内动力地质作用和

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1、第三章 火山活动和内动力地质作用 第一节 火山作用 一.火山喷发现象火山构造及类型 火山是一种奇特的地质现象，自古以来给人们留下了深刻的印象，我国对此有许多记载。如在黑龙江外记中记叙了五大连池火山群的两座火山于1917年爆发时的情况：墨尔根（今嫩江）一日地中忽出火，石块飞腾声振四野越数日火熄，其地遂成池沼，此康熙五十八年事”。 1720年又爆发，喷出的熔岩流堵塞了附近的白河河道形成了五大连池。在宁古塔记略作了如下记载：于康熙59年六七月间水荡周围三十里忽烟火冲天，其声如雷昼夜不绝，声闻五六十里，其飞出者皆墨石硫磺之类，终年不断，热气逼人三十余里。说明这次火山活动规模较大且延续时间较长。 火山喷

2、出物大部分在火山口周围堆积下来一般形成圆形锥称火山锥。位于火山锥顶部的漏斗形喷口称火山口。火山口以下为一个通向地下的长管装 状火山管，火山管总是被熔岩或碎屑物堵塞。 一个火山锥形成后，由于火山活动不断在原来火山口上还会出现更小的火山锥称中央火山锥或寄生火山锥。如意大利西西里群岛埃特纳山有300多个寄生火山锥，这种火山锥称复火山锥。 火山经多次爆发不仅形成寄生火山锥，且火山口不断爆炸或地下岩浆冷却收缩塌陷越来越大形成破火口，（如日本阿苏破火口南北长23公里，东西宽16公里），有时象一小盆地、小平原，甚至分布若干村落称火口原。火山口中积水成湖叫火口湖（如天池）周围11.3公里深313米。（五大连池

3、为堰塞湖） 根据火山活动情况可分为： 活火山尚在活动或周期性不断活动的火山。 死火山史前喷发有史以来未活动过。 休眠火山有史以来有活动，长期来处于静止状态。 以上分法是相对的不是绝对的。 二.火山喷出物 火山活动平均每年向地球表面喷溢出体积1立方公里的岩浆物质，根据物质性质和物理状态可分为三种即气态、固态和液态。 1.气态喷出物 大量气体物质从火山口周围和裂隙中喷出，以水气为最多，另外有氢、硫、二氧化碳、二氧化硫、氨、氯等，出露地表后在火山口附近沉淀出硫磺、食盐、萤石、硼砂等矿物。 2.固态喷出物 随气体爆炸由火山口喷射到空中的熔岩碎块和周围碎块总称火山碎屑，按其颗粒大小又可分为： 火山灰：火

4、山喷发崩碎的细小碎屑一般0.001，由于质轻可升至高空甚至进入平流层，长期在高空飘荡。 火山渣：直径0.01到几厘米，从砂粒到核桃大小具棱角。 火山弹：从核桃大小到几吨重，呈纺锤形、梨形及扭曲形状，是由熔岩高速喷向空中旋转冷凝而成。火山碎屑物经堆积压缩胶结形成火山碎屑岩。 3.液态喷出物 熔岩流冷却后形成熔岩。熔岩沿地面流动的速度取决于熔岩的粘度温度及地面坡度大约28米/秒。一般基性粘小温度高流速大；酸性粘度大温度低流速小，成分相同的情况下取决于地面坡度。在流动的过程中逐渐冷却，粘度加大速度减小最后凝固成火成岩。 三.火山喷发方式与类型 岩浆溢出地表方式不同可分为裂隙式和中心式两类。 1.裂隙

5、式喷发： 岩浆沿地壳上巨大裂缝溢出地表的火山喷发方式，没有爆炸现象，流出的多为基性熔岩，冷凝后形成厚度相当稳定而面积广大的熔岩被，一般无固体喷发物，地质历史时期该类喷发相当广泛。 2.中心式喷发 岩浆沿一定的管形通道喷出地表，熔岩覆盖面积小，是现代火山活动的主要类型按剧烈程度可分为： 宁静式（溢流式）：以基性熔岩喷发为主，熔岩温度高，气体少不爆炸无固体喷发物，常形成底座很大坡度平缓的盾形火山锥，以夏威夷诸火山为代表。 暴烈式（培雷）：以中酸性为主含气体多爆炸力强，常形成大量火山碎屑尤其是火山灰。属此类型的有意大利的维苏威、印度尼西亚的喀拉喀托、西印度群岛、美国圣海伦斯等火山。 混合式（斯特龙博

6、利式）：皆于前两者之间以中基性喷发为主，先是暴烈喷出固体碎屑和气体，随后转宁静溢流熔岩反复交替。 中心式喷发形式与岩浆成分有关，酸度高气体含量多爆炸性也大。一座火山不同时期可能有不同喷发类型，早期暴烈式后期是宁静式之后又是暴烈式周期性交替，主要是地下岩浆性质和气体数量作周期性变化所致。 四.火山活动的地理分布 近代火山活动分布不均匀但有规律，大体呈带状分布。全世界大约有2000座死火山500多座活火山大致分以下几带： 1.环太平洋火山带 从南美安第斯山脉起经中美、北美西岸、阿拉斯加、阿留申群岛、勘察加半岛、千岛群岛、日本群岛、台湾、菲律宾、新西兰到南极，全球四分之三活火山集中于此可称地球上的“

7、火环”。 2.地中海喜马拉雅火山带 横亘欧洲大陆南部，从伊比利亚半岛经意大利、希腊、土尔其、高加索、喜马拉雅山、孟加拉湾到爪哇岛与环太平洋火山岛相汇合。印度尼西亚可称“火山之国”，在岛弧区内有100座活火山仅1966至1970年间就有22座火火山喷发。 3.大洋中脊、非洲裂谷带 大西洋中脊有30多座水上水下活火山。坦桑尼亚境内乞力马扎罗山为东非著名火山。 我国近代火山主要分布在台湾、海南、云南腾冲、山西大同、黑龙江、吉林、内蒙古。 五.火山活动形式的总结 1.火山喷发强度取决于内因即岩浆成分；基性岩浆以宁静式为主，酸性岩浆以暴烈式为主。任何喷发形式不是不变的，因为地下岩浆及外界条件随时间发展有

8、变化的缘故。 2.火山碎屑物的有无是判断火山活动（包括地质时期火山活动）类型的主要依据，凡有大量火山碎屑物尤其是火山灰的火山都是暴烈式：相反只有熔岩流，没有或只要少量碎屑物者大多是宁静式火山。 3.过去、现在、将来火山活动都是地壳运动的一种形式。在地层中保存大量喷出物是地质历史时期火山活动的证据。目前许多地方仍在不断进行着火山活动如1943年2月20日在墨西哥城以西300多公里的一片耕地上出现喷发活动，并在不久之后形成了有名的帕里库廷火山。又如1973年在太平洋小笠原群岛附近的西之岛猝然爆发海底火山喷发活动并诞生了一个相当于原岛近三倍的新岛。 第二节岩浆和岩浆作用 1.岩浆成分 通过现代火山活

9、动观察和研究发现火山活动时不但有蒸汽石块从火山口喷出还有炽热的熔融物质自火山口溢流出来。前者为挥发物质和火山碎屑，后者叫熔岩流。这一现象说明地下深处确有高温熔融物质存在该物质称岩浆。 岩浆定义：地下深处产出的富含挥发组分的高温粘稠状的硅酸盐熔融体。 熔岩流不等于岩浆，仅是接近岩浆的物质。真正的岩浆比熔岩流含更多的挥发分。原因地下深处负荷压力大挥发物质可熔在岩浆中，当压力降低时挥发分逸出，熔岩流冷凝固结成熔岩。 岩浆的主要成分：除部分挥发物质和金属硫化物氧化物外，主要是硅酸盐物质。 挥发物主要有：水、氯化氢、氟化氢、硫化氢、氮、氢、二氧化碳、二氧化硫等。 主要氧化物有：二氧化硅、三氧化二铝、氧化

10、铁、三氧化二铁、氧化镁、氧化钙、氧化钾等。 2.岩浆分类 超基性岩浆：二氧化硅含量45； 基性岩浆：二氧化硅含量45 -52 ； 中性岩浆：二氧化硅含量52-65 ； 酸性岩浆：二氧化硅含量65 3.岩浆活动 温度：无法直接测得但熔岩流温度可测得，据此推测基性岩浆温度低于1000，甚至在850900 ，酸性岩浆在750800 。 速度：一般不超过16公里/小时或几米/小时，甚至几米/天，快者也可达数十公里/小时。流动速度取决于岩浆的粘度，粘度又取决于岩浆的成分和经受的温度和压力。而氧化硅含量高粘度大，铁、镁、钙高则粘度小，随温度降低速度亦降低。 岩浆冷却的速度取决于岩浆所处的深度及侵入体的大小和向外的温度梯度。总之冷却的速度是缓慢的，大型花岗岩岩体由岩浆冷凝而成的时间可达100万年之久。