火山

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火山相关知识

火山的形成是一系列物理化学过程。主要是地球内部存在的大量的放射性物质,在自然状态下衰变,产生大量的热。这些热无法散发到地面,温度不断升高,直至把岩石融化,形成地球内部的高温融化状态。这些岩浆一旦冲破地壳喷出地面,就形成了火山。

有人认为火山是岩石因压力而融化,那岩浆喷出地面后,因压力迅速降低,其温度就不可能还那么高,而应该是常温或者比常温低。如果是因压力的原因导致的升温,那当压力不在增加后,其温度也不会再上升,也就是说,在地球形成之初,温度就不会再升高了。

从热力学理论的角度进行分析整个过程:压缩时,外界对冷媒做工,温度升高;减压时,冷媒对外界做工,温度必然降低。

所以说,火山应该是放射性物质衰变产生的热使岩石融化形成的。

火山爆发是一种自然现象。原因是地球内部的熔融物质在压力作用下喷出。地球内部温度和密度不均匀,在地幔内部形成地幔对流或地幔柱。当高温物质上升到地球浅部时, 由于压力减小而发生部分熔融。在外力作用下,这些熔融物质汇聚在一起并在地球的浅部形成岩浆囊。当岩浆囊的压力大于地层的压力时,岩浆就会沿着断层或薄弱的地方冲破地壳,造成火山爆发。

还有一种火山的成因是由于板块相互作用,比如在板块的俯冲带或碰撞带,由于摩擦形成了局部高温,一些含水矿物的脱水也降低了岩石的熔点,这时也会形成岩浆囊,从而引发火山活动。

火山带即火山活动的地区。与地壳断裂带、新构造运动强烈带或板块构造边缘软弱带有关,常呈有规律的带状分布。世界上有4个主要火山带,分别是环太平洋火山带,地中海火山带,大西洋海岭火山带,东非火山带。具体如下:

①环太平洋火山带。有400余座活火山,其中厄瓜多尔的科托帕克希火山(5890米)是世界最高的活火山,阿根廷安第斯山脉的阿空加瓜火山世界火山带(6940米)是世界最高的死火山;

②地中海火山带。西起伊比利亚半岛,向东经喜马拉雅山与环太平洋火山带相接;

③大西洋海岭火山带。北起格陵兰岛,经冰岛、亚速尔群岛至圣赫勒拿岛,约有近60座活火山;

④东非火山带。沿东非大断裂带分布,如著名的乞力马扎罗火山(5895米)。

目前,我们把这种产生于上地幔和地壳深处,含挥发分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质称之为岩浆。还有一种解释为,岩浆是指地下熔融或部分熔融的岩石。当岩浆喷出地表后,则被称为熔岩。喷出地表的岩浆成为喷出岩;侵入地壳中的称为侵入岩。

在地球的不同层圈内,可形成不同成分和物理化学性质的岩浆,如超基性、基性岩浆形成在地下较深部,温度较高,约为1000~1200℃;酸性、中性岩浆形成的部位相对较浅,温度相对较低,约为700~1000℃。苏联学者列文松-列辛格认为有两种岩浆,它们分别为-花岗岩浆和玄武岩浆。里特曼则划分出原生岩浆、次生岩浆或重熔岩浆、同熔岩浆、混染岩浆等。岩浆在地壳内部具有很高的温度和压力,在构造运动或其他内动力的影响下可以侵入地壳的软弱部分或喷出地表,经冷凝固结形成各种火成岩。

火山活动(Volcanic activity)是指与火山喷发有关的岩浆活动。它包括岩浆冲出地表、产生爆炸、流出熔岩、喷射气体、散发热量、析离出气体、水分和喷发碎屑物质等活动。

岩浆一般被认为是地幔里的高温的塑性物质钻到地壳里形成的。这种物质温度很高,至少在1000℃以上,本来在地幔里就应该熔化了,但因那里压力大,不能成为液体,而成为具有塑性的固态物质。当压力减小它就会变成液态活跃起来。地壳中产生破裂的部位就是压力较小的地方,岩浆总是在这里的地下出现,并通过裂缝不断侵入到地壳中的合适场所蓄积起来,成为火山喷发的物质来源。火山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活动,发散热量、析离出气体、水分等活动。

最早的居民是波利尼西亚人,1778年后欧、亚移民陆续移来。1795年建夏威夷王国。1898年被美国吞并。1900年归属美国。1959年成为美国的第50个州。今居民以欧、美白人和日本人居多,其次是混血种人、菲律宾人和华人。

夏威夷州是美国唯一的群岛州,由太平洋中部的132个岛屿组成。陆地面积为1.67万平方千米。夏威夷属于海岛型气候,终年有季风调节,每年温度约在摄26℃-31℃。。那夏威夷为什么会有火山呢?

火山是一种常见的地貌形态。地壳之下100-150千米处,有一个“液态区”,区内存在着高温、高压下含气体挥发成份的熔融状硅酸盐物质,即岩浆。它一旦从地壳薄弱的地段冲出地表,就形成了火山。火山分为“活火山”、“死火山”和“休眠火山”。火山是炽热地心的窗口,地球上最具爆发性的力量,爆发时能喷出多种物质。

休眠火山是指有史以来曾经喷发过,但长期以来处于相对静止状态的火山。此类火山都保存有完好的火山锥形态,仍具有火山活动能力,或尚不能断定其已丧失火山活动能力。如我国长白山天池,曾于1327年和1658年两度喷发,在此之前还有多次活动。目前虽然没有喷发活动,但从山坡上一些深不可测的喷气孔中不断喷出高温气体,可见该火山目前正处于休眠状态。

一般来说,只有活火山才会发生喷发。正在喷发和预期可能再次喷发的火山,当然可称为活火山。而那些休眠的火山,即使是活的但不是现在就要喷发,而在将来可能再次喷发的火山也可称为活火山。

泥火山是泥浆与气体同时喷出地面后,堆积而成。其外型多为锥状小丘或者是盆穴状,丘的尖端部常有凹陷,并由此间断地喷出泥浆与气体。

泥火山的形成机制主要有地震爆发、深部沉积物的圈结状态与气体含量、断层活动,以及人工钻井等。

因此可以通过钻探和观察它与地震的关系来验证断层对泥火山的控制,并依据其发育情况判断断层及其走向。

一般泥火山的喷发频率与地震有着一定的内在联系:地震过后不久,往往会发生泥火山喷发。

有人认为泥火山的形成主要与下列因素有关:1)沉积速率大的沉积盆地;2)有多置伊利石化的粘土矿物,3)孔腺流体的膨胀;4)深部有富台烃类的流体;5)有不遗水或低透水的上覆盖层;6)盐地沉积物受到横向或垂向挤压;7)地震活动。

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