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火山喷发及其预测预报(1)
2022-02-02 | 阅:  转:  |  分享 
  
火山喷发及其预测预报(1)

胡经国一、前言

火山Volcano)是指由于地壳深部的岩浆过地壳,地面形成特殊地质结构的锥形山体;在岩浆喷发的同时往往伴随有水气和灰渣喷。之下100150公里深处有一个液态区存在着富含挥发成分的高温高压熔融体,。岩浆过地壳地面伴随有水气和喷,火山是地球上最具爆发性的力量。

火山喷发也是一种宇宙自然现象。宇航探测发现月球、火星、金星、上均有火山喷发活动。

1、火山形成概述

火山的形成涉及一系列物理化学过程。地岩石在一定温度压力条件下会产生部分熔融,并且与母岩分离熔融体——通过岩石向上运移,并在一定部位逐渐聚集而形成所谓的岩浆囊。随着岩浆的不断补给,岩浆岩浆的过剩压力逐渐增大。当表壳覆盖层的强度不足以阻止岩浆继续向上运动时,岩浆通过向地表上升。在上升过程中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,禁锢在中的气泡会迅速释放出来,导致爆炸性喷发这种岩浆喷发形式气体释放以后岩浆降到很低,其运动转变成湍流性质的。若岩浆粘滞性较低或挥发份较少,仅宁静式溢流这种岩浆喷发形式。从部分熔融到喷发一系列物理化学变化的差别形成了形形色色的火山。

在距离地面大约32公里的深处存在大量的高温液体,其温度之高足以熔化大部分。岩石熔化时膨胀,需要更大的空间某些地区的山脉隆起。这些正在升的山脉下面压力在变小这些山脉下面可能形成岩浆。沿着隆起造成的裂上升。的压力大于它上覆岩石顶盖的压力时,便成一座火山。喷发时,炽热的气体、液体或固体物质突然出。这些物质堆积在口——火山口周围,形成一座锥形山。锥形山体是火山的产物。是顶部的洼陷。若当岩浆上升到接近地表,它的温度和压力开始下降,发生物理和化学变化,成。

狭义的喷出岩是指各种熔岩。熔岩具有两种含义,一是指喷出地表挥发分逸散的炽热熔融状态的岩浆,又称为熔浆;一是指由岩浆冷却凝固而形成的固体岩石。岩浆的化学成分不同,冷却凝固后所形成的岩石也就不同。基性喷出岩为,中性喷出岩为,酸性喷出岩为,半碱性和碱性喷出岩为和。喷出岩多具气孔、杏仁和流纹等构造多呈、隐晶质或斑状结构。玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、等喷出岩称为火山玻璃岩。

广义的喷出岩包括各种熔岩和。火山碎屑岩主要是由火山作用形成的各种碎屑物堆积而成的,往往有一定数量的沉积物或熔岩物质。

2、岩石圈板块构造与火山形成形成岩,形成火山。火山,造成被火山碎屑、泥流等。环的火山都。火山喷发形成的及碎屑岩或火山。形成大洋中洋脊;形成火山,如。这类火山以岩主,属于,,、或盾火山。火山以,。、火山喷发过程过程归纳为三个阶段:岩浆形成与初始上升阶段、和离开岩浆囊地表阶段。岩浆形成与初始上升阶段

岩浆的产生必须有两过程: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了。部分熔融是液体(即岩浆)和固体(结晶)的共存温度升高、压力降低和固相线降低均可部分熔融。当部分熔融物质随流上升时,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。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。岩浆是由熔融体、挥发物以及结晶体组成的混合物。从岩浆囊地表阶段

岩浆从岩浆源区一直到近地表的通的上升,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。当地壳中张或张剪切应力大于当地岩石时,便可能形成张性或张剪性若这些互相连通,就可以为岩浆喷发的通道。破火山口破火山口

破火山口(Calderas)一种位于火山顶部的较大的圆形坳陷。通常岩浆回撤、火山自身塌陷时形成,或浅部岩浆囊喷发而形成。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”一词意为“罐”或“大锅”在Canary岛原来是指锅底状的坳陷,而不管其成因。破火山口的直径可达816公里,而火山口的直径通常不超过11.6公里破火山口主要是在火山喷发期间由于爆炸而形成的。上最大的破火山口日本九州岛上的这个火山口南北25公里,东西17公里,周长100多公里从它规模可以想当时爆发的巨大威力。破火山口分类

按形成原因,破火山口分成三类:

喷发式破火山口:单纯由于发成的破火山口。

沉降式破火山口:单纯由于沉降形成的破火山口。

复合式破火山口:首发、随后由于沉降的破火山口。破火山口

破火山口的面积大,其直径通常可以达到数英里甚至数十英里以往多认为破火山口是由于猛烈的火山喷发作用形成但是新的研究显示陷落才是主要原因。HowelWilliams认为部分锅状火口是纯粹由火山爆发所形成,称为喷发破火山口;不过,这类火山口甚少,而且其面积也较小。火山喷发条件

一个地方能否形成火山主要于是否具备以下条件:

岩石部分熔融体的形成必须有较高的地热(自身积累的或外界条件产生的),或隆起减压过程,或脱水而降低固相线部分熔融

固相线岩石开始发生局部熔融的压力温度组分条件,或者指岩石结晶作用过程中残余岩浆最终消失之前一刹那的条件上述两种情况下,岩浆的数量为无穷小。在二元系统中固相线为一条曲线在三元系统中固相线则为一个面所以固相线的“线”不是指几何学上的线它是岩石相平衡中的一个概念性术语。

在一定条件下,当在一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时,称此系统处于相平衡。此时从宏观上看,没有物质由一相向另一相的净迁移但是从微观上看,不同相之间的分子转移并未停止,只是两个方向的迁移速率相同而已。

岩浆在地壳中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

浮力分为正浮力负浮力和中性浮力。正浮力意味着物体排掉等体积水的质量比自身大,物体是浮在水面上的。因此,负浮力呈下沉状态,而中性浮力则可停留在水中任一深度,不浮不沉。

在岩浆囊中的物理化学过程主要是结晶体、挥发物与流体的分异和相互作用岩浆喷发起着促进或抑制作用。地壳中岩浆囊的存在起着拦截、改造地幔升的岩浆的作用。它也是形成爆炸式火山喷发的重要条件。

岩浆囊的存在对的形成有促进作用而构造产生的场是形成岩浆通道——的主要原因。

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(本文系胡经国图书...原创)