一、什么是火山
火山是指地下深处的
岩浆穿过地壳流至地面(或伴随有水汽和灰渣喷出地表),形成特殊结构和锥状形态的山体。而我们所能看得到的火山活动,只是从岩浆流到地面上开始,到活动停止这一段期间的各种现象而已。
二、火山能造成哪些危害
(一)影响全球气候火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体,对气候造成极大的影响。因为在这种情况下,昏暗的白昼和狂风
暴雨,甚至泥浆雨都会困扰当地居民长达数月之久。火山灰和火山气体被喷到高空中去,它们就会随风散布到很远的地方,这些火山物质会遮住阳光,导致气温下降。
(二)破坏环境
火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成
泥石流能冲毁道路、桥梁,淹没附近的乡村和城市,使得无数人无家可归。泥土、岩石碎屑形成的泥浆可像洪水一般淹没整座城市。
三、火山有哪些类型
(一)活火山
指现代尚在活动或周期性发生喷发活动的火山。这类火山正处于活动的旺盛时期。例如,
爪哇岛上的梅拉皮火山,20世纪以来,平均间隔两三年就要持续喷发一个时期。我国近期火山活动以
台湾岛大屯火山群的主峰七星山最为有名。大陆上,仅在新疆昆仑山西段于田的卡尔达西火山群有过
火山喷发记录,火山喷发形成了一个平顶火山锥。
(二)死火山
指史前曾发生过喷发,但有史以来一直未活动过的火山。此类火山已丧失了活动能力。有的火山仍保持着完整的火山形态,有的则已遭受风化侵蚀,只剩下残缺不全的火山遗迹,我国山西大同火山群在方圆约123平方千米的范围内,分布着99个孤立的火山锥,其中狼窝山火山锥高将近1900米。
(三)休眠火山
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。例如,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。
应该说明的是,这3种类型的火山之间没有严格的界限。休眠火山可以复苏,死火山也可以“复活”,相互间并不是一成不变的。过去一直认为意大利的维苏威火山是一个死火山,在火山脚下,人们建筑起许多的城镇,在火山坡上开辟了葡萄园,但在公元79年维苏威火山突然爆发,高温的火山喷发物袭占了毫无防备的
庞贝和赫拉古农姆两座古城,两座城市全部毁灭,居民全部丧生。
中国火山分布在成因上与两大板块边缘有关:一是受太平洋板块向西俯冲的影响,形成我国东部大量的火山;二是受印度板块碰撞的影响,形成了
青藏高原及周边地区的火山的分布。
中新世中期和第四纪是中国新生代火山活动的两个高峰期,在
东部地区和青藏地区均有强烈的火山活动。全新世火山活动减弱,但仍有许多地区的火山活动仍在继续。
我国的火山喷发历史记载有多处,如
五大连池、长白山等,在过去300年内都有过喷发。我国还有一些火山已被证实在全新世有过喷发,其中较为确切的有8处。这些都是活火山,只是处于休眠状态。在中国历史上这些活火山的喷发基本上没有造成大的人员伤亡和财产损失,主要是因为这些火山喷发大都发生在人迹罕至的地区。然而,在今天其中很多地区已成为人口稠密的都市或旅游胜地,例如,长白山天池、五大连池、
腾冲和海南等。中国最近一次火山活动是西昆仑阿什火山,在1951年5月27日发生了喷发。
四、火山发生的原因
火山运动和地球内部熔融的流质带动板块运动有密切关系。板块运动使地球表面及浅处部分分为若干个大板块。板块包括地壳和地幔上部,相当于岩石圈,厚度约100千米。各板块在其板块边界做相对运动:一是扩张,一是隐没,这就是板块运动。火山活动一般发生在板块交接的地方或其附近,主要分3部分:①板块扩张带:太平洋脊带、
大西洋中洋脊带及印度洋中洋脊带的火山均属于此。②板块隐没带:环太平洋带及
地中海带的火山均发生在此附近。③热点:位于地幔上部,在此可生成岩浆,当板块做水平移动时,经过热点上便有火山生成,这样连续发生会造成一系列的火山,而火山生成离热点越远者越老。如夏威夷火山群岛。
而板块运动使得岩浆生成并上升,流出地面造成火山。岩浆的生成和流出在地下进行的活动必须使用其他方法来推测。
1.岩浆生成的场所
岩浆大部分产生于地壳下部至地幔上部之间(20~200千米之间),而多在地幔上部。
2.岩浆生成的条件
地球内部温度的分布,在地下200千米处的温度在1200~1600℃。在这种温度之下,该处的超基性硅酸盐矿物大部分不会熔融。因为若熔融,温度必须提高,否则硅酸盐矿物的熔点就要降低。因此岩浆生成的原因有温度增高、水含量增多、压力减低等。
3.温度增高的方式
地幔内的热对流,可使部分地幔的温度升高;某种应力加强而使部分地幔的温度升高。地幔内压力减少会使硅酸盐矿物熔融点降低,地幔内水分增多也会使硅酸盐矿物的熔点降低等。地球各地岩浆生成的原因并不相同,即各地岩浆生成机制不同。海洋山脊下的岩浆、大陆边缘下的岩浆、岛弧下的岩浆及大陆下的岩浆,其生成机制都互有差异。
4.岩浆的上升与成分变化
岩浆内的压力若超过上覆岩层的压力时,岩浆就沿裂缝上升至地面。岩浆在上升期间,随温度及压力的降低,部分矿物开始结晶,而岩浆成分也开始变化。结果流至地面上时,就生成各种火成岩。
对于岩浆的上升机制和成分变化(分异作用)也有种种看法。如岩浆生成后直接上升至地表,上升期间,岩浆成分有的会发生变化,有的不会发生变化;岩浆(原始岩浆)生成后开始上升,但在中途停留一段时间(形成所谓岩浆库)后再上升至地表,在此情形下,岩浆成分在原始岩浆上升中、在岩浆库中或第二次上升中都可能发生变化。至于岩浆的停留次数、成分变化的场所可以作多种考虑。
1)部分熔融体的形成,必须有较高的地热(自身积累的或外边界条件产生的),或隆起减压过程,或脱水而减低固相线。
2)岩浆在地壳中的富集,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。
3)岩浆囊中的物理化学过程,主要是结晶体、挥发物与流体的份额与相互作用,岩浆喷发起着促使或抑制作用。地壳岩浆囊的存在起着拦截、改造地幔升上的岩浆的作用。它也是形成爆炸式火山喷发的重要条件。
4)岩浆囊的存在对岩浆通道的形成有促进作用,而构造活动产生的引张应力场是形成岩浆通道的主要原因。
5)岩浆离开岩浆囊后的上升受到压力梯度与浮力的双重驱动。
五、火山的观测和普查首先,了解我国火山目前的分布情况并进行登记;其次,分析了解火山灾害发生后的影响,灾害的损害程度,提前准备预防;最后,了解火山发生的周期规律、频率、影响的范围等相关数据,根据数据进行有准备的预防和安排人们的撤离,将损失降到最低点。
六、我国主要的火山介绍
(一)黑龙江五大连池火山
一般认为五大连池火山群由14座火山组成,如果包括火山区西部的
莲花山,五大连池火山群应由15座火山组成,火山岩分布面积达800多平方千米。老黑山、火烧山1719~1721年的喷发距今还不到300年,是我国活火山中有历史记载、喷发时间和地点最为确切的一处活火山。
(二)黑龙江
镜泊湖火山
黑龙江镜泊湖全新世火山共有13个火山口,均为复式火山。推测镜泊湖全新世火山最晚一期活动可能在1000年左右。根据现有火山地质和年代学证据,镜泊湖发生的全新世火山喷发活动是没有异议的。
(三)吉林长白山天池火山
吉林长白山天池火山是目前我国境内保存最为完整的新生代多成因复合火山,主峰将军峰位于朝方,海拔2749米。天池火山的火山活动经历了造盾(2.77~1.203百万年,早更新世)、造锥(1.12~0.04百万年,中-晚更新世)和全新世喷发3个发展阶段,3个阶段岩浆成分从玄武质→粗面质→碱流质代表其演化过程(刘若新等,1998;樊祺诚等,1999)。历史上长白山地区有过多次喷发的史料记载,1668年和1702年两次天池火山喷发是可信的(崔钟燮等,1995)。通过火山地质学和精细的同位素年代学研究,全新世以来天池火山至少有两次(公元1199年和约5000年前)大规模喷发。公元1199~1201年天池火山大喷发是全球近2000年来最大的一次喷发事件,当时喷出的火山灰降落到远至
日本海及日本北部。
(四)吉林龙岗火山
龙岗火山群有160余座星罗棋布低矮火山锥,显示高密度、多中心爆炸式喷发特点。靖宇县城以西至靖宇-辉南交界以龙湾为代表的低平火山口成为龙岗火山群的一大景观,其中大龙湾和三角龙湾已开发成为我国境内唯一的、风景优美的低平火山口旅游风景区:在龙湾环绕的地区,一座高耸的火山锥——金龙顶子火山拔地而起。龙岗火山是中国少数几个近代仍有喷发活动的第四纪火山之一。
(五)云南腾冲火山
西南边陲的云南腾冲火山由于徐霞客记载了1609年打莺山火山喷发而闻名于世。根据火山地质、地貌、岩浆演化和水热活动特点,一般都把黑空山、打莺山、马鞍山作为全新世火山。对《徐霞客游记》中记载的1609年打莺山火山“山火”是否为火山喷发起因,迄今没有找到年代学等有关方面的证据。从李根源《烈遗山记》中描述的“腾冲多火山,志载明成化、正德、嘉靖、万历年间(公元1465~1620年)火山爆发多次”,说明几百年前,腾冲火山区有过喷发活动。腾冲火山区是我国活火山区地热显示最显著的地区,例如,热海地区的水温都在100℃左右,近年的水热活动似有增强趋势,发生多起水热爆炸事件。微震观测存在岩浆冲击型地震(韩新民等,1996),而地震测深剖面和大地电磁测深结果都指示了可能存在壳内岩浆房的信息(刘宝诚等,1986;孙洁等,1989;白登海等,1994;阙荣举,1998),所有这些可能酝酿着新的喷发危险,因此,不能不对腾冲火山未来的活动给予特别的关注。
(六)新疆阿什库勒火山
阿什库勒火山群位于新疆于田县以南约120千米的青藏高原西北缘的西昆仑山,由10余座主火山和数十个子火山组成,包括西山、阿什山、大黑山、乌鲁克山、迷宫山、月牙山、牦牛山、黑龙山、马蹄山、东山和椅子山等。这些火山几乎均为中心式喷发,形成圆锥状或截顶圆锥状火山锥,绝大多数火山是第四纪形成的,最近的一次为1951年5月27日阿什火山喷发(刘嘉麒等,1990)。据《新疆日报》1951年7月5日报道:“在于田县苏巴什以南,昆仑大坂西沟一带,5月27日上午9时50分发生火山爆发。第一次爆发时只见一个山头上发出轰隆巨响,接着烟灰像一条大圆柱似的自山顶冒出。接着又连续爆发了3次,每次只隔几分钟,未发出巨响,只有烟灰上冒。以后几天又看到火山冒烟……”这也是新中国成立之后第一次关于火山喷发的报道。根据报道和有关的考察意见,此次火山喷发属爆炸式喷发,无熔岩溢出。由于这里数十座火山都保存较完好,1951年喷发距今已60年,特别是没有熔岩流的溢出,缺乏明显的地貌标志。因此,邓万明(1989)对阿什山火山(或称为1号火山)是否就是1951年5月27日喷发的火山提出质疑。这给我国境内最新活动火山打了个大问号,也由此可见对历史记载的火山喷发时间、地点的确定实非易事。
(七)台湾岛大屯火山和龟山岛火山
大屯火山群和龟山岛火山分别位于台湾岛西北部和东部海上。大屯火山群由20余座大小不等的火山组成。火山活动始于2.8~2.5百万年,最近的喷发活动发生在0.2~0.1百万年,但现今的水热活动和地震活动性却令人对火山可能的重新喷发担忧。火山区内温泉遍布,有名的至少有16处,还有一些无名的温泉,且地表温度可达100℃左右。阳明山等地强烈的喷气活动和地表的泉华足以证明大屯火山区水热活动的强度。He同位素示踪表明,大屯火山区的He主要是来自岩浆的气体,自然使人联想到可能存在地下岩浆房。大屯火山区附近的微震活动频繁,尤其集中在马槽地区,震级常小于3.0。1986年发生在阳明山竹子湖地区超过5级地震,可能是造成震后的马槽地区大规模山崩和泥石流的直接原因。大屯火山与最近喷发距今15万~7.5万年的美国西部黄石公园火山有相似之处。按照现有定义,大屯火山与黄石公园火山均属“死”火山,但它们都有强烈的地表和地下活动性,与世界上绝大多数活火山相似而被视为可能会死灰复燃的活火山。
台湾岛北部宜兰东北约20千米海上的龟山岛火山,位于琉球火山岛弧的西缘,主要由安山质火山岩所组成。岛上的火山地形保持的相当完整,后火山活动的硫磺喷气及温泉活动也相当剧烈。采集到位于较下部安山岩角砾含有捕获的石英砂岩块,石英经热释光定年距今约7000年,表明安山岩喷发年代距今约7000年,因在火山角砾岩之上还有熔岩流的分布,故龟山岛火山最近的一次喷发可能小于距今7000年(宋圣荣,2000)。
(八)海南琼北火山
雷琼地区是华南沿海新生代火山岩分布面积最大的地区,火山活动始于古近纪,延续至全新世。火山岩面积达7300平方千米,可辨认的火山口共计177座,海拔均低于300米。海南岛北部(琼北)第四纪的石山、永兴一带大小30几个火山口呈北西方向排列,形成典型的中心式火山群,是琼北最新期火山。
此外,地质灾害的表现形式还有诸如岩爆、坑道突水突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化、土地冻融及沼泽化等,这里不再赘述。