地球岩石及其形成作用(3)

地球岩石及其形成作用（3）
胡经国
二、岩浆作用
㈠、岩浆作用概述
地壳深部和上地幔中的岩浆沿地壳－岩石圈内的脆弱带上升侵入到地壳内一定深度或者经地壳－岩石圈内的构造断裂喷出地表经冷却凝固而形成岩石的过程，统称为岩浆作用（Magmatic Action），又叫做岩浆活动。

其中包括岩浆侵入作用和岩浆喷出作用或火山作用（Volcanic Action）；前者又叫做岩浆侵入活动，后者又叫做岩浆喷出活动（或火山活动）。

由岩浆作用而形成的岩石统称为岩浆岩，又叫做火成岩。

岩浆岩和岩浆矿床是岩浆作用的产物。

有的观点认为，岩浆作用是指岩浆形成、运移、聚集、变化和冷凝成岩的全过程。

其中具有巨大的动能、热能和化学能。

但是，仍然认为，岩浆作用包括岩浆侵入作用和岩浆喷出作用。

㈡、岩浆作用发源地地质条件
现今的岩浆作用发源于大陆30km、洋壳6km以下的软流圈。

但是，软流圈的物质并不是岩浆。

软流圈物质在上覆岩石圈巨大的静压力作用下呈半塑性状态。

只有当压力降低（如地壳－岩石圈断裂）时，软流圈物质才能转变为岩浆并且朝着压力降低的方向（如大洋中脊裂谷带）运移。

另外，当温度升高时软流圈物质也能形成岩浆，并且把上覆岩层熔透而形成火山喷发。

所以，岩浆作用发源地应具备的地质条件是：
1、地壳（包括洋壳）断裂带
地壳（包括洋壳）断裂带，如大洋中脊（简称洋中脊）裂谷带。

这里因压力降低，岩浆沿洋中脊裂谷带上涌，导致火山喷发。

2、大洋板块俯冲消亡带
大洋板块俯冲消亡带，即海沟岛弧系。

这里因大洋板块俯冲而产生剧烈摩擦，压力和温度升高，俯冲板块物质局部熔融，导致火山爆发。

这种火山爆发的能量极高，如印度尼西亚群岛的火山爆发。

3、两个大陆板块碰撞带
两个大陆板块碰撞带也有岩浆活动。

不过，这里的地壳很厚，可达60公里左右，岩浆作用主要是侵入作用，很少有火山喷发。

㈢、岩浆侵入作用
岩浆上升侵入到地壳内一定深度，由于上覆岩层的静压力大于岩浆的内压力，因而迫使岩浆停留在地壳内冷却凝结成岩石，这种岩浆作用称为岩浆侵入作用，又叫做岩浆侵入活动。

由岩浆侵入作用而形成的岩浆岩称为侵入岩。

根据岩浆侵入地壳内的不同深度，岩浆侵入作用可分为深成侵入作用和浅成侵入作用。

1、深成侵入作用
侵入到地下3公里以下的岩浆，由于处于高温高压条件下，岩浆冷凝速度十分缓慢，因而形成矿物结晶良好、结晶颗粒较大的岩石。

这种岩浆侵入作用称为深成侵入作用。

由深成侵入作用形成的岩浆岩称为深成侵入岩，简称深成岩。

根据其岩体大小及其与围岩的接触关系，深成岩的产状可分为岩基和岩块。

2、浅成侵入作用
侵入到地下3公里以内的岩浆，由于近地表的温度、压力较低，岩浆冷凝速度较快，因而形成矿物结晶颗粒细小或大小不均匀的岩石。

这种岩浆侵入作用称为浅成侵入作用。

由浅成侵入作用形成的岩浆岩称为浅成侵入岩，简称浅成岩。

根据其岩体大小、形状及其与围岩的接触关系，浅成岩的产状可分为岩盖、岩床、岩墙、岩脉和火山颈等。

㈣、岩浆喷出作用
岩浆沿构造断裂等通道或冲破上覆岩层喷溢出地表，冷却凝结成岩石，并且导致火山喷发形成火山。

这种岩浆作用称为岩浆喷出作用，简称喷出作用（火山作用），又叫做喷出活动（火山活动）。

由岩浆喷出作用形成的岩浆岩称为喷出岩，又叫做火山岩。

第二节喷出作用与喷出岩
一、喷出岩（火山岩）概述
喷出岩（Effusive Rock），又称为火山岩（Volcanic Rock），是由于岩浆喷出地表，在大气圈和水圈中冷却凝结而形成的。

当岩浆沿裂隙喷发时，火山岩形态一般与地表形态比较协调，呈被状或层状产出。

火山岩分为狭义火山岩和广义火山岩两类。

㈠、狭义火山岩：火山熔岩
狭义火山岩是指火山熔岩。

它可以是由一些低粘度、低挥发分的岩浆（如基性岩浆）以熔融体形式溢流出火山口冷凝而形成。

它也可以由一些高粘度的酸性岩浆在火山喷发晚期，由于岩浆房中的挥发分大量逃逸而溢流出地表冷凝而形成。

岩浆的成分不同，喷出地表冷却凝固所形成的岩石也不同。

例如，基性喷出岩有玄武岩，中性喷出岩有安山岩，酸性喷出岩有流纹岩，半碱性和碱性喷出岩有粗面岩和响岩。

火山熔岩大多具有气孔、杏仁和流纹等构造以及玻璃质、隐晶质或斑状结构。

其中，玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩等火山岩，统称为火山玻璃岩。

㈡、广义火山岩：火山熔岩和火山碎屑岩
广义火山岩是指火山熔岩和火山碎屑岩。

火山碎屑岩主要是指由一些高粘度、高挥发分含量的酸性岩浆经爆发式喷发喷出地表的火山碎屑物形成的火山岩。

它往往混杂有一定数量的正常沉积物或熔岩物质。

二、火山概述
火山（Volcano）是指由于岩浆喷出作用（即火山作用或火山活动）而形成的一种常见的地貌形态，是由于岩浆及其所携带的固体碎屑物质喷出地表后堆积而形成的山体。

火山是炽热地球深部的窗口。

火山活动是地球上最具爆发性的力量。

火山爆发时能喷出多种物质，其中主要是炽热的火山熔岩、火山弹、火山灰以及火山灰凝固而成的火山泥。

火山泥在冶金、化工、医疗、壁材领域应用广泛。

火山喷发是一种常见的地质灾害，其危害主要有熔岩流、火山灰、火山泥石流等所造成的危害。

三、火山类型
按活动情况，火山分为活火山、死火山和休眠火山三种类型。

㈠、活火山
活火山（Active Volcano）是指现在尚在活动或周期性不断活动的火山。

这类火山正处于活动的旺盛时期。

例如，印尼爪哇岛上的梅拉皮火山，自20世纪以来，平均间隔两三年就要持续喷发一个时期。

中国火山活动以台湾岛大屯火山群的主峰七星山最为有名。

在中国大陆上，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。

㈡、死火山
死火山（Extinct Volcano）是指史前曾经发生过喷发，但是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。

有的死火山仍保持着完整的火山形态，有的则已经遭受风化侵蚀，只剩下残缺不全的火山遗迹。

例如，中国山西大同火山群，在方圆大约123平方公里范围内，分布着99个孤立的火山锥；其中，狼窝山火山锥的高度将近1900米。

㈢、休眠火山
休眠火山（Dormant Volcano）是指有史以来曾经喷发过，但是长期以来处于相对静止状态的火山。

此类火山保存有完好的火山锥形态，仍然具有火山活动能力，或尚不能断定其已丧失火山活动能力。

例如，中国长白山天池火山，曾经于1327年和1658年两度喷发，在此之前还有过多次喷发活动。

虽然目前还没有发生喷发活动，但是从山坡上一些深不可测的喷气孔中还在不断喷出高温气体，可见该火山如今正处于休眠状态。

需要说明的是，这三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”。

它们相互间并不是一成不变的。

例如，过去一直认为意大利的维苏威火山是一座死火山，在火山脚下人们建筑起许多城镇，在火山坡上开辟了葡萄园。

但是，在公元79年，维苏威火山突然爆发，高温火山喷发物侵袭占据了毫无防备的庞贝和赫拉古农姆两座古城，两座城市及其居民
全部毁灭和丧生，损失十分惨重。

四、火山构造
火山构造又叫做火山机构，包括火山通道、火山锥、火山口等。

㈠、火山通道与火山颈
1、火山通道与火山管
火山通道是指岩浆从地下上升喷溢出地表的通道。

它既可以是多条断裂裂隙；也可以是由若干条断裂交汇而成的管状通道，称为火山管。

2、火山颈
在火山喷发以后，火山通道往往被熔岩或火山碎屑物质充填堵塞起来。

如果火山地表遭受风化剥蚀，那么充填火山通道的物质可以凸起形成峻峭挺拔的山峰，也可以凹下（视岩性软硬而定），这种充填火山管和形成于火山管内的岩石称为火山颈。

㈡、火山锥及其类型
1、火山锥与熔岩地貌
火山锥（Volcanic Cone）是指由火山喷发物在火山口周围堆积而成的一般呈圆锥形的山丘。

典型的火山锥其上部坡度较陡，可达30～40。

；而其下部则逐渐变得平缓。

火山锥是熔岩地貌的一种。

熔岩地貌是指岩浆从地壳断裂溢出、沿地面流动冷却形成的各种地貌，如熔岩丘、熔岩垅岗、熔岩盖、熔岩隧道和熔岩堰塞湖、熔岩波涛等。

在岩石圈之下，存在着一个岩石呈熔融状态的软流圈，火山喷发时的岩浆主要来源于此。

由于地壳断裂、新构造运动或板块运动，地下岩浆涌出地表而形成熔岩流，同时还伴有大量气体和其他火山喷发物质；火山喷发过后，便会形成各种类型的熔岩地貌。

由于火山喷出物的性质和多少的不同以及喷发方式的差异，因而火山锥具有多种形态和构造。

2、火山锥基本类型
火山锥分为层状火山锥、盾形火山锥和寄生火山锥三种类型。

⑴、层状火山锥
层状火山锥是指由火山熔岩和碎屑物互层构成的火山锥，又叫做复合锥。

其坡度大多超过30°；形状比较对称；上部多熔岩，下部和边缘主要是火山碎屑物；火山口呈碗状或漏斗状。

⑵、熔岩火山锥与盾形火山锥
全部或基本上由多层基性熔岩构成的火山锥，称为熔岩火山锥。

它形状扁平；坡度较缓为2～10°；顶部有碗状火山口。

其中，规模巨大的熔岩锥称为盾形火山锥。

⑶、寄生火山锥
在有些火山锥坡上还有小型火山锥，其火山通道与主火山锥的火山通道相连，无独立的岩浆源，这种小型火山锥称为寄生火山锥。

3、火山锥按组成物质分类
按组成物质，火山锥分为：由火山碎屑物构成的碎屑锥；由火山熔岩构成的熔岩锥（熔岩丘）；由火山碎屑物与熔岩混合构成的混合锥。

4、火山锥按形态分类
按形态，火山锥分为圆锥状、盾形、穹形、钟状等火山锥。

其中，圆锥状的火山锥是标准的火山锥。

例如，马荣火山是菲律宾最大的活火山。

它呈圆锥形，像一个巨大三角形蜡烛座耸立在椰林和稻田中间，十分绮丽、壮观，被人们誉为“世界上最完美的火山锥”。

㈢、火山口
1、火山口概述
火山口（Crater）是指位于火山颈顶部或其旁侧的漏斗形喷口。

它是由火山喷出物在喷出口周围堆积而在地面上形成的环形坑。

一般火山口上大下小，常成漏斗状或碗状；一般位于火山锥顶端（无锥火山口则位于地面，称负火山口）。

火山口的深浅不等，一般不过二、三百米；其直径一般约在1公里以内；底部直径小，通常约大于其下面的火山管。

2、破火山口与火口原
由于火山经过多次喷发，其火山口不断破裂和扩大，或者由于地下岩浆冷却收缩，火山口不断塌陷，因而形成的巨大火山口，称为破火山口，简称破火口。

形状好像一个小盆地或小平原的破火山口，称为火口原。

3、火山口湖
由火山口积水而成的湖泊，称为火山口湖，简称火口湖。

还有些火山口湖中有从岩浆中分离出来的水，含矿物质多，因此可以呈现多种颜色。

例如，印度尼西亚的佛罗里斯岛克里莫托火山顶上，有3个水色不同的湖，就是这个原因。

它们都是火山的喷出口，虽然火山没有爆发，但是其中两个湖底下的喷气孔还在喷出火山气体。

在这3个火山湖中，一个喷出的物质中含硫较多，使湖水呈现绿色；另一个喷出的物质中含铁多，湖水呈现红褐色；另一个是清水，呈现蓝色。

不仅位于平地的火山口可以积水成湖，而且位于山顶的火山口也能积水成湖。

例如，中国长白山主峰白头山上的天池，就是一个火山口湖。

它是靠天上降下来的雨雪维持湖中积水的。

4、喷气火山口
不少火山在强烈爆发过去以后，喷气的活动还能维持很久。

喷出的气体中有大量的水汽，还有碳酸气、气态的盐酸、亚硫酸、氟酸等酸类，以及气态的硫磺、硫化砷等物质。

它们之中有的有强烈的腐蚀性，有的甚至有剧毒。

因此到这种火山口里去，如不作好防护准备，则是很危险的。

例如，1993年1月14日，一批在哥伦比亚南部城市帕斯托参加火山学术讨论会的科学家，登上附近海拔4276米的加勒拉斯火山，并且下去到火山口侧边采集样品和进行观察。

这座火山在上一次爆发以后，已休眠了3年多。

但是，正在科学家们进行观察的时候，该火山口突然喷起一股烟柱，导致6位科学家当场死亡，8人受伤。

这成为火山考察史上遇难人数最多的一次。

5、火山口典型代表
⑴、中国山东昌乐县团山子火山口
昌乐县隶属山东省潍坊市，位于山东半岛中部。

团山子火山口位于昌乐城南22公里的乔官镇陶家庄村团山子；海拔191米，相对高差30米；面积0.3平方公里。

它是郯庐断裂带上的新生代第三纪玄武岩火山口，距今1800万年。

该火山口呈圆锥形；深20多米，直径60米；岩石呈红褐色。

其气势极为壮观，数万根六棱形玄武岩石柱，由山底到山顶直插云天。

团山子火山口是昌乐－临朐火山盆地中20处火山口之一，为中国国内罕见的保存完好的火山口。

该火山口由于火山管内充填的玄武岩栓经过200多万年的长期风化剥蚀，因而被剥露出地面。

其玄武岩栓柱状节理发育，呈辐射状，向上收敛，向下散开，形象地记录了当时火山喷发的自然景观，展示出大自然的鬼斧神工。

距今1800万年前，由于沂沭区域性大断裂的再次活动，地壳深部的玄武浆沿着地壳的薄弱地带冲出地壳，在今潍坊市境内形成大面积的火山喷发。

直到新第三纪上新世，这一带的火山活动才逐步停息。

在长达1000多万年的地质时期里，共有３次较大规模的火山喷发活动，波及范围达1000多平方公里。

火山活动带来许多宝贵矿产资源。

蓝宝石就是火山活动带来的重要宝石矿产；还有含有多种微量元素的优质矿泉水等。

该火山口于20世纪70年代由当地农民在开山采石时发现，并且用钢锹利镐揭开了它令人惊叹的面貌，使“千古一页”得以重见天日。

它不仅是人们增长知识、认识自然的好去处，也为地球物理和地震研究提供了宝贵的资料。

⑵、中国广西北海涠洲岛火山口
涠洲岛位于广西北海的东南方，距离北海大约21海里（1海里约等于1.852公里）。

涠洲岛由于火山喷发物堆积冷凝而形成，是中国最大、最年轻的火山岛。

涠洲岛面积大约为25平方公里，最高海拔为79米，居民1.6万多人。

涠洲岛熔岩景观独特，火山岩层十分壮观。

该火山口位于涠洲岛的西南边，“鳄鱼”山脚下，因壮观的火山熔岩而著名，是涠洲岛最主要的风景区，国家4A级旅游景区。

其火山岩千姿百态。

壮观的火山岩层一层一层的，像一部火山喷发的科普书，述说着涠洲岛久远的故事。

⑶、毛里求斯火山口
Trou Aux火山口（Trou aux Cerfs）是毛里求斯一个最显著也最令人印象深刻的火山构造和一处著名的旅游景点。

Trou Aux火山口位于Curepipe镇。

地质证据表明，毛里求斯群岛的形成正是由于几千年前该火山爆发的结果。

不过从
此以后，Trou Aux火山也就成了一座死火山。

从整体看上，该火山口呈凹陷而完美的圆形；其表面直径350米，底部直径约180米；深85米，为一全年性火山口沼泽。

毛里求斯岛是一座火山岛，由火山喷发而形成。

Trou Aux火山口位于毛里求斯中部高原。

居高向下俯瞰，可以清楚地看出火山口保留得很完整，几乎呈完好的圆形；大约深85米，直径约为200米。

在火山口内布满青草，而周围则是整齐划一的林木，宛如绿色地毯般美丽。

从这里也可远眺所在城市的市景以及高原四周连绵的山脉。

2020年2月13日编写于重庆
2020年2月29日修改于重庆。