火山的基礎(chǔ)知識(shí)起源是什么
火山的基礎(chǔ)知識(shí)起源是什么
火山是熾熱地心的窗口，是地球上最具爆發(fā)性的力量。說(shuō)起火山的時(shí)候我們對(duì)其都有一絲懼怕。今天小編就與大家分享火山基礎(chǔ)知識(shí)，僅供大家參考!
火山基礎(chǔ)知識(shí)
板塊構(gòu)造理論建立以來(lái)，很多學(xué)者根據(jù)板塊理論建立了全球火山模式，認(rèn)為大多數(shù)火山都分布在板塊邊界上，少數(shù)火山分布在板內(nèi)，前者構(gòu)成了四大火山帶，即環(huán)太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非裂谷火山帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶。板塊學(xué)說(shuō)在火山研究中的意義在于它能把很多看來(lái)是彼此孤立的現(xiàn)象，聯(lián)為一個(gè)有機(jī)的整體，但以這個(gè)學(xué)說(shuō)建立的火山活動(dòng)模式也并不是十分完美的，如環(huán)大西洋為什么就沒(méi)有火山帶;板內(nèi)火山不在板塊邊界上，用地幔柱解釋它的成因似乎依據(jù)也不夠充分。新近又有學(xué)者(李鴻業(yè)，1993)提出兩極擠壓說(shuō)，揭開(kāi)了地球發(fā)展的奧秘，他認(rèn)為在兩極擠壓力作用下，地球赤道軸擴(kuò)張形成經(jīng)向張裂和緯向擠壓，全球火山主要分布在經(jīng)向和緯向構(gòu)造帶內(nèi)。下圖為全球火山和強(qiáng)震分布圖，圖中紅色為全新世火山，數(shù)據(jù)取自 Smithsonian 研究所，白色為7級(jí)以上強(qiáng)震，根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)目錄繪制。
一、環(huán)太平洋火山帶
環(huán)太平洋火山帶(又稱環(huán)太平洋帶、環(huán)太平洋地震帶或火環(huán))，南起南美洲的安第斯山脈，經(jīng)北美洲西部的落基山脈(科迪勒拉山系)，轉(zhuǎn)向西北的環(huán)太平洋火山帶阿留申群島、堪察加半島，向西南延續(xù)的是千島群島、日本列島、琉球群島、臺(tái)灣島、菲律賓群島以及印度尼西亞群島，全長(zhǎng)4萬(wàn)余公里，呈一向南開(kāi)口的環(huán)形構(gòu)造系。環(huán)太平洋火山帶也稱環(huán)太平洋火環(huán)，有活火山512座，其中南美洲科迪勒拉山系安第斯山南段的30余座活火山，北段有16座活火山，中段尤耶亞科火山海拔6723m，是世界上最高的活火山。再向北為加勒比海地區(qū)，沿太平洋沿岸分布著著名的火山有奇里基火山、伊拉蘇火山、圣阿納火山和塔胡木耳科火山。北美洲有活火山90余座，著名的有圣海倫斯火山、拉森火山、雷尼爾火山、沙斯塔火山、胡德火山和散福德火山。在阿留申群島上最著名的是卡特邁火山和伊利亞姆納火山。在堪察加半島上有經(jīng)常活動(dòng)的克留契夫火山，向擊千島群島和日本列島山島弧，著名火山分布在日本列島，如淺間山、巖手山、十勝岳、阿蘇山和三原山都是多次噴發(fā)的活火山。琉球群島至臺(tái)灣島有眾多的火山島嶼，如赤尾嶼、釣魚(yú)島、彭佳嶼、澎湖島、七星巖、蘭嶼和火燒島等，都是新生代以來(lái)形成的火山島。火山活動(dòng)最活躍的可算菲律賓至印度尼西亞群島的火山，如喀拉喀托火山、皮納圖博火山、塔勻火山、坦博拉火山和小安的列斯群島的培雷火山等，近代曾發(fā)生過(guò)多次噴發(fā)。
環(huán)太平洋帶，火山活動(dòng)頻繁，據(jù)歷史資料記載全球現(xiàn)代噴發(fā)的火山這里占80%，主要發(fā)生在北美、堪察加半島、日本、菲律賓和印度尼西亞。印度尼西亞被稱為“火山之國(guó)”，南部包括蘇門答臘、爪哇諸島構(gòu)成的弧-海溝系，火山近400座，其中129座是活火山，這里僅1966-1970年5年間，就有22座火山噴發(fā)，此外海底火山噴發(fā)也經(jīng)常發(fā)生，致使一些新的火山島嶼出露海面。
環(huán)太平洋火山帶的火山巖主要是中性巖漿噴發(fā)的產(chǎn)物，形成了鈣堿性系列的巖石，最常見(jiàn)的火山巖類型是安山巖，距海溝軸150-300公里的陸地內(nèi)，安山巖平行于海溝呈弧形分布，即成所謂的“安山巖線”。另一特點(diǎn)是，自海溝向陸地方向巖石有明顯的水平分帶性，一般隨與海溝距離的增大，依次分布為拉斑系列巖石、鈣堿性系列巖石和堿性系列的巖石。這里的火山多為中心式噴發(fā)，火山爆發(fā)強(qiáng)度較大，如果發(fā)生在人口稠密區(qū)，則往往造成嚴(yán)重的火山災(zāi)害。
二、洋脊火山帶
大洋中脊也稱大洋裂谷，它在全球呈“W”形展布，從北極盆穿過(guò)冰島，到南大西洋，這一段是等分了大西洋殼，并和兩岸海岸線平行。向南繞非洲的南端轉(zhuǎn)向NE與印度洋中脊相接。印度洋中脊向北延伸到非洲大陸北端與東非裂谷相接。向南繞澳大利亞?wèn)|去，與太平洋中脊南端相邊，太平洋中脊偏向太平洋東部，向北延促又進(jìn)入北極區(qū)海域，整個(gè)大洋中脊構(gòu)成了“W”形圖案，成為全球性的大洋裂谷，總長(zhǎng)8萬(wàn)余公里。大洋裂谷中部多為隆起的海嶺，比兩側(cè)海原高出2-3公里，故稱其為大洋中脊，在海嶺中央又多有寬20-30公里，深1-2公里的地塹，所以又稱其為大洋裂谷。大洋內(nèi)的火山就集中分布在大洋裂谷帶上，人們稱其為大洋中脊火山帶。根據(jù)洋底巖石年齡測(cè)定，說(shuō)明大洋裂谷形成較早，但張裂擴(kuò)大和激烈活動(dòng)是在中生代到新生代，尤其第四紀(jì)以來(lái)更為活躍，突出表現(xiàn)在火山活動(dòng)上。
大洋中脊火山帶火山的分布也是不均勻的，多集中于大西洋裂谷，北起格陵蘭島，經(jīng)冰島、亞速爾群島至佛得角群島，該段長(zhǎng)達(dá)萬(wàn)余公里，海嶺由玄武巖組成，是沿大洋裂谷火山噴發(fā)的產(chǎn)物。由于火山多為海底噴發(fā)，不易被人們發(fā)現(xiàn)，據(jù)有關(guān)資料記載，大西洋中脊僅有60余座活火山。冰島位于大西洋中脊，冰島上的火山我們可以直接觀察到，島上有200多座火山，其中活火山30余座，人們稱其為火山島。據(jù)地質(zhì)學(xué)家S、Thorarinsson(1960)統(tǒng)計(jì)，在近1000a內(nèi)，大約發(fā)生了200多次火山噴發(fā)，平均5a噴發(fā)一次。著名的活火山有?？死鹕剑瑥?104年以來(lái)有過(guò)20多次大的噴發(fā)。拉基火山于1783年的一次噴發(fā)為人們所目睹，從25公里長(zhǎng)的裂縫里溢出的熔巖達(dá)12公里以上，熔巖流覆蓋面積約565平方公里，熔巖流長(zhǎng)達(dá)70多公里，造成了重大災(zāi)害。1963年在冰島南部海域火山噴發(fā)，這次噴發(fā)一直延續(xù)到1967年，產(chǎn)生了一個(gè)新的島嶼-蘇特塞火山島，高出海面約150m，面積2.8平方公里。6a之后，在該島東北32公里處的維斯特曼群島的海邁島火山又有一次較大的噴發(fā)。這些火山的噴發(fā)，反映了在大西洋裂谷火山噴發(fā)的特點(diǎn)。
在太平洋中脊，于南緯6°-14°的太平洋東隆的軸部，新生代以來(lái)的裂隙噴發(fā)，形成了寬40-60公里，長(zhǎng)800公里的玄武巖臺(tái)地，發(fā)現(xiàn)的活火山僅有14座，其活動(dòng)強(qiáng)度與頻度都不如大西洋裂谷火山帶。
印度洋，據(jù)查有三列走向近SN的海底山脈，即海嶺，僅有部分火山出露海面而成火山島嶼，如塞舌爾群島和馬爾克林群島，它們都是現(xiàn)代海底火山噴發(fā)形成的。
在大洋中脊以外，僅有一些零散火山分布，它們是以火山島嶼的形式出現(xiàn)，如太平洋海底火山噴發(fā)形成的島嶼有夏威夷群島，即通常所說(shuō)的夏威夷一中途島的火山鏈，有關(guān)島、塞班島、提尼安島、帕勞群島、俾斯麥群島、所羅門群島、新赫布里底群島及薩摩亞群島等。在大西洋，如圣赫勒拿島、阿森松島，特里斯坦-達(dá)庫(kù)尼亞群島也都是一些火山島，南極洲的羅斯海中的埃里伯斯火山也屬該種類型。這些火山島嶼都由玄武巖構(gòu)成，與大洋裂谷帶內(nèi)的火山巖基本相同。
三、紅海沿岸與東非火山帶
東非裂谷是大陸最大裂谷帶，分為兩支：裂谷帶東支南起希雷河河口，經(jīng)馬拉維肖，向北縱貫東非高原中部和埃塞俄比亞中部，至紅海北端，長(zhǎng)約5800公里，再往北與西亞的約旦河谷相接;西支南起馬拉維湖西北端，經(jīng)坦喀噶尼喀湖、基伍湖、愛(ài)德華湖、阿爾伯特湖，至阿伯特尼羅河谷，長(zhǎng)約1700公里。裂谷帶一般深達(dá)1000-2000m，寬30-300公里，形成一系列狹長(zhǎng)而深陷的谷地和湖泊，如埃塞俄比亞高原東側(cè)大裂谷帶中的阿薩爾湖，湖面在海平面以下150m，是非洲陸地上的最低點(diǎn)。
自中生代裂谷形成以來(lái)，火山活動(dòng)頻繁，尤其晚新生代以來(lái)更為盛行，據(jù)統(tǒng)計(jì)，非洲有活火山30余座，多分布在裂谷的斷裂附近，有的也分布在裂谷邊緣百公里以外，如肯尼亞山、乞力馬扎羅山和埃爾貢山，它們的噴發(fā)同裂谷活動(dòng)也密切相關(guān)。東非裂谷火山帶火山噴發(fā)類型有兩種，一種是裂隙式噴發(fā)，主要發(fā)生在埃塞俄比亞裂谷系兩側(cè)，形成了玄武巖熔巖高原(臺(tái)地)，占埃塞俄比亞全國(guó)面積的三分之二，熔巖厚達(dá)4000m，它是30-50萬(wàn)a以來(lái)上百次玄武巖漿沿裂隙溢流形成的。在肯尼亞西北部，也形成了厚達(dá)1000m 的熔巖臺(tái)地，其形成時(shí)間晚于埃塞俄比亞的熔巖臺(tái)地，大約形成于14-23萬(wàn)a間，在更晚些時(shí)候形成的是響巖，在11-13萬(wàn)a間形成了長(zhǎng)達(dá)300公里的響巖熔巖臺(tái)地。第二種是中心式噴發(fā)，多分布在裂谷帶的邊緣，主要的活火山有扎伊爾的尼拉貢戈山、尼亞馬拉基拉山、肯尼亞的特列基火山、莫桑比克的蘭埃山和埃塞俄比亞的埃特爾火山等。有的火山噴發(fā)只生成了爆裂火口，或成火口洼地，或是火口湖，如恩戈羅恩戈羅(坦桑)火口洼地直徑達(dá)19公里，面積304平方公里。
現(xiàn)代火山活動(dòng)中心集中在三個(gè)地區(qū)，一是烏干達(dá)-盧旺達(dá)-扎伊爾邊界的西裂谷系，自1912-1977年就有過(guò)13次火山噴發(fā)，尼拉貢戈火山至今仍在活動(dòng);二是埃塞俄比亞阿費(fèi)爾(阿曼)坳陷的埃爾塔火山和阿夫代拉火山，自1960-1977年曾發(fā)生過(guò)多次噴發(fā);三是坦桑尼亞納特龍(坦桑)湖南部的格高雷(Grgory)裂谷上的倫蓋(坦桑)火山，自1954到1966年曾有過(guò)多次噴發(fā)，噴出巖為碳酸鹽巖類，有較高含量的碳酸鈉，為世界所罕見(jiàn)。位于肯尼圖爾卡納湖南端的特雷基火山在80-90年代間也曾多次噴發(fā)?，F(xiàn)代火山活動(dòng)區(qū)，溫泉廣泛發(fā)育，火山噴氣活動(dòng)明顯，多為水蒸氣和含硫氣體，這是火山現(xiàn)今的活動(dòng)跡象。
四、地中海-印度尼西亞火山帶
這一帶共有共有活火山70余座，其中地中海沿岸有13座，印度尼西亞有60余座。這一火山帶噴發(fā)的巖漿性質(zhì)從基性到酸性都有，不同的火山表現(xiàn)不同，同一火山不同噴發(fā)階段也有變化。
全世界有516座活火山，其中69座是海底火山，以太平洋地區(qū)最多。活火山主要分布在環(huán)太平洋火山帶，地中海-喜馬拉雅 - 印度尼西亞火山帶、大洋中脊火山帶和紅海-東非大陸裂谷帶。中國(guó)境內(nèi)的新生代火山錐約有900座，以東北和內(nèi)蒙古的數(shù)量最多，約有600～700座。最近一次噴發(fā)的火山是位于新疆于田縣的卡爾達(dá)的火山。火山的分布受控于全球板塊構(gòu)造。
如俄羅斯堪察加半島希韋盧奇火山。2012年4月17日早晨，希韋盧奇火山強(qiáng)烈噴發(fā)，噴發(fā)出的火山灰高度高于海平面9500米。報(bào)道說(shuō)，俄羅斯科學(xué)院遠(yuǎn)東火山與地震研究所的專業(yè)人員在距火山40公里的研究站觀測(cè)到了噴出的火山灰?；鹕交覛饬髟跂|側(cè)方向綿延100公里。此次噴發(fā)是2012年初以來(lái)該火山最強(qiáng)烈的一次噴發(fā)。盡管火山灰不會(huì)給附近居民點(diǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響，但對(duì)當(dāng)?shù)睾娇瞻踩斐闪送{。
火山活動(dòng)是一種宇宙自然現(xiàn)象。宇航探測(cè)發(fā)現(xiàn)月球、火星、金星、木衛(wèi)一上均有火山活動(dòng)。
火山的形成原因
火山的形成涉及一系列物理化學(xué)過(guò)程。地殼上地幔巖石在一定溫度壓力條件下產(chǎn)生部分熔融并與母巖分離，熔融體通過(guò)孔隙或裂隙向上運(yùn)移，并在一定部位逐漸富集而形成巖漿囊。隨著巖漿的不斷補(bǔ)給，巖漿囊的巖漿過(guò)剩壓力逐漸增大。當(dāng)表殼覆蓋層的強(qiáng)度不足以阻止巖漿繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，巖漿通過(guò)薄弱帶向地表上升。在上升過(guò)程中溶解在巖漿中揮發(fā)份逐漸溶出，形成氣泡，當(dāng)氣泡占有的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)75%時(shí)，禁錮在液體中的氣泡會(huì)迅速釋放出來(lái)，導(dǎo)致爆炸性噴發(fā)，氣體釋放后巖漿粘度降到很低，流動(dòng)轉(zhuǎn)變成湍流性質(zhì)的。如若巖漿粘滯性數(shù)較低或揮發(fā)份較少，便僅有寧?kù)o式溢流。從部分熔融到噴發(fā)一系列的物理化學(xué)變化的差別形成了形形色色的火山活動(dòng)。
火山的根源介紹
在距離地面大約32公里的深處存在大量高溫液體，其溫度之高足以熔化大部分巖石。
巖石熔化時(shí)膨脹，需要更大的空間。世界的某些地區(qū)，山脈在隆起。這些正在上升的山脈下面的壓力在變小，這些山脈下面可能形成一個(gè)熔巖(也叫“巖漿”)庫(kù)。
這種物質(zhì)沿著隆起造成的裂痕上升。熔巖庫(kù)里的壓力大于它上面的巖石頂蓋的壓力時(shí)，便向外迸發(fā)成為一座火山。
噴發(fā)時(shí)，熾熱的氣體、液體或固體物質(zhì)突然冒出。這些物質(zhì)堆積在開(kāi)口周圍，形成一座錐形山頭。“火山口”是火山錐頂部的洼陷，開(kāi)口處通到地表。錐形山是火山形成的產(chǎn)物?；鹕絿姵龅奈镔|(zhì)主要是氣體，但是象渣和灰的大量火山巖和固體物質(zhì)也噴了出來(lái)。火山噴發(fā)實(shí)際上，火山巖是被火山噴發(fā)出來(lái)的巖漿，當(dāng)巖漿上升到接近地表的高度時(shí)，它的溫度和壓力開(kāi)始下降，發(fā)生了物理和化學(xué)變化，巖漿就變成了火山巖。
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