火山

火山（Volcano）它是巖漿穿過地球形成的山脈地殼，到達地面或噴出地面?；鹕酵ǔＪ菆A錐形的，主要由火山錐組成、火山口和火山通道。根據(jù)火山活動的狀態(tài)，分為死火山、有三種類型的休眠火山和活火山；按構造成因分類，可分為會聚板塊邊緣火山、離散板塊邊緣火山、熱點型火山、大陸裂谷型火山；根據(jù)火山形態(tài)類型的不同，可分為盾狀火山、層狀火山、火山渣錐、熔巖穹丘、破火山口、低層火山口和泥火山?；鹕绞前鍓K運動的結果火山活動是巖漿活動的一種形式，是地球動力學過程中的重要現(xiàn)象，也是地球內部能量和熱量釋放的方式之一。

火山不是地球獨有的，在金星、水星、火星、太陽系的很多星球上都發(fā)現(xiàn)了火山，比如月球，它們噴出的不僅僅是巖漿噴發(fā)，還有液態(tài)碳氫化合物形成的冰火山由于各自的地質條件不同，火山爆發(fā)的特點和高度也不同。地球上的火山帶主要分布在環(huán)太平洋火山帶、地中海至印度尼西亞火山帶、洋脊火山帶、在紅海沿岸和東非火山帶，地理分布區(qū)與地震分布區(qū)相似，火山狀態(tài)以死火山為主。

火山爆發(fā)是一種嚴重的自然災害火山爆發(fā)形成的火山碎屑、火山灰、熔巖會對火山附近的居民造成嚴重的生命和財產(chǎn)損失，影響航空安全和全球氣候?；鹕奖l(fā)也會引起地震、海嘯、泥石流、酸雨等次生災害?；鹕揭材苄纬韶S富的礦產(chǎn)資源、地熱資源、旅游資源。

巖漿是地殼下50到200公里的地下熔巖，在高溫高壓下熔化受低密度的影響，它通過孔隙或裂縫向上移動，在火山下方或內部形成巖漿囊。隨著巖漿的堆積，腔內壓力增大當表殼蓋的強度不足以阻止巖漿向上運動時，巖漿通過薄弱帶上升到地表。在上升過程中揮發(fā)物溶解在巖漿中（主要是H2O、CO2、HCI、HF、SO2等）會從巖漿中溢出形成氣泡，使巖漿沸騰引起爆炸，使巖漿沖破地表形成噴發(fā)。巖漿沖出地表后，溫度和壓力下降進入火山巖，在火山口周圍堆積形成火山。

火山構造又稱火山機構，主要由火山錐組成、火山口、火山通道由三部分組成。

火山錐

火山錐是以火山口為中心的小山，由火山口周圍的火山噴出物堆積而成一般是圓錐形的，也有不同噴出物和材料成分形成的屏蔽、穹形、鐘狀等火山錐?；鹕藉F可以進一步分為火山碎屑錐（火山渣錐）熔巖火山錐（盾火山）復合火山錐（層火山）火山碎屑巖錐（火山渣錐）它是一個以火山碎屑物質為主的渣堆，呈圓錐形結構，上坡陡，下坡緩；熔巖火山錐（盾火山）它是一座緩坡的盾狀火山，主要由熔巖組成；復合火山錐（層火山）它是由熔巖層和火山碎屑巖層交替形成的層狀火山它的碎片的顆粒隨著隕石坑的距離而變化，隕石坑周圍有大的碎片，遠的地方堆積著細小的碎片。一些火山錐形成后，在火山錐上又出現(xiàn)了其他的小火山錐這種火山錐通道與主火山錐的通道相連，但沒有獨立的巖漿源，稱為寄生錐。

火山口

火山口是火山噴發(fā)的出口，是火山噴發(fā)后噴出物在出口周圍堆積形成的環(huán)形坑?；鹕娇谄矫娼鼒A形，內部為漏斗狀體或碗狀體。

火山通道

火山隧道又稱火山管，是連接巖漿源與地表的管狀隧道火山隧道形狀各異，有的是圓柱形，有的是長形或不規(guī)則形，主要受噴發(fā)類型影響。

完全構造

一座完整的層狀火山主要由主巖漿房組成、基巖、主熔巖通道、地面、侵入性火成巖脈、熔巖岔道、火山灰堆積層、側翼、熔巖堆積層、火山喉、寄山火山錐、熔巖流、噴發(fā)口、主火山口、火山灰云由15部分組成，但并非所有火山都有完整的結構比如有的泥火山不噴發(fā)，沒有巖漿噴發(fā)口、寄生火山錐和其他結構。

火山噴發(fā)是地下深處的熔融巖漿，是地殼運動造成的地下巖漿的揮發(fā)性成分在壓力降低的作用下從其中剝離出來，產(chǎn)生體積膨脹，巖漿沿斷裂帶向地面運動，沖出地表，形成火山噴發(fā)。

噴出作用

火山作用（volcanism）也稱為火山爆發(fā)（burst out），指地下巖漿通過火山通道從地表噴出、產(chǎn)生爆炸、流出熔巖、與火山噴發(fā)有關的一系列巖漿活動，如噴射氣體和碎屑物質?；鹕阶饔冒ɑ鹕交顒拥娜^程，一些與火山活動有關的成礦作用也是火山作用的一部分常見的火山作用主要是噴發(fā)，又分為火山噴發(fā)、巖漿噴溢、熔巖流分為三種形式。

形成條件

更高的地熱條件下形成融化（巖漿）巖漿受中性浮力面深度的影響，并入地殼中的巖漿囊。巖漿囊攔截、從地幔上升的巖漿被轉化，在巖漿囊內發(fā)生物理和化學變化，從而形成晶體、揮發(fā)物與流體相互作用，促進巖漿噴發(fā)。

構造活動產(chǎn)生的拉應力場使巖漿囊上升形成巖漿通道。巖漿在壓力和浮力的驅動下沿著巖漿通道上升，沖破地表。

噴發(fā)過程

巖漿的產(chǎn)生:巖漿是地殼深部和上地幔層在高溫高壓和陸地核輻射下熔融形成的地幔是地球巖漿形成的最直接最主要的來源地幔層中距離地表80~200公里的區(qū)域稱為軟流圈，一般認為是巖漿的發(fā)源地。

巖漿囊階段:原始巖漿在巖漿作用下分凝、上升、侵位等演變。最初的熔體分散在固體礦物顆粒之間，隨著熔融程度的增加，熔體會逐漸流動、從固體顆粒中匯聚分離，形成大的巖漿囊或巖漿房。巖漿房的直徑從幾公里到幾十公里不等，由一種熔融的巖漿組成、揮發(fā)物、和晶體的混合物。

巖漿通道上升階段:巖漿房中的巖漿處于高壓狀態(tài)，部分巖漿可被周圍達到臨界點的巖石圈熔成新的巖漿利用巖漿與圍巖密度差產(chǎn)生的浮力，使巖漿從源區(qū)上升。在板塊運動的影響下，地殼可能在板塊邊界形成張力或拉伸-剪切破碎帶，如果這些裂縫相互連通，可以作為巖漿噴發(fā)的通道，巖漿在壓力和浮力的驅動下沿著巖漿通道上升，突破地表形成噴發(fā)。

噴發(fā)階段

火山爆發(fā)大致可以分為三個階段：氣體爆炸、噴發(fā)柱形成并坍塌。氣體的爆炸。火山爆發(fā)前，由于壓力降低的影響，揮發(fā)性氣體不斷從巖漿中溶解出來，巖漿體積逐漸膨脹，內部壓力增大。當內壓大于外壓時，巖漿內部發(fā)生爆炸，使巖漿上方的覆蓋層破裂，打開火山噴發(fā)的通道，形成噴發(fā)。形成噴發(fā)柱。氣體爆炸將巖漿通道內的碎片和深部巖漿噴向天空，形成噴發(fā)柱。噴發(fā)柱底部是空氣沖擊區(qū)，約占整個噴發(fā)柱高度的十分之一，大部分是密度遠超大氣的物質，比如巖石；中間部分是對流區(qū)，約占噴發(fā)柱高度的十分之七噴發(fā)柱中的物質在此分離，低密度物質受大氣浮力上升，高密度物質受重力影響下降；上部是擴散區(qū)，約占噴發(fā)柱高度的十分之二此時柱內氣體與高空大氣壓力達到基本平衡狀態(tài)，高空火山灰隨氣體擴散形成火山灰云。噴發(fā)柱塌落。噴發(fā)柱攜帶的大量不同顆粒大小和密度的碎片在上升過程中會在不同的高度和階段坍塌。

火山噴發(fā)物

火山噴發(fā)主要包括氣體噴發(fā)、有三種固體噴出物和液體噴出物。

火山

氣體噴發(fā)物:火山氣體的成分多為水蒸氣，一般占總氣體體積的60%~90%其他主要成分包括硫化氫（H2S）二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）氫氟酸（HF）氯化氫（HCl）氯化鈉（NaCl）氯化銨（NH4CI）火山爆發(fā)早期高溫下的氯化氫（HCl）氣體成分很多，后期還有二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）等氣體成分較多。

固體噴發(fā)物:固體噴出物主要由火山口噴射到空中的巖石碎塊和巖漿凝固的碎片組成，按大小和形狀可分為火山塵、火山灰、火山砂、火山礫、火山渣、火山塊和火山彈?；鹕交抑睆叫∮?.01 mm細碎屑和細漿，火山灰比火山灰細，能升到高空，長時間擴散到平流層；火山砂是一種碎屑顆粒，直徑大于火山灰，不超過2mm；火山礫石為火山碎屑，直徑2 ~ 100毫米；火山巖塊是大于100毫米的碎片，通常有棱角。火山噴發(fā)時巖漿在空氣中凝固形成的熔渣，顆粒大小為幾厘米至幾十厘米，形狀不規(guī)則，孔洞較多；火山彈是噴出的巖漿在空中凝結而成，形狀各異，多為紡錘形、球形、梨形，大小從幾厘米到幾米不等。噴發(fā)后，固體噴出物冷卻形成不同的巖石和礦物，玄武巖很常見、安山巖、海螺巖、硫磺、玻璃狀石等。

液體噴發(fā)物:液態(tài)噴出物是從地表噴出的巖漿，揮發(fā)性成分逸出成為熔融的漿體。熔融的巖漿沿著地面的斜坡流動稱為熔巖流，冷卻后稱為熔巖。

火山的分類大致可以分為三種，火山一般根據(jù)活動情況分為死火山、活火山和休眠火山；根據(jù)火山構造成因的分類，火山分為會聚板塊邊緣火山、離散板塊邊緣火山、熱點型火山、大陸裂谷型火山；根據(jù)火山類型的不同，可分為盾狀火山、層狀火山（復合式火山）火山渣錐、熔巖穹丘、破火山口、低級火山口和泥火山等。

活火山:活火山是仍然活躍或周期性活躍的火山。世界上大約有1500座活火山在過去的1萬年里爆發(fā)過，其中500多座火山在過去的400年里爆發(fā)過，比如夏威夷群島的莫納羅亞火山、南美洲的圖彭加托火山、意大利的埃特納火山、中國新疆維吾爾自治區(qū)卡爾達西火山、中國黑龍江省五大連池火山群等都是活火山。

死火山:死火山是歷史上曾經(jīng)爆發(fā)過，但長時間沒有爆發(fā)跡象的火山。比如東非的乞力馬扎羅山、中國和山西大同火山都屬于死火山。

休眠火山:休眠火山是歷史上一直活躍的火山，但已經(jīng)休眠了很長時間。休眠火山保存了完整的火山形態(tài)，具有火山活動的能力，有再次噴發(fā)的可能，如中國的長白山火山。休眠火山、死火山、活火山的分類方法只是相對的，它們可以相互轉化，而不是一成不變的。

盾狀火山:盾形火山是以熔巖流為主的盾形火山，頂部寬闊，側翼平緩傾斜。盾狀火山有一個緩坡（坡度約2° ~ 10°），大多是大型火山，一般由玄武巖漿組成，巖漿粘度低，熔巖不斷堆積形成盾形，夏威夷群島、冰島火山是盾狀火山的典型代表。

層狀火山（復合式火山）:層狀火山又稱復合火山，是一種多成因的中央火山，由多次噴發(fā)建成，由多層熔巖組成、火山碎屑、浮石和火山灰是最常見的火山類型。層狀火山呈圓錐形，側翼陡峭，常發(fā)生在板塊俯沖帶，容易形成火山鏈或火山群，如智利的Ojos del salado火山、美國華盛頓州圣海倫斯山、日本富士山是層狀火山的典型代表。

火山渣錐:火山渣錐就是火山渣錐、火山灰等火山碎屑堆積而成的錐形山?；鹕皆F通常是一次噴發(fā)形成的單形態(tài)火山，常出現(xiàn)在盾狀火山和層狀火山的側翼。火山渣錐是火山爆發(fā)時火山口附近的火山灰形成的噴發(fā)后期，巖漿失去了大部分揮發(fā)物，導致密度增加，以熔巖流的形式慢慢流入火山口。尼加拉瓜塞羅內格羅火山是火山渣錐的典型代表。

熔巖穹丘:熔巖穹丘是由火山的高粘度物質構成的、由富含硅的巖漿緩慢流出形成的近乎圓形的突出物。熔巖穹丘大多很小，生長非常緩慢，聚集在板塊邊界區(qū)域，這是層狀火山日本愛嬰火山的主要構造特征之一、美國加利福尼亞州的拉森峰是熔巖穹丘的典型代表。

破火山口:火山口是火山頂部火山噴發(fā)形成的大型圓形凹陷，直徑1公里以上，通常由巖漿退卻、火山本身崩塌，淺層巖漿囊噴發(fā)，大致可分為爆炸火山口、火山口有三種類型侵蝕性火山口和凹陷性火山口，其中日本的高木泰士火山是一個典型的火山口。

低平火山口:低位環(huán)形山是地表下巖漿和水蒸氣爆炸形成的低洼圓形環(huán)形山。低級火山口內壁通常深而陡，直徑比較大，火山口邊緣低而平緩火山口邊緣主要由火山碎屑和圍巖碎屑組成火山口內形成一個相對較淺的火山口湖，稱為馬爾湖中國吉林龍崗火山群中有許多低級火山口。

泥火山:泥火山是由泥漿、噴發(fā)后水氣堆積形成的地貌多為圓錐形或盆穴形。泥火山不產(chǎn)生熔巖，但不是真正的火成火山它們大多形成于板塊相遇的俯沖帶世界上大約有1100座泥火山，最大的泥火山是印度尼西亞爪哇島的露西泥火山。

地球上的火山

世界上約有2000座死火山和500多座活火山，一般呈帶狀分布，類似地震帶，主要與地殼斷裂帶有關、強新構造運動帶與板塊構造邊緣弱帶有關，集中在環(huán)太平洋火山帶上、地中海至印度尼西亞火山帶、海脊火山帶和紅海海岸和東非火山帶是四個地帶。

環(huán)太平洋火山帶:環(huán)太平洋火山帶約有300座活火山，占全球活火山的60%以上分為環(huán)太平洋火山帶西帶和環(huán)太平洋火山帶東帶兩部分，環(huán)太平洋火山帶環(huán)繞太平洋，稱為火山帶。環(huán)太平洋火山帶靠近大陸的一側，大多是中間噴發(fā)、酸性巖漿，靠近海洋的一側以堿性巖漿為主。環(huán)太平洋火山帶西部帶從阿拉斯加西海岸開始，經(jīng)過阿留申群島、堪察加半島、千島群島、日本群島、中國臺灣島、菲律賓群島、印度尼西亞到新西蘭的島嶼形成了西太平洋的火山島弧，有200多座活火山，約占全球活火山的45%環(huán)太平洋火山帶東部帶從南美洲西海岸的安第斯山脈開始，穿過中美洲、北美西部從科迪勒拉山脈到阿拉斯加有100多座活火山，約占全球活火山的17%

地中海至印度尼西亞火山帶:從地中海到印度尼西亞的火山帶也被稱為阿爾卑斯山-喜馬拉雅火山帶，西起伊比利亞半島，穿過意大利、希臘、土耳其、伊朗、東至喜馬拉雅山脈，南至孟加拉灣和太平洋火山帶。有90多座活火山，約占全球活火山的18%

洋脊火山帶:洋脊火山帶主要分布在大西洋、太平洋和印度洋的海脊被板塊構造撕裂，一些在水下噴發(fā)，另一些露出水面形成火山島。山脊帶約有60座活火山，約占全球活火山的12%

紅海海岸和東非火山帶:非洲板塊和印度洋板塊延伸形成的東非大裂谷火山帶上有22座活火山，約占全球活火山的5%

地球外的火山

火山并不是地球上獨有的產(chǎn)物科學家在太陽系的許多行星上都發(fā)現(xiàn)了火山的存在，比如金星、水星、火星、月球、土衛(wèi)六、土未二、在海衛(wèi)一上發(fā)現(xiàn)了火山?；鹕奖l(fā)不一定是巖漿或硫化物比如土衛(wèi)六表面有一座液態(tài)碳氫化合物形成的冰山，噴發(fā)出來的是冰水和氨的混合物。它的火山爆發(fā)能量也不一樣，包括重力、放射性衰變、潮汐摩擦作用、太陽能加熱等，噴發(fā)的高度受重力影響也呈現(xiàn)不同的狀態(tài)1997年，木衛(wèi)一上皮蘭火山噴發(fā)形成的火山云到達木衛(wèi)一表面上方140公里處，形成了長達3500多公里的熔巖流。至此，火星表面的奧林匹斯山火山被發(fā)現(xiàn)(Mount Olympus）它是太陽系中最大的火山，比周圍高出25公里，是珠穆朗瑪峰高度的3倍，直徑約624公里，面積幾乎與美國亞利桑那州相當。

火山災害主要取決于火山爆發(fā)的類型、性質、火山災害的規(guī)模和位置，主要的致災因素是火山噴發(fā)形成的熔巖流、火山彈、火山灰、碎屑流、涌浪、火山泥流、巖崩、酸雨和有毒氣體，以及火山爆發(fā)力量引起的沖擊波、地震、海嘯、滑坡、泥石流等地質災害。

直接災害

火山碎屑流:火山碎屑流(pyroclastic flow)是由火山灰、巖石碎塊和火山氣體組成的混合流體通常溫度在800℃以上，能量高，流速快，火山噴發(fā)后能以100公里的速度行進/一小時的速度可達數(shù)公里甚至數(shù)百公里，摧毀路徑上的所有物體，破壞力極強，致命，是最危險的火山災害之一。

熔巖流:火山噴出的巖漿溫度可達1000~1100℃，其流速隨二氧化硅含量而異通常，它的流動速度比火山碎屑流慢得多，但它可以破壞各種建筑物和物體，并經(jīng)常因其高溫而引起嚴重火災。

火山灰:火山灰(Volcanic ash)它是火山噴發(fā)時形成的粒徑小于2毫米的細火山碎屑?；鹕交矣晌⑿〉匿忼X狀巖石組成、礦物質和火山玻璃碎片，火山噴發(fā)時的火山灰不會受重力影響而在空中短暫停留，然后落到地面成為落灰掩埋，會破壞地面的植被和建筑物，也會對生物造成傷害；一些火山灰會在大氣環(huán)流的驅動下漂浮在大氣中，形成大量的二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）氯化物、甲烷（CH4）在大氣中，火山灰云會增加對流層中的紫外線輻射，加速光化學煙霧的形成，破壞臭氧層，長時間阻擋陽光，導致地表溫度下降當有毒氣體集中在火山底部時，會引起中毒或窒息當它們著陸時，腐蝕性成分可能形成酸雨，對生產(chǎn)和生活造成不利影響火山灰會進入飛機發(fā)動機，吸附在渦輪葉片上，影響航空安全。

間接災害

地震:火山帶和地震帶都處于板塊交界處，地震與火山活動密切相關火山噴發(fā)是一種火山地震，在巖漿遷移過程中經(jīng)常引起地表破裂和地殼顫動。通常火山地震是不容易被人察覺的小地震，但也有強烈的火山地震會導致房屋倒塌，危及生命安全。

海嘯:火山海嘯是由大規(guī)模海底火山噴發(fā)產(chǎn)生的破壞性波浪引發(fā)的海嘯，一些陸地火山也可形成海嘯，引發(fā)海嘯災難。

泥石流:火山泥石流是火山噴發(fā)引起的泥石流，導致火山湖破裂溢出或火山頂部積雪融化，泥石流中混有巖石、火山碎屑物質與水的混合物從山坡上沖下，速度快，破壞力大，是火山地區(qū)的主要地質災害之一。

酸雨:火山氣體含有大量二氧化硫、二氧化碳、氯化物、甲烷等氣體在大氣中形成硫氧化物或氮氧化物并溶解在水蒸氣中，落入酸雨中，會腐蝕建筑物，造成人體傷害。

火山噴發(fā)是地球上一種重要的地質現(xiàn)象，它不僅能造成火山災害，還能形成重要的礦物、地熱和旅游資源。

礦產(chǎn)資源

火山巖漿富含鋅、銀、銅、鉛、鐵、金和其他金屬元素，許多大型礦床是在火山噴發(fā)后的富集帶形成的，如中國臺灣省的金瓜石金礦、南非的Bushveld鉻和鉑礦床等?；鹕絿姲l(fā)冷卻后形成的火山巖可用于各種行業(yè)，如過濾器、絕緣材料、土壤改良劑，火山灰中的火山玻璃可用作油膏和混凝土添加劑，硬化的火山灰可用作建筑材料，含硫氣體冷卻后可形成硫礦?；鹕交抑懈缓?、磷和其他元素是發(fā)展農(nóng)業(yè)和種植業(yè)的重要肥料。

地熱資源

火山巖漿的高溫是很好的地熱資源，可以作為溫泉使用、地熱發(fā)電等用途。

旅游資源

火山可以創(chuàng)造許多壯觀的火山景觀、地熱溫泉等，已成為旅游景點。比如日本的富士山、中國長白山風景區(qū)、新西蘭陶波湖風景區(qū)、美國的黃石公園和夏威夷火山國家公園都是由火山形成的旅游景點。

其他:火山也能創(chuàng)造新的陸地，比如冰島、美國的夏威夷群島都是火山島；火山灰云可以長時間阻擋大氣中的陽光，可以起到調節(jié)地球 通過降低地表溫度來緩解美國的氣候。