强弱程度的指数。以前用火山喷发过程中,喷出的火山碎屑物质在喷出物总体积中所占的百分比来表示。1981年由辛金(T.Simkin)等提出的比较火山喷发程度的指数(见表)。
    VEL012345678记述非爆发小爆发中爆发中-大
    爆发大爆发巨大
    爆发喷出物体积m3<104104~
    106106~
    107107~
    108108~
    109109~
    10101010~
    10111011~
    1012>1012喷出烟柱
    高度/km<0.10.1~11~53~1510~25>25定性描述平缓的溢出的爆发的灾变的阵发的庞大的〖3〗猛烈的狂暴的可怖的喷发类型夏威夷型武尔卡诺型超普里尼型斯特朗博利型普里尼型喷发次数4433613108720131351610
    1982年由纽哈尔(C.G.Newhall)和塞尔夫(S.Self)提出了一个火山爆发指数表,以描述火山爆发的相对强度,它共分为九级。最低的只有1~3,为太平洋中部的火山。最高的达99,为拉丁美洲的火山。大西洋的亚速尔群岛的火山为66。爆发指数的大小正比于熔岩黏度和SiO2的含量。
    【火山烈度】volcanic intensity火山活动的强烈程度。目前尚无成熟的火山烈度表。1955年津屋弘达(H.Tsuya)根据喷出物的体积(不含火山气体),将火山活动的烈度分为10个等级。其烈度表列于下:
    烈度喷出物体积/km3烈度喷出物体积/km3Ⅸ
    Ⅴ>100
    10~100
    1~10
    01~1
    001~01Ⅳ
    00001~001
    00001~0001
    000001~00001
    <000001
    仅有喷气孔活动
    【火山枕状构造】pillow structure在某些喷出岩中见到的椭球体叠加在一起的构造。椭球体的直径几厘米到一米许,一般在30~60厘米之间。椭球体为浑圆的枕状,表层为玻璃质,内部具放射状构造。它是熔岩在水下凝结而成,因为熔岩在水中迅速冷却,所以表层成玻璃质,而在后到的熔岩流来时,先到的熔岩已凝结成球,于是一个包一个相叠在一起。枕间的距离很小,多被相同组分的熔岩,或被碎屑沉积物,或被火山渣状的物质所充填。岩枕的出现表示当初的喷发活动发生在水下,或是靠近水边的陆上喷发,熔岩极易从陆上流入水中。
    【火山柱状节理】columnar joint玄武质熔岩、岩床和岩墙中呈柱状的节理。它是一种常见的构造,但是在其他成分的熔岩中也可发育。节理柱以五边形或六边形最典型,但是也有三边或四边的,有的可达七边。大多数边直且相互平行,但是有的弯曲,宽度也有变化。柱的直径为几厘米到大于3米,长可达30米。柱状节理是熔岩在冷却过程中热应力作用的产物。一旦收缩作用克服抗张强度,节理就形成,然后在垂直收缩的方向作为一个面而发展。
    【熔岩空洞构造】lava hole structure熔岩构造之一。熔岩溢出地面后,在流动过程中,表壳凝固,下伏液态熔岩仍处于潜流状态,并逐渐聚集形成一些壳下熔岩暗流(暗道),当暗道中的熔岩流走之后,即成为空洞,统称为熔岩空洞构造,如熔岩暗道、表层流空洞等。在洞壁上常形成棘刺状熔岩,即熔岩钟乳等。
    【熔岩隧道】lava tunnel,lava tube熔岩内部狭长的洞穴。当岩浆喷出地表后,熔岩流的表层冷凝固结,因固结的岩石导热性极差,熔岩内部仍然保持高温,呈熔融状态,形成潜流,并逐渐集中于壳下的通道之下,形成熔岩暗道,当暗道中的熔岩流空之后,又无新的熔岩来补充,便形成这种形似隧道的洞穴。熔岩隧道的规模变化很大,高可为几厘米到30米,长可有几米到几千米。熔岩隧道常出现于玄武质的结壳熔岩之中,在高硅质的熔岩中比较少见,在渣块熔岩中也稀少,在块状熔岩中完全缺失。
    【熔岩棘】lava spine熔岩隧道内壁上的棘刺状突起。是熔岩隧道形成过程中,里面的液态熔岩流走时,牵引拖曳洞壁尚未完全硬结的熔岩加上重力作用造成。
    【熔岩钟乳】lava stalactite许多熔岩暗道的棚顶及壁上悬挂着熔岩钟乳,其中一些是由仍然处于流动态的熔岩从棚顶下滴而增长,另外一些则是从底部的熔岩流上升来的燃烧着的气体使顶板重熔而形成。这种高温状态可以持续数周或数月。由顶板和洞壁重熔所形成的纤细的熔岩钟乳常是中空的,并可达一米多长。在熔岩洞穴中不是所有的钟乳均由熔岩构成,许多是由硫磺和蛋白石构成。
    【熔岩石笋】lava stalagmite熔岩隧道底部的圆锥状凸起。是隧道顶部的液态熔岩下滴到洞底堆积而成。为黏性小的玄武岩质熔岩特有的产物。
    【溢流拱起构造】effusive dome structure熔岩暗道的顶部熔岩因冷凝而产生大量裂隙,暗道中潜流的液态熔浆沿裂隙上冒而形成的一类构造,如溢流丘、胀裂丘及胀裂脊等。
    【溢流丘】effusive dome液态熔岩流过暗道,在某些地方穿破顶盖,形成局部的溢流中心,并向四面流散,形成低缓的盾形小丘,称为溢流丘。有时在溢出口附近形成小的锥体。
    【张裂丘】swelling dome结壳熔岩表壳固结后,受下面液态状熔岩的推顶或气体膨胀等作用,局部向上隆起,同时产生张性裂隙,其隆起部分呈近圆形或椭圆形的称为张裂丘,又称胀裂丘;若延伸成为长梁状的则称为胀裂脊(swelling ridge),长度可达一二千米。裂隙中有时还有少量熔岩涌出。
    【裂隙塌陷构造】fissurecollapse structure熔岩构造之一。当熔岩流表壳冷凝后,其下有空洞,顺冷却裂隙而发生的各种构造,如熔岩裂隙、熔岩塌陷坑或塌陷谷以及熔岩楔等。
    【熔岩楔】lava wedge穿插在熔岩流壳层的裂隙中的熔岩。熔岩流的壳层固结后,内部处于液态的熔岩仍在运动。它使壳层开裂并楔入其中再凝结而成。
    【喷气溢流构造】fumarolic effusion structure熔岩在所含气体的推动下,顺固结表壳的裂隙溢出地表堆积而成的构造。如喷气穴、喷气叠锥或五大连池熔岩喷叠锥形成过程示意图岩饼塔等。这些构造的形成有一累进的过程,最初形成熔岩饼,它是少量熔岩在气体鼓动下沿裂隙溢出的带有一大喇叭口状的环形饼。这种熔岩饼可间歇性重复发生和重叠出现。如果只有少量几层形成就停止喷溢,累积高度很小,中间喇叭口很大,可称喷气穴。如果熔岩饼重叠达十几层或几十层,形成了数米高的中心空的塔、锥或冢状构造,可称作熔岩喷叠锥或岩饼塔(见图)。
    【熔岩喷叠锥】driblet cone又称熔岩喷气锥(fumarolic coneincone)。由熔岩饼围绕熔岩流上的无根喷气孔重叠堆积形成的锥体。一般高度只有1~2米,体积不大。是熔岩流的表层已有硬壳凝结,而壳下的熔岩还在流动时,熔岩喷叠锥(五大连池)如熔岩中所含气体较多,熔岩在壳下聚集到一定程度,就会产生足够的压力使壳下还在流动的熔岩从壳层的裂口中喷出,如此多次活动到压力衰竭为止。这些喷出的熔岩,常和被熔结在一起的碎屑物质形成饼状、牛粪状的熔岩饼层层相叠,堆成烟囱似的锥。有时一个锥可有几十层熔岩饼组成。中国黑龙江五大连池,熔岩喷叠锥常成群成串出现,排列具一定方向性(见图)。
    【火山链】volcanic chain许多火山呈线状排列形成火山链。可能是火山的喷发受同一断裂的控制;也可能是海底扩张、岩石圈掠过“热点”,喷出定向排列、时间递变的火山。
    【火山带】volcanic belt火山活动比较强烈、活火山的分布相对集中的地带(如图)。多位于岩石圈板块的边缘。在离散板块的边缘有大西洋中脊、东太平洋中隆的洋底火山带。在汇聚板块的边缘有岛弧火山带和活动大陆边缘火山带,分布于太平洋周围的火山带,可合称为环太平洋火山带。另外从印度尼西亚岛弧到地中海也断断续续有活火山分布,它们也是汇聚板块边缘的火山带,称地中海火山带。
    世界火山带分布图【火山区】volcanic region火山带内火山活动比较集中和强烈的地区,它可以由数个火山群组成。如昆仑可可西里火山区,含乌鲁克库勒等十余个火山群;兴蒙火山区,含阿尔新、沙秃、大同等火山群;长白火山区,含长白火山群、龙冈火山群,以及牡丹江穆陵火山群等。至于长江以北的六合方山和江南的江宁方山,共有20余座火山,是否能属同一火山区或火山群尚无定论。
    【火山群】volcanic cluster,volcanic group在一定的区域内,几个在构造、大小、岩性上相类似的独立火山岩体成群出现。如果火山群的面积更进一步扩大,可以形成火山区或火山带。
     
    火山及喷发类型
    【火山】volcano岩浆运移穿过地壳到达地面形成的具有特殊机构及形态的地质体(如图)。火山活动时常喷出大量高热的气体、固体碎屑物质和熔岩流。喷出物在喷口周围堆积成的山丘,称火山锥;有的也可因喷发活动很快停止,没有足够的喷出物堆积;或因喷发时爆炸猛烈,毁坏了原来的火山锥,不具有山的形态;还有些地方的岩浆是沿地壳裂隙大面积地涌出,也不形成突起的山丘;有的岩浆上升到接近地表,而未能冲出,但已使地面形态变异,可以认为存在着潜在的火山。在一般的概念中,火山示意图
    1古近新近系:粘土、泥灰岩、砂岩;2白垩系:石灰岩;3三叠系:白云岩、泥灰岩;4岩浆库;5火山颈;6破火山口;7火山
    口;8熔岩火山常被理解为那种由来自地下的喷出物堆成的高地;不过在地质学中则不以这种山的形态为火山的本质特征,而是以下面有无通道与地壳中的岩浆库相通来判断。
    【活火山】active volcano现在还具有喷发能力的火山。也有人认为在全新世喷发过的火山均属此类。据统计,20世纪以来喷发过的火山至少有380个。史载喷发过的火山534个,在全新世喷发过的火山约1500多个。这个数字还不包括数千个在海底的年轻火山。中国有历史记载的活火山有:1597年8月26日、1668年4月、1702年4月14日三度喷发的白头山;1719和1720年两度喷发的五大连池火烧山和老黑山;1916年4月18日和1927年6月1日曾两度喷发的台湾省北端彭家屿海中火山。有人认为昆仑山中阿什库勒和乌鲁克库勒间的火山于1951年5月27日喷发过,但有争议。
    【休眠火山】dormant volcano现在没有喷发,但是可能在历史时期喷发过,并在将来有可能喷发的火山。因此,休眠火山和活火山之间没有严格的差别。
    【死火山】extinct volcano现在没有喷发,将来也不可能再喷发的火山。
    【近期火山】recent volcano全新世火山,即活火山。
    【热火山】hot volcano岩浆喷溢形成的火山。
    【凉火山】cold volcano是喷溢气、泥、岩屑形成的火山,即泥火山。
    【油气火山】petroleum gas volcano主要指喷出大量碳氢化合物(气、石油)、泥、岩屑的泥火山。喷发时,气体燃烧可见冲天火焰,详见“泥火山”。
    【气体火山】gaseous volcano主要喷出大量碳氢气体、泥、岩屑的泥火山。
    【泥火山】mud volcano一种锥形的、由泥和岩屑堆积成的小山和小丘。泥火山活动时常有大量气体、泥和岩石碎屑喷出,有的也有因气体燃烧而出现冲天火焰。其喷出物堆积形成各种大小不等的平顶锥形高地,高度一般不足10米,直径十余米至数十米。中国台湾省高雄泥火山,在长约20千米地带内有十余处,当其强烈喷发时,有时伴有地鸣或微弱地震,因有瓦斯泄出引起火焰喷射。世界泥火山(阿塞拜疆陶拉加伊)上最大泥火山,是在阿塞拜疆里海巴库油田附近,锥体可高达数百米,喷口附近还形成小型泥火山(如图)。对泥火山的成因存在两种不同意见:一种认为,泥火山是火山活动近于停止或进入间歇及硫质喷气期,附近的温泉或浅海地区的淤泥受到火山气体浸染、蒸发而变为红色或黄色并随之喷出地表。喷出物除泥浆外,并夹带大量气体和岩石碎块,有的尚有硫质喷气;另一种意见认为,泥火山是由于地层剖面中有厚层塑性沉积物存在,其中含有大量埋藏水和聚集大量碳氢气体。当这些沉积物深埋并受到构造运动挤压,在褶皱核部产生了断裂,受到强大压力的含水塑性沉积物就伴随气体岩石碎屑,沿断裂喷出地表,形成泥火山现象,曾被称为“泥泉”、“类火山”、“气体火山”或“油气火山”。为了有别于岩浆成因火山(热火山),有人称泥火山为“凉火山”。许多泥火山的喷发现象说明地下有碳氢气体的存在。过去有人认为泥火山作用是地下油气矿藏遭受破坏的结果。在高加索和东欧的某些泥火山发育地区,已开发出或探明地下有油气矿藏的存在。因此泥火山是帮助地质学家了解深部地质的信息,成为油气田的重要找矿标志。还有人认为,有的泥火山作用与某些硫、汞、砷成因有联系。
    【泥泉】mud spring一般是指泥火山活动时,喷出物主要为粘泥,因而称泥泉。
    【火山喷发类型】eruption type根据火山喷发特点进行的分类划分。对火山喷发进行严格分类是不可能的。在大多数火山喷发过程中,火山活动类型和喷出物的性质会逐步地或迅速地变化。喷发类型主要是根据火山通道的大小和形状划分为:①中心式喷发;②裂隙式喷发;③裂隙中心式喷发;④区域喷溢。此外,还有水下喷发、冰下喷发等。
    【中心式喷发】centralvent eruption岩浆物质经过地壳中一条管道冲出地表的活动。喷出物在喷口周围堆积成截头圆锥状火山锥,锥顶有主火山口。如喷出物尚未堆积成山就停止活动,或因爆炸猛烈,破坏了原来的火山锥,在地表就成为圆形火山口或破火山口。在火山锥顶端的火山口发生的喷发称作顶端喷发,但有时也可在火山锥的翼部和基部发生喷发,形成寄生火山锥。1979年威廉姆斯(Williams)等将中心式喷发分为:夏威夷型、斯特朗博利型、武尔卡诺型、培雷型、普里尼(喀拉喀托)型、准岩浆型(包括萨特瑟扬型)和潜水蒸气爆炸型(超火山)。
    【夏威夷型火山喷发】Hawaiian type eruption以极易流动的玄武岩流从山顶破火山口内的喷口流出,此后并从翼部张开的裂隙流出为特征的火山喷发类型。正常情况下,碎屑抛出物先于熔岩排放,包括火山毛、火山滴、熔渣、牛粪状火山弹,火山灰很少。碎屑抛出物着陆时,大多数碎屑物仍部分呈流动态。在喷发开始之前,充填岩浆室和裂隙的岩浆可以发生分异作用。由于橄榄石晶体下沉,气体向上扩散。当喷发开始,富含气体的岩浆呈喷泉状上喷,并出现熔渣,最后才流出熔岩,形成盾形火山。
    【斯特朗博利型火山喷发】Strombolian type eruption指白炽的熔渣和火山弹中等程度的喷发。黏性熔岩流可以较长的间隔伴随着爆破活动(如在斯特朗博利火山),或是连续地溢出(如像墨西哥的帕里库丁火山)。喷发次序是以潜水水汽爆炸开始,紧随着为熔渣的喷出,最后是熔岩流出地面。在喷发过程中火山口内的喷口可发生巨大的变化。斯特朗博利火山的喷发最典型,故名。经常都是在火山顶部附近一个马靴型火山口之内发生。
    【武尔卡诺型火山喷发】Vulcanian type eruption此类喷发从玄武质到流纹质的各种类型的岩浆(长英质组分最常见),一般以潜水水汽喷发开始,从火山通道的固态充填物中排出细石屑的火山喷发类型。在主喷发期,黏性的富含气体的岩浆喷出,形成混有火山砾和火山弹的玻璃质火山灰,火山弹着地后形成面包皮式火山弹。疏松火山碎屑成层好,散布面广。火山碎屑流极其发育。最后是喷出厚层黏性熔岩流。火山锥的典型结构是火山灰和岩块等碎屑物质所构成的碎屑锥。
    【培雷型火山喷发】Pelêan type eruption常与黏性的流纹质、英安质或安山质岩浆有关,在喷发的开始阶段由新喷出的多气体岩浆产生火山发光云,随之为最猛烈又具破坏性的火山喷发。从空中降落的抛出物散布面积较小。黏性岩浆随之而来,并形成具有陡边的火山穹丘和火山柱,或形成短距离的厚的熔岩流。喷发旋回一般持续几年,但有的也可达50年。
    【普里尼型火山喷发】Plinian type eruption又称喀拉喀托型火山喷发。普里尼一词原来是用于描述公元79年维苏威火山巨大的喷发活动,近来用于定义特别强烈的连续的气体爆炸性喷发的火山喷发类型。此类火山形成大量的浮石。一些普里尼型喷发初始是短期的富含气体的硅质岩浆喷发,随后是十分平静的玄武质熔岩流;另一些则是长期的、大量的浮石爆破,首先形成浮石雨,然后出现发光云(火山灰和浮石流)。从岩浆室喷出大量岩浆后,火山的顶部发生塌陷形成破火山口。在喷发初期,细粒浮石、火山灰雨可散播很广;喷发时间长时,火山碎屑变粗,在火山口周围分布,但不成层,离火山口愈远成层性愈好。
    【准岩浆型火山喷发】phreatic magma eruption又称萨特瑟扬型火山喷发(Surtseyah type eruption)。当岩浆上升与海水或大量地下水接触、形成猛烈爆破性喷发的火山喷发类型。由上升的岩浆爆炸性破坏所建立的玄武质火山灰锥,通常见于许多大洋火山的岸边。这种火山最初由达尔文于1835年访问加拉帕戈斯岛时发现。由玄武岩流产生的大多数准岩浆型抛出物与斯特朗博利型的喷出物没多大差别,但准岩浆型的爆破是如此强有力,其喷出物更细、分布更广,有很好层理,甚至呈纹泥状。可能是玄武岩浆在水中骤冷时由于热震动而变细的。由于细粒火山灰丰富,增生的火山砾充裕,碰撞坑常见。圆形的火山弹和火山砾缺乏。
    【超火山】ultravulcanian1907年默卡里(Mercali)提出,用以描述没有岩浆喷出而只有岩石碎块与蒸气混合的喷发。根据蒸汽是由大气起源地下水产生的设想,这种喷发被称为潜水蒸气喷发(phreati, c eruption)。鉴于这种假设难以证实,1949年贾格尔(Jaggar)首次利用蒸气爆炸喷发这一术语,现已广为应用。它是地下水流入深处与热的岩石接触而发生的;或者当裂隙张开允许热的地下水沸腾或者过热水闪蒸成蒸气时也可发生;当然地下温度上升时也能得到同样的结果。总之,这种喷发不喷出熔岩和火山碎屑物。
    【裂隙式喷发】fissure eruption简称裂隙喷发。指岩浆物质通过地壳中的裂隙喷出地表的活动。地球上最大规模的喷发活动是从裂隙中喷出的,与火山锥和盾状火山无关。一方面产生大面积的硅质熔结凝灰岩被,另一方面形成大体积和延伸广的高原玄武岩或洋底玄武岩。熔结凝灰岩被的喷发非常强烈,而大陆高原玄武岩的喷溢则十分宁静;前者以美国内华达州早渐新世—晚上新世的爆炸性喷发为代表,后者称为冰岛型火山喷发。
    【卡特迈型喷发】Katmaian type eruption喷出流纹岩质火山灰流并广布地面的特殊喷发活动。经过这种活动极黏稠的酸性熔岩物质以碎屑物组成的火山灰流在地面散布堆积熔结,使地面变得比较平坦,形成火山灰台地。现已很难见到这种类型的火山喷发。1912年阿拉斯加的卡特迈火山,发生过具有近似这种特点的喷发,故名。按其喷发特征接近于熔结凝灰岩被的喷发,但它又有火山锥。1979年的新分类中已废弃。
    【熔结凝灰岩喷发】ignimbrite eruption熔结凝灰岩沿大断裂大规模地喷发。熔结凝灰岩无论在沉积模式上,还是在空间分布、类型和压实或焊结程度上均不同于一般的火山碎屑流。从裂隙喷出的熔结凝灰岩分布面很大。美国内华达州早渐新世—晚上新世的熔结凝灰岩覆盖面积20万平方千米,体积5万立方千米。新西兰陶波火山带达2.5万平方千米;黄石公园为5000平方千米。熔结凝灰岩比凝灰岩粗,斑晶含量可达50%,但由于爆破碰撞,斑晶多破裂。喷发以巴耶斯型及圣·文森特型火山碎屑流开始,但只有极少喷出物高于喷口,而是多泡的岩浆像一块由白炽的凝块和气体组成的稠密的毯子倾泻到地面上。火山碎屑流的上部富气层呈涡流状,而下部呈层流状流动。其组分为流纹质到英安岩,不可能是由基性岩结晶分异的。
    【冰岛型喷发】Icelandictype eruption冰岛位于大西洋中脊上,是裂隙式喷发的典型地区,故名。里特曼(Rittman)于1962年研究了冰岛的斯伦斯拉博吉火山的火口列和相关的熔岩流。熔岩流从一组在2000年前形成的裂隙中喷出,每条裂隙长1~4千米,水平断距100~200米。熔岩喷出分六个阶段(图a~f):第一阶段伴随地震裂隙张开,并被爆破作用而加宽;第二阶段大量富含气体的岩浆外流,倾泻于地表并固结为粗糙的玄武岩被;第三阶段喷出的熔渣和熔岩凝块,建造成一排火山锥;第四阶段在火山锥的火山口内形成熔岩湖;第五阶段大量不挥发的但很热的熔岩穿破火口壁,缓慢向外流出,并固结成块状和绳状熔岩;第六阶段岩浆后撤,喷发变为微弱的喷气孔活动。
    冰岛型喷发的六个阶段
    【冰下喷发】subglacial eruption在大陆冰盖之下发生的火山喷发。冰岛的“桌状山”就是在大陆冰盖之下的玄武质盾状火山。它的产生经历五个阶段(图a~e):第一阶段是在冰川之下玄武质枕状熔岩开始喷发;第二阶段是上覆的冰受热熔化;第三阶段是火山喷口上升到雪水水位之上;第四阶段是在下伏碎屑岩之上形成一坚硬的玄武岩帽;第五阶段当冰完全溶化之后,平顶山残留下来。
    冰下喷发与桌状山形成的五个阶段
    【裂隙中心式喷发】crack central type eruption中心式喷发和裂隙式喷发之间的过渡类型。差不多所有的火山锥和盾状火山最初都是沿着断裂喷发和分布的,后来才集中于一个或几个喷口。即使火山已达到很大之后,局部和区域的应力一般能产生放射状裂隙,并在火山的翼部和基部使喷口呈线状排列。在这样背景下喷出的岩浆从一个火山到一个火山,甚至沿着一个简单的裂隙也可以变化很大。一些火山在高层位喷出流纹岩,下部为玄武岩,根据火山的构造和地下水所起作用的不同,喷发的性质变化很大。
    【区域喷溢】areal eruption岩浆不是从地壳中的个别通道和/或裂隙喷出,而是将上面的盖层熔透,广泛地大面积溢出地表的活动,又称为蚀顶喷溢(deroofing eruption)。这是戴利(Daly)对覆盖于北美黄石公园的大面积流纹岩的喷发机制提出的假说,但是现在探明黄石公园的流纹岩是从较小的喷口喷出的。
    【海底喷发】submarine eruption在海底发生的火山喷发。第二次世界大战之后,随着海洋学的发展,在海底发现了大量火山。海底岩浆的喷发在许多方面与陆上火山不同。最明显的差别是那里高压和低温。上覆水柱的压力能限制从岩浆中排出气体的起泡,进而影响喷出熔岩的许多物理性质。水底喷出的熔岩大部分是拉斑玄武岩,熔岩的形态与水深无关;部分为枕状熔岩,也有块状熔岩,但很少渣块熔岩。不知在深洋底是否有海底火山碎屑流。但在海山和海岛的边坡聚集的碎石块的突然滑落可形成浊流沉积。海底火山数量成万,远多于陆上,但只有部分升出海面形成海山。海底火山大部分从大洋中脊溢出,也有部分从大洋板块内的热点溢出。
    【高原玄武岩】plateau basalt英国盖基(Geikei)提出。认为它适用于苏格兰外赫布里底群岛广阔的玄武岩被,并且认为玄武岩浆是从密密麻麻的裂隙群喷出,而不是从盾状火山喷出的。1937年特勒尔将它称为溢流玄武岩(flood basalts)和复合喷口玄武岩(multiplevent basalts)。这种熔岩多是低黏度的拉斑玄武岩,分布广,厚度大。如印度德干高原玄武岩,分布达50万平方千米,厚逾千米。
    【扩张轴火山】volcanoes at spreading axes沿大洋底扩张轴形成的火山。散布于深大洋盆地的大型海山和火山岛是在扩张轴中心经长期活动而形成的。覆盖大洋底部并构成洋壳的主要物质是从沿中央扩张脊的断裂系统侵入并喷出的。大西洋中脊的火山活动集中于中心裂谷或地堑附近,裂谷两侧为对称性的阶梯断层包围。厚的枕状玄武岩流从雁列式裂隙中脉动地喷出,形成高约200米、宽约500~1000米的低脊。所计算的年平均喷发量是8700米3/千米2。玄武岩是从浅的岩浆库中流出,它的大部分未喷出地表就结晶。新鲜玄武岩之下为辉长岩、辉绿岩、蛇纹岩和橄榄岩。大量海山是从脊顶的中心喷口喷出的熔岩形成的。它们可以由于洋中脊的扩张而分成两半,分别位于大洋中脊的两边。东太平洋中隆的情况还知之甚少。
    【大洋板块板内火山】midplate volcanoes in oceanic plate在大洋板块的内部有许多大型火山链,它们远离扩张脊,并且比它们所屹立的洋壳年轻。在太平洋,这些火山岛和海山的排列非常规律,彼此近于平行,并垂直于东太平洋脊的磁异常。研究最深入的为西北向的夏威夷海山链和北北西向的天皇海山链。从夏威夷岛往北西,火山的年龄愈来愈老,是因为夏威夷恰恰位于‘热点’之上,当岩石圈从洋脊扩张并位于热点之上时就有火山喷发。在夏威夷岛链每1000千米有18座大火山。在天皇海山链只有13个,说明太平洋板块相对运动的速度与方向均发生改变。在天皇海山链形成的早期,可能板块运动的速度是相对较快的。
    【火山机构】volcanic edifice又称火山体、火山筑积物。指火山喷发时在地表形成的各种火山地形(见图),如火山锥、火山穹丘、火山口、破火山口、熔岩高原等等。有时还涉及火山颈、火山通道等地下结构。火山机构是建造和改造两种相反的力相互作用的最终结果。建造作用产生明显的火山地形,建造的时间可以很短暂,只有几天或几星期,也可很久,达百万年。改造则趋于破坏已建成的火山构造,它分两种,一是侵蚀,当火山停止生长时就已开始,侵蚀速率取决于气候条件;另一种是新的爆破活动。
     
    火山机构示意图
    1.复合火山; 2.火山渣锥; 3.熔岩高原; 4.具有火山穹丘的火山灰锥; 5.底上有火山渣锥的破火山口; 6.火山灰流; 7.火山颈; 8.马尔式
    火山;9.熔岩流;
    10.火山通道
    【火山通道】conduit岩浆从岩浆库穿过地下岩层经火山口或溢出口流出地面的通道。火山通道的形状与火山喷发的类型有关。中心式喷发的常具有一个主要的通道,铅直方向,似圆筒状,一般称之为火山筒或火山管。裂隙式喷发型的通道常呈长条状或不规火山角砾筒的典型剖面
    (以北美蒙塔那北中部的为例)则状。火山喷出的大量物质就是经这些通道运移至火山口而溢出地面的。同时和这个主要通道相连的还有许多无固定形状的分支通向地面,或在地下尖灭而消失。火山通道中的残余岩浆,冷凝后成为岩石,凝结在火山筒中的称为岩筒(pipe)。在穿过固态岩石的垂直管道或火山颈中,充填有各种各样的角砾状岩石,称为火山角砾岩筒(diatreme)。它是温度较低、富含气体的侵入体穿透地壳而形成的。其深部可能是金伯利岩筒,顶部可能为马尔式火山口(如图)。
    【火山筒】volcanic pipe又称火山管(volcanic chimney)。岩浆喷出地表时形成的圆形或近圆形的地下通路,常被熔岩、火山碎屑岩所充填。
    【火山颈】volcanic neck,volcanic plug为火山碎屑物或熔岩充填的主要火山通道。它表现为近于垂直的圆柱状岩体,直径小于500米。
    【火山颈残山】volcanic butte构成火山颈的岩石抵抗风化作用的能力强于周围的岩石时,经过长期侵蚀,剥露地面,成为孤立突兀的柱状山,称为火山颈残山。
    【潜火山】subvolcano又称次火山。与喷出岩同源但为浅成侵入的岩体。岩性特征与喷出岩相似,一般晶体较大,形成深度一般比较小,小于3千米,通常为0.5~1.5千米。它常具熔岩的外貌,而又具侵入岩的产状,如岩墙、岩盖、岩床和岩株等。主要形成于火山作用晚期。
    【雏火山】embryonic volcano又称胎火山。一种无地表显示、充填有角砾岩的火山管道,可能是由潜水水汽爆炸所产生。
    【中心式火山】central type volcano中心式喷发而形成的火山。火山喷发活动是通过一个近于铅直方向的主要通道与地下的岩浆库相连而喷出地表,形成截头圆锥状火山锥。
    【马尔式火山】maar具有低平火山口式的火山。是由火山活动胚胎期微弱的爆发活动而形成的低平小火山口。因为岩浆中的气体或地下水经加热后可产生潜水水汽爆炸,在地表可产生圆形的低平小火山口,而爆炸所产生的碎屑物虽然堆积在小火口的周围,但不能形成火口垣。小火口的底部常低于地下潜水位,从而聚水成为火山口湖。因它多见于德国埃菲尔地区,当地人称为马尔而得名。中国腾冲火山区北部,顺江一带的几个“龙潭”可能就是这种马尔式火山。
    【穹状火山】domeshaped volcano火山锥外形如穹窿状的火山。是火山喷出极黏稠的熔岩,堵塞在火山口内,并聚集膨胀,因而形成穹状外形,内部则常可见流动构造。
    【盾形火山】shield volcano底部宽、坡度小(<10°)、表面平坦、外形似盾牌的火山。它们主要为易流动的玄武岩浆迅速聚集所产生的火山。可以分为冰岛型、夏威夷型、加拉帕戈斯型三种类型。
    【冰岛型盾形火山】Icelandic shield最简单和最对称的盾状火山,差不多完全由中心的喷火口喷出的物质构成。自第四纪大冰期后期以来,冰岛出现20个盾状火山。火山高为50~1000米,平均350米;坡角1°~5°,个别达10°。冰岛盾状火山的绝对高度和相对高度朝岛的中心增大。这种变化可能反映在岩浆室之上地壳岩石和冰的压力的差异。冰岛盾状火山的火口一般呈环形,直径小于1千米,为平底锅状。冰岛火山开始从裂隙喷出,当喷发范围局部化之后就形成盾状火山。喷出物是单一的玄武岩。冰岛的一些“桌状山”是产生于冰盖之下的玄武岩盾状火山,它们由黑曜岩和枕状熔岩组成。冰岛盾状火山直径可达10千米,高600米,喷出的熔岩为15立方千米。
    【夏威夷型盾形火山】Hawaiian shield夏威夷的盾状火山。海拔逾2000米,最高的达4180米,如果从海底的真正基底起算,则比珠穆朗玛峰还高。冒纳罗亚火山的熔岩总体积为4万立方千米,火山的坡度45~65米/千米,坡度角由2°~10°。典型的夏威夷火山由三部分组成:最下部也是最大的部分是从深水喷口喷出的枕状熔岩组成;上覆为浅水中喷出的黑曜岩和流入海中的陆上熔岩;可见的最顶部由薄的陆上岩流组成。夏威夷盾状火山初始阶段类似于冰岛型盾状山,是靠中心火山顶喷口反复喷出的熔岩流构成,继之在翼部的裂谷带喷出,数量日增,裂谷放射状排列汇聚于山顶破火山口,两主要的裂谷间交角130°~180°(见图)。夏威夷火山喷发频率约36年一次,每年增加的熔岩量约为0017立方千米。
    夏威夷岛诸盾形火山的放射状裂隙
    1库哈拉火山; 2普赫拉利火山; 3莫纳凯阿火山; 4莫纳洛阿火山;
    5基拉韦厄火山【加拉帕戈斯盾型火山】Galapagos shield在海面上可见部分的直径15~30千米,高度1100~1700米,坡度角<20°的火山。这种类型的盾形火山开始是冰岛型,为山顶火口的喷发,继之为山顶火口周围的环状裂隙喷发,只有部分的翼部辐射状裂隙喷发。这类火山以环状岩墙和岩床发育而有别于夏威夷型火山。
    【成层火山】stratovolcano部分为熔岩流,部分为火山碎屑物相互成层、逐渐积累而成的截头圆锥状火山体。目前世界上主要的火山均属此类,因剖面上成层构造明显,故称成层火山。其实,这一称呼不当,因所有盾形火山和许多穹丘均是成层的,故将其称为复合火山更适宜。构成成层火山的主要岩石为铁镁质乃至中性的火山岩,也伴有少量硅长质岩石。
    【混合火山】compound volcano由不同组分的岩浆喷发和不同类型的喷发作用而建立的大型复合火山或盾状火山。它们均有独特的演化史。混合火山的锥体称混合火山锥。
    【复合火山】composite volcano,compound volcano由复合火山锥形成的火山。火山锥由火山复合火山结构
    ①火山通道; ②岩墙; ③岩墙; ④后期的火山通道;
     ⑤海相沉积碎屑层和熔岩层互层组成,成层构造明显,又叫层火山和成层火山(如图)。
    裂隙式火山(冰岛拉基火山)【裂隙式火山】fissure volcano岩浆沿地面的裂隙喷溢而形成的火山。裂隙长达数百米至数十千米,流出的熔岩常是流动性极强、黏度极小的玄武质熔浆,因此流布很广,常形成宽广火山平原或熔岩高原。最典型的为南冰岛的拉基火山,1783年熔岩从25千米长的拉基裂隙中喷出,从6月到11月,喷出的熔岩量为11立方千米,覆盖的面积近600平方千米(见图)。
    【叠锥状火山】coneincone volcano是外轮山和其中间的新火山锥的总称。在日本又称双重式火山。它们是成层火山的中央火山口经侵蚀稍微扩大后,或者在中央形成破火山口以后,在火山口内部一般往往会出现小火山锥。这种小火山锥多为熔岩穹丘,可称之为中央穹丘,或泛称为中央火山口锥。而围绕具中央火山口锥的火山口的边缘山陵又称外轮山。同样过程如果再重复一次,就可形成三重山。
     
    火山喷发物
    【火山喷出物】volcanic products火山活动时从地下喷出来的物质。可以是气态的火山气体,或是液态的熔岩,也可能是固态的岩石碎屑及其混合体。
    【火山碎屑物】pyroclast,tephra是火山活动时在热而高压气体的侵蚀和爆破作用下所产生的碎屑物质。在给定的爆破过程中,他们由三种不同源的物质组成。①熔融的或半固结态的“活”的熔岩;②在火山通道附近的“死”的熔岩和火山碎屑物;③在火山锥之下的基岩物质。火山碎屑物被胶结成块体后称火山碎屑岩。根据火山抛出物的形态和构造可分成三类:①无一定火山活动时产生的碎屑物质
    抛出时的状态固态或半固态流 动 体大小形状构造没有一定形状
    和内部构造的有一定形状的有一定内部结
    构的(多孔质)直径>32mm火山岩块火山弹浮石直径4~32mm火山砾熔岩饼火山渣直径<4mm火山灰火山毛、火山滴(据久野久,1971)形态和构造;②具有一定的形态;③具有一定的内部构造(见上表)。tephra为希腊语,原意为火山灰、火山碎屑、爆发岩屑。1941年被汤拉林松(Thorarinsson)用来描述所有空降的松散的和固结的火山碎屑物,并很快地从冰岛传播开,用以描述以同源抛出物为主的火山产物。火山碎屑物的主要成分为流纹安山质。下列几个火山区的喷出量最大(见下表)。
    地点火山名称喷发时间/年(公元)喷出量/km3印度尼西亚松巴哇岛坦博腊火山1815100美国俄勒冈州克雷火山史前40~50美国阿拉斯加州卡特迈火山191220印度尼西亚喀拉喀托火山188318冰岛厄赖法冰盖火山156210尼加拉瓜科西圭纳火山10俄罗斯堪察加别济米杨尼火山19562.8
    【火山抛出物】volcanic ejecta,ejectamenta在火山活动过程中,自喷火口抛出的碎屑物,故又称火山碎屑物。
    【同源抛出物】essential ejecta,cognate ejecta又称同质抛出物。在同次火山喷发过程中由“活”的岩浆固结而成的火山抛出物。
    【类质抛出物】accessory ejecta由早期喷发的已固结的熔岩和火山碎屑物组成的火山抛出物。
    【异源抛出物】accidental ejecta由火山锥的基底中被带出的地壳岩石组成的火山抛出物。异源抛出物与火山活动相关的岩浆无成因联系。
    【火山碎屑流】pyroclastic flow一种富含火山碎屑物的炽热的高密度流体。按沉积环境可分陆上及水下两种类型。陆上火山碎屑流沉积,通常又称火山灰流、沙流沉积,是高黏度、富含挥发分的酸性、中酸性熔浆,上升到地表浅处,压力骤降,气体大大膨胀,产生泡沫,部分被抛入空中者,呈白热状态的火山灰砂悬浮于火山气体中,气体的主要成分是CO2及H2O。由于CO2气体的密度大于空气,与空气形成密度差。悬浮的火山灰、砂沿山坡移动,向四周扩散,构成白热状态的火山碎屑和气体所组成的特别岩流,称之为火山灰流、砂流。流动速度比玄武岩流快,最大时速可达120~160千米,温度可高达550~959℃,流动距离从几十千米到近百千米。这种火山碎屑流依靠内部充有火山气体而流动;在高度充气处流动最快,可形成紊流,当气体放出后可发育成层流。最后熔结成岩,形成熔结凝灰岩。水下火山碎屑流沉积是指水下富含火山碎屑物的高密度浊流,由于流速降低而形成的沉积物。它比陆上火山碎屑流沉积物的成层性好,粒序构造明显,分选性较好,但不具熔结结构。成岩后称为玻(质碎)屑岩,碎玻质熔岩或玄武碎屑岩(hyaloclastites)。1902年在西印度群岛培雷火山所喷发的火山碎屑流被称为火山崩流和火山发光云。如果碎屑物以火山灰为主时,称火山灰流;也有人将火山灰流作为火山碎屑流的同义词。威廉姆斯(Williams,1979)将火山碎屑流分为三类七型:①与穹丘有关的火山碎屑流:分默拉皮型和培雷型;②来自山顶火山口的火山碎屑流:圣·文森特型、喀拉喀托型和浅间型;③从裂隙流出的火山碎屑流:分为万烟谷型和巴耶斯型。
    【默拉皮型火山碎屑流】Merapi type flow不是火山爆发形成的,而是火山穹丘陡峻的翼部和不稳定的火山顶的重力崩塌造成的火山碎屑流。激发因素可以是地震、穹丘内部膨胀,或暴雨降落在破而热的穹丘壳上。这种类型的火山碎屑流以1933~1935年印度尼西亚爪哇岛上的默拉皮火山为典型。
    【培雷型火山碎屑流】Pelean type flow在火山穹丘上升之前和上升过程中立即发生爆破而产生的火山碎石流。它们含火山气体的量可多可少,火山抛出物可以是整个石块,也可是浮石。典型的培雷型沉积是异质的、不成层的,大部分是未分选的。
    【圣·文森特型火山碎屑流】Saint.Vincent type flow从垂直的喷发柱回落的火山抛出物所产生的火山碎屑流。这种火山碎屑流有极大的活动性,伴以火山发光云的发生。其形成机制可用高热气体和岩屑混合物的崩塌来解释。
    【喀拉喀托型火山碎屑流】Krakatoan type flow从复合火山锥顶的喷口和环状断裂极大量喷出的浮石流。喷发的结果是使原来的火山锥受到破坏,形成破火山口。
    【浅间型火山碎屑流】Asama type flow是培利型和圣·文森特与喀拉喀托型之间的过渡类型。这种类型最初喷发的是富含气体的浮石流,随后是从山顶火口喷出火山碎屑流,最后喷出贫气的岩浆,形成黏性的块状安山岩。
    【万烟谷型火山碎屑流】Valley of Ten Thousand Smokes type flow喷发作用从一个或几个线状裂隙发生,裂隙的位置和走向与火山锥和火山口无关的火山碎屑统。见于美国阿拉斯加州万烟谷。
    【巴耶斯型火山碎屑流】Valles type flow由正在上升的巨大岩浆体顶部的区域性上拱作用而形成的环状裂隙喷出的高硅质浮石流。火山抛出物的量通常很大,致使岩浆室的顶沿着环状裂隙塌陷产生破火山口。
    【火山灰流】ash flow一种由火山灰与气体混合而成碎屑流。为夹有大量火山灰的高热气流。火山灰流固结后成为熔结凝灰岩。
    【火山泥流】lahars,volcani mudflow“lahans”一词是爪哇语,意指分选差、成层差的火山碎屑层。它可以在喷发时形成,也可在间歇期,甚至在火山熄灭后形成。在火山喷发期间,如有熔雪和熔冰能够产生极强烈的火山泥流。美国西部喀斯喀特岭南部的托斯康的火山泥流覆盖面积5000平方千米,体积1200立方千米。
    【火山灰】volcanic ash细粒火山碎屑物质,粒径一般小于2或4毫米。也有人认为最大粒径小于12毫米的松散火山灰掩盖房屋火山碎屑都称为火山灰,它可分为粗粒火山灰(07~2毫米)和细粒火山灰(小于07毫米)。按照火山灰的物质来源可以分成同源、早成同源和异源三种;按照火山灰的结构,玻璃质的称玻璃火山灰,以晶粒为主的称结晶火山灰,以岩石碎屑为主的称石质火山灰。除那些迅速堆积于火山喷口附近的外,玻璃火山灰具玻璃状构造,其质点既未变形也未熔结。火山灰固结后形成凝灰岩。在中国古代文献中称火山灰为雨粟或雨豆。因为火山灰颗粒小,重量轻,可以随风飘流到天涯海角。
    【火山尘】volcanic dust最细微的火山碎屑物。颗粒直径小于001毫米以下。从成分上看,它是在高倍显微镜下也难以辨认的极细的玻屑与晶屑的混合物,但在电子显微镜下可见具碎屑状外形。常作为较粗的岩屑、玻屑、晶屑的胶结物,在成岩过程中极易脱玻成极细小石英、长石微粒集合体,或变成绢云母、绿泥石和高岭石等次生矿物。
    【火山砂】volcanic sand粒径与沙粒(一般为0.062~2毫米)相近的火山碎屑物。肉眼可见,粒径为2~5毫米,有人将其归为火山砾。
    【火山砾】lapilli该外文是意大利语,意指维苏威火山周围的砾石状火山渣碎屑。其粒径介于4~32毫米间,现在更趋于2~64毫米间。一些同源的火山砾由新鲜的岩浆喷出物组成,而另一些火山砾则由早期同源或异源的已经固结的岩石组成,还有一些则是在飞行中由玄武质火山灰逐步增大而成。形状有不规则的或近于圆形的火山砾,可分为:火山渣、浮石、外加火山砾或火山豆、结晶火山砾、火山毛和火山泪等等。
    【火山渣】cinder,scoria火山喷出的炉渣状火山砾的统称。cinder是指多孔而且是玻璃质的同质火山砾。粒径一般4~32毫米。它是富含气体的熔浆碎片喷到空中冷凝,所含气体膨胀逃逸,留下气孔,形成渣状外貌,呈黑色、暗褐色,气孔常为不规则状、圆形和长圆形,大小由数毫米至10厘米不等,分布于火山口的周围。scoria是指安山岩和玄武岩表面的多气孔的渣状壳。有时cinder和scoria又被当作同义词。
    浮岩【浮石】pumice一种比重小、多孔、玻璃质的淡色火山碎屑物。多为流纹岩质的硅质岩浆凝固而成。浮石中的气孔可占总体积的70%以上,如果浮石的孔洞极度增加,则气孔之间的玻璃质隔板细薄如丝,隔板一旦断裂,则多角形气泡收缩成三角形,一般称这种浮石为网目状火山岩渣(reticulite)或纤维火山渣(threadlace scoria)。
    【火山豆】volcanic pisolite或称外加火山砾(accretionary lapilli)。火山喷发时,以落在烟尘中的雨滴为中心,或者在地表滚动时,以其他碎粒为核心,由微细的火山灰凝结而成的小圆球,它通常具有同心圆状结构。
    【结晶火山砾】crystal lapilli从岩浆中分离出来的晶体(斑晶)在火山喷发时被抛出而形成的火山砾。日本伊豆的宇佐美火山喷出物中的钙长石晶体(长径最大达3厘米)则是最好的例子。
    【火山泪】Peles tears泪滴状的火山玻璃。也有拉长了的,但总有一端成圆珠形。是流动性很强的熔岩成喷泉状喷起时溅落的小滴冷凝而成,小滴的直径可有1~2厘米或更长,末端常牵出一条细线,冷却后就形成火山毛。
    【火山毛】Peles hairs细长如发的火山玻璃丝浆骨。它是富含气体的极易流动的玄武岩熔浆喷泉状喷发时,飘浮在空中冷凝而成。一般丝粗不过半毫米,长可愈2米,它随风飘流的距离可达15千米。“Pele”源于夏威夷语,是“火神”之意。
    【玄武玻璃】basalt glass, hyalomelane具玻璃结构的不含水的玄武岩。如含大量水,则称橙玄玻璃(palagonite)。
    【火山弹】volcanic bomb长度大于64毫米、喷出时局部或完全呈塑性的岩浆,因在空中飞行旋转冷凝而成的火山碎屑物。一些火山弹大得惊人,如1935年日本浅间火山喷发时喷出的火山弹直径达5~6米,重200吨,喷到离喷口600米远。大多数火山弹的形状主要取决于岩浆的初始流动性,也取决于在空中飞行的距离和速度,气泡膨胀的速度以及与地面碰撞时的变形程度。具有高表面张力的极易流动的岩浆的凝块常形成椭球状火山弹;流动性小的凝块形成杏仁状或纺锤状火山弹;如果表面凹凸不平可形成牛粪状火山弹;黏性大的安山质和英安质岩浆块在空中骤冷先形成表皮,内部岩浆继之冷却并放出气体,由于膨胀,在表皮产生裂隙形成面包皮式火山弹。火山弹内部多孔,表皮为致密玻大同火山群的火山弹璃质。纺锤形火山弹上常有与外形平行的、容易剥离的几层皮壳。火山弹核中如果含有外来岩片则称为核心火山弹。火山弹常是火山口内熔岩的最表皮部分被抛出地表而形成的,从而说明其爆破力不能太强,否则岩浆将被切断成碎片而不形成火山弹。火山弹常局限分布于火山口附近。
    【火山块】volcanic block又称火山集块。同源的火山岩块是岩浆在火口内已经固结后又被后期的火山喷发所抛出的固态岩石碎块。它的外形略带圆形,但是没有火山弹那样的内部构造和外形的平行性。火山块的长轴大于64毫米。有时岩块巨大,如维苏威火山喷出的火山岩块重达2~3吨。1924年夏威夷基拉维厄火山的蒸气爆炸抛出的火山块重达14吨。在破火口形成的灾变性喷发过程中常喷出同源火山(或侵入)岩块,也可以有非火山岩块。
    【熔岩饼】driblet液态的熔岩碎片或固态的火山碎屑物,聚集或熔结

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