chap13火山作用

1、概述概述火山喷出物火山喷出物火山的类型与分布火山的类型与分布实例：圣海伦火山喷发实例：圣海伦火山喷发 活火山现代仍在活动的火山活火山现代仍在活动的火山 死火山地质历史时期有过活动，但人类历史中没有活动过的火山死火山地质历史时期有过活动，但人类历史中没有活动过的火山 休眠火山人类历史中活动过但现在未活动的火山休眠火山人类历史中活动过但现在未活动的火山熔透式岩浆熔透地壳，大面积露出地表熔透式岩浆熔透地壳，大面积露出地表 （地球形成早期地球形成早期） 裂隙式岩浆沿地壳上的巨大裂缝溢出地表裂隙式岩浆沿地壳上的巨大裂缝溢出地表 （古生代第三纪；洋脊古生代第三纪；洋脊）中心式岩浆由喉管状通道到达地面中心式

2、岩浆由喉管状通道到达地面 （现代火山喷发的主要方式现代火山喷发的主要方式）地壳裂隙地壳裂隙早期熔岩流早期熔岩流地史上的裂隙式地史上的裂隙式喷发形成了大面喷发形成了大面积分布的熔岩流积分布的熔岩流和熔岩被。如峨和熔岩被。如峨眉山玄武岩；印眉山玄武岩；印度德干的高原玄度德干的高原玄武岩（武岩（5050万万km2km2）（冰岛）（冰岛）沿地壳裂隙定向沿地壳裂隙定向排列的火山锥排列的火山锥Fig. 5.1上涌的岩浆上涌的岩浆部分熔融的上地幔部分熔融的上地幔(1100-1200)(1100-1200)固体岩石圈固体岩石圈岩浆房岩浆房火山通道火山通道火 山 口火 山 口火 山 锥火 山 锥历史上的部分灾难

3、性火山喷发历史上的部分灾难性火山喷发年份年份 火山火山 国家国家 死亡人数死亡人数 1991 Pinatubo 菲律宾菲律宾 300 1985 Ruiz 哥伦比亚哥伦比亚 23,000 1902 Pelee 马提尼克岛马提尼克岛 28,000 1883 Krakatau 印尼印尼 36,000 1815 Tambora 印尼印尼 92,000 1792 Unzen 日本日本 14,500 公元公元7979年意大利维苏威火山爆发，火山灰掩埋了附年意大利维苏威火山爆发，火山灰掩埋了附近的至少近的至少4 4座城市。图为从座城市。图为从5 58 8米厚的火山灰下发米厚的火山灰下发掘出来的庞培古城废墟。

4、背景为维苏威火山掘出来的庞培古城废墟。背景为维苏威火山庞培遇难者的石膏铸模庞培遇难者的石膏铸模在庞培废墟的发掘过程中，发现在庞培废墟的发掘过程中，发现在火山凝灰层中的一些空洞内有在火山凝灰层中的一些空洞内有人类的骨骸。随后意识到这些空人类的骨骸。随后意识到这些空洞实际是遇难者的形状。通过将洞实际是遇难者的形状。通过将石膏仔细灌入空洞，就得到了遇石膏仔细灌入空洞，就得到了遇难者的铸模。在庞培共发现了约难者的铸模。在庞培共发现了约 2000 2000 个遇难者。个遇难者。 什么决定了火山喷发是什么决定了火山喷发是2个主要因素个主要因素: :u 岩浆的粘度岩浆的粘度u 岩浆中气体的含量岩浆中气体的含

5、量SiOSiO2 2含量越高含量越高 粘性越强粘性越强越接近冷凝温度越接近冷凝温度 粘性越强粘性越强岩浆粘度高时含量越高岩浆粘度高时含量越高 喷发越猛烈喷发越猛烈岩浆粘度较低时含量高可增加流动性岩浆粘度较低时含量高可增加流动性- - 猛烈的猛烈的? ?- - 和缓的和缓的? ?F 酸性岩浆的喷发猛烈酸性岩浆的喷发猛烈F基性岩浆的喷发熔岩流基性岩浆的喷发熔岩流F中性岩浆的喷发猛烈中性岩浆的喷发猛烈/和缓和缓熔岩（熔岩（lava）气体气体火山碎屑火山碎屑 玄武质熔岩流玄武质熔岩流绳状熔岩绳状熔岩（基性熔岩）（基性熔岩）Pahoehoe绳状熔岩绳状熔岩可用于判断熔岩流可用于判断熔岩流动的方向动的方向

6、温度较高、粘度较小、温度较高、粘度较小、易于流动、含气较少易于流动、含气较少冷凝较慢冷凝较慢表面冷凝形成薄壳，下表面冷凝形成薄壳，下部熔岩仍在流动，使薄壳部熔岩仍在流动，使薄壳揉皱揉皱块状熔岩块状熔岩（酸性熔岩）（酸性熔岩）温度较低、粘度较大、温度较低、粘度较大、含气较多、不易流动含气较多、不易流动大量气体逸出使熔岩表大量气体逸出使熔岩表面快速冷凝，结成硬壳面快速冷凝，结成硬壳下部熔岩流动的推力使下部熔岩流动的推力使硬壳拉碎挤破硬壳拉碎挤破aaTypes of Lava枕状熔岩枕状熔岩（常为基性熔岩）（常为基性熔岩） 海底喷发的标志海底喷发的标志Pillow lava枕状熔岩枕状熔岩z 火山喷

7、出的气体通常有很强的酸性火山喷出的气体通常有很强的酸性z 一些喷出的毒性气体（如一些喷出的毒性气体（如H H2 2S S）可造成人畜死亡可造成人畜死亡气体气体z 被喷出气体带至高空的被喷出气体带至高空的 火山灰可对飞行造成威胁火山灰可对飞行造成威胁国际航线国际航线z 在爆炸式火山喷发中，喷在爆炸式火山喷发中，喷出的火山灰降落到下风的出的火山灰降落到下风的地面地面z 在大型喷发的情况下，火在大型喷发的情况下，火山灰可覆盖很大的面积山灰可覆盖很大的面积z可造成灾难性后果可造成灾难性后果火山灰火山灰z 雨水雨水+火山灰可以很重！火山灰可以很重！菲律宾菲律宾 Pinatubo Pinatubo 火山喷

8、发，火山喷发，19911991z在重力作用下，炽热在重力作用下，炽热的火山碎屑物质和气的火山碎屑物质和气体呈悬浮状顺坡向下体呈悬浮状顺坡向下流动流动z速度通常很高速度通常很高 (50- (50-500 500 km/hr)km/hr)z可造成灾难性后果可造成灾难性后果火山碎屑流火山碎屑流Pyroclastic flowz水与松散碎屑混合水与松散碎屑混合形成的流动形成的流动z在被冰或雪覆盖的在被冰或雪覆盖的火山尤其常见火山尤其常见z可造成灾难性后果可造成灾难性后果火山泥流火山泥流Lahar 三种类型：三种类型： 碎屑锥火山碎屑锥火山 层状火山层状火山 盾形火山盾形火山u 火山锥由火山碎屑堆积而成

9、火山锥由火山碎屑堆积而成u 锥体坡度较陡（锥体坡度较陡（= =休止角）休止角）u 较小较小 碎屑锥火山碎屑锥火山岩浆岩浆陡的边坡陡的边坡火山碎屑层火山碎屑层 碎屑锥火山碎屑锥火山Sunset Crater (AZ)l1,000 feet (300 m) high and 1 mile (1.6 km) in base diameterlBegan erupting in 1064-1065lHollywood wanted to blow it up in 1920s to simulate an eruptionu 大而对称大而对称u 坡度较陡坡度较陡u 锥体由熔岩层和火山碎屑层交替构成锥体

10、由熔岩层和火山碎屑层交替构成 层状火山层状火山岩浆岩浆熔岩和火熔岩和火山碎屑层山碎屑层Volcano types: stratovolcanoesz Stratovolcanoes consist of alternating layers of lava and pyroclasticsz They are dominantly andesitic in compositionz These volcanoes are typical of subduction zones层状火山圣海伦火山层状火山圣海伦火山 ( (19801980年前年前) )u 形态宽缓形态宽缓u 略显丘状略显丘状u 玄

11、武质熔岩玄武质熔岩 盾形火山盾形火山岩浆岩浆夏威夷夏威夷 Mauna Loa Mauna Loa 盾形火山盾形火山l最近一次喷发：最近一次喷发：19841984l地球上最大的火山地球上最大的火山l海拔高度海拔高度4,000 4,000 m m 破火山口湖破火山口湖破火山口湖的形成过程破火山口湖的形成过程与板块运动密切相关与板块运动密切相关“火圈火圈”大陆板块大陆板块洋陆汇聚洋陆汇聚洋洋汇聚洋洋汇聚地幔柱地幔柱洋脊洋脊热点之上热点之上的活火山的活火山9500英尺英尺8150英尺英尺(矮了矮了1350英尺！英尺！) 实例实例: : 圣海伦火山火山喷发圣海伦火山火山喷发1980.5.18.圣海伦火山圣海伦火山地下水被地下水被岩浆加热岩浆加热蒸汽和火山灰喷发蒸汽和火山灰喷发鼓包形成前的地表鼓包形成前的地表滑坡前的地表滑坡前的地表鼓包