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火山活动的液体喷发物

2020-01-29 11:135240中国地质调查局
      火山活动的液体喷发物

液体喷发物称为熔岩(lava),它是喷出地表而丧失了气体的岩浆。它可以沿地面斜坡或山谷流动,其前端呈舌状,称为熔岩流( Lava flow)。熔岩因黏性不同,其流动能力不等,分布面积宽广的熔岩流,称为熔岩被。

由于岩石的导热性差,熔岩的外壳虽已冷凝或基本冷凝,而其内部仍可保持熔融状态,并继续流动。在内部熔体流动的推挤力以及因外壳冷凝而产生的收缩力作用下,熔岩表面常常发生变形,表面比较光滑,呈波状起伏,或扭曲似绳索状者,称为波状熔岩或绳状熔岩( Pahoehoe),这是黏性较小、流动性较强的熔岩所常有的。

流动的熔岩

绳状熔岩,美国夏威夷岛

熔岩表层破碎成大小不等的棱角状块体并杂乱堆积者称为块状熔岩(lava),这是黏性较大、流动能力较弱的熔岩所常有的。黏性较小的岩浆喷出地表后在接近喷出口的地方常形成波状或绳状熔岩,在远离喷出口的地方因熔岩温度降低、黏性增大可过渡为块状熔岩。熔岩在散热冷凝过程中,其表面常形成无数冷凝收缩中心。

美国三藩的块状熔岩

如果岩石结构均匀,这些收缩中心将呈均匀而等距离排列,并在垂直于联结收缩中心的直线方向处,因张力作用而裂开,其裂块横切面多呈六边形。

随着熔岩由表层向内部进一步冷凝,六边形裂块最终会将整个熔岩层变成一个个的六方柱,称为柱状节理( columnar joint)。.在发育不理想时,柱状节理的横切面也可以呈四边形、五边形、七边形。

( a ) 理想的柱状节理模型。从两端冷却生成节理,并在中间相遇时产生不连续的面。(after Grossenbacher & McDuffie 1995). ( b ) 不规则节理在火成岩体中的生成。这是由于有岩浆很快再次进入已形成的节理中。 (after Lyle 2000). ( c ) 斯凯岛的特罗特尼什半岛的苏格兰石展示了均匀平稳且缓慢的冷却过程。这形成了完好的柱状节理。这种各向异性导致了垂直方向优秀的透性,和水平的连续性相对比来讲。( d ) 同一半岛上的Galt Mora处的岩石则体现了(b)中的情况。顶部节理的极度不均匀,相互交叉切割。节理之间的连通让上部的透性更强。

参考资料:The potential role of igneous intrusions on hydrocarbon migration, West of Shetland, Rimi Rateau, Nick Schofield, Michael Smith. 2013. Petroleum Geoscience 19(3):259-272.

较粗的固体喷发物及岩浆一般就地堆积,在地面构筑起一定规模的山体,称为火山( volcano)。火山高度由数米到数千米,典型的火山外形似锥状,称火山锥( volcanic cone),在原位多次喷发可形成复式火山锥,火山锥的坡角,最大达35°~45°。锥顶常有圆形洼坑,是火山物质喷溢的出口,称火山口(crater)。火山口下有管状通道与地下岩浆的源区-岩浆房相连,称火山通道(volcanic vent)。充填于火山通道上部已冷凝的岩浆称为火山颈(volcanic neck)。

火山锥结构图(建议点击放大)

意大利维苏威古火山口因结构完整,外形壮观,已列为世界著名的旅游景点,火山口的直径为数米到数千米。

意大利维苏威古火山口

 
用1

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