火山(卷名：地质学)
volcano
地下深处的高温岩浆及其有关的气体、碎屑从地壳中喷出而形成，并具有特殊形态和机构的地质体。火山活动常以地震或气体逸出作为先兆。喷发时，有的火山产生爆炸，大量气体和尘埃从火山口中喷出混合形成高耸入云的“烟柱”，熔融岩浆小滴或炽热岩石碎屑直射天空，有的喷出气体很少，主要涌出灼热的岩浆。喷发后期常见的现象是逸出气体或出现温泉。火山活动多具间歇性，宁静期的长短不一。正在喷发的或在人类史上经常作周期性喷发的火山称活火山，历史无喷发记载且火山构造已遭严重破坏的火山称死火山。年轻而形态完好,现在虽然不活动,但可能处于宁静期火山称休眠火山。喷出岩浆的成分、物理特性和通道的形态决定了火山喷发的特性和火山地形。地质构造则控制了火山的分布。火山喷发带来了地壳内深处的物质和重要的信息，但强烈的火山喷发却有灾害性。
火山构造 火山喷出物在通道口堆积成的锥形山丘，叫火山锥（见图）。
山锥顶部漏斗状洼地，即原火山喷口，称火山口。岩浆喷出地表的通道，称火山喉管。火山喷发停止后，被岩浆冷凝物充塞的火山通道，称火山颈。岩浆在通道口冷凝形成的圆丘，叫岩穹。火山锥周围常有放射状、环状裂隙系统，其中可填充岩墙。极少数火山无锥形，仅是一个浅平的洼地。火山喷出物 有火山气体、熔岩和火山碎屑。不同的火山喷出物并不完全相同，即使同一火山，不同时期的喷出物也有变化。
火山气体 在火山活动的各个阶段，一般都有气体从火山口或火山锥坡的裂缝中逸出。火山气体的主要成分是水蒸气（70～90％）,其次是二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、以及微量的氮(N2)、氢(H2)、一氧化碳(CO)、硫(S)、氧(O2)、氯(Cl)等。气体的比例随火山及其喷发阶段而变化。喷出气体的温度可达500～600℃，温度从卤化物—硫化物—二氧化碳依次降低。岩浆析出的水蒸气或地下水受热气化成的水蒸气沿裂隙上升，遇冷则在地表形成温泉或喷泉。帕尼库庭火山在1943年喷发期中仅一天就释放出18000吨水。
熔岩 从火山口中喷到地面的岩浆。熔岩的气体含量比岩浆少。熔岩按其中二氧化硅(SiO2)的含量分为酸性、中性和基性的。不同的熔岩的温度、粘性和气体含量等不同。酸性熔岩的 SiO2含量 >65％，温度为800～900℃,粘性大而气体多；基性熔岩的SiO2含量<52％,温度为1000～1200℃，粘性小，气体少；中性熔岩则介于这二者之间。熔岩的温度和粘性决定了熔岩流动的速度。基性熔岩的流动速度一般为每小时几公里，而快的可达每小时100公里。酸性和中性熔岩流动缓慢,每小时几米，十几米。熔岩在沟谷中则形成长舌状，叫熔岩流；在平坦地面则铺开成层，叫熔岩被。后者以基性的玄武岩最常见。层层相叠的熔岩被可构成面积广、厚度大的玄武岩高原或平原。冰岛拉基火山1783年喷发时，头50天即喷出了10立方公里的基性熔岩。熔岩冷却后的表面呈波状、绳状，以及块状。在水中冷却时，灼热熔岩则形成椭球状或枕状，叫枕状熔岩。此外，由于冷却收缩熔岩中常形成垂直冷却面的裂隙,将熔岩分割成多面柱体,叫柱状节理。
火山碎屑 由火山喷出的岩浆块和小滴在空中冷凝成的，以及火山通道内和四壁岩石被炸碎而形成的火山抛出物。火山碎屑按大小分成：大于鸡蛋的火山块，小于鸡蛋而大于黄豆的火山砾，小于黄豆的火山灰；按形状分成：纺锤形、条带形或扭动形状的火山弹，扁平状的熔岩饼，丝状的火山毛；按内部结构分成：内部多孔、颜色较浅的浮石、泡沫，内部多孔颜色黑、褐的火山渣。被喷射到空中的火山碎屑，粗重的上升不高随即回落到火山口附近，小而轻的可上升到平流层随大气环流，或被风吹至几百公里之外沉降。当火山强烈爆炸性喷发时，火山气体与灼热火山灰或岩浆微滴相混合垂直上喷形成高大的蘑菇状发光云，或形成斜向冲出贴近地面飞驰的灼热火山灰流。其温度可达800℃，时速100公里。火山灰流与水（火山区暴雨，附近的河流、湖泊）混合则成密度较大的火山泥流，从高处向低处奔泻。火山灰流和泥流都带灾害性，它们可以冲毁掩埋道路、桥梁和村镇（见火成碎屑岩）。
火山锥的类型 基本类型有熔岩锥、碎屑锥和复合锥 3种。熔岩锥全部或者基本上是多层基性熔岩构成的，形状扁平而坡缓（2°～10°）,顶部有碗状火山口。规模巨大的熔岩锥叫盾形火山，其坡度比一般熔岩锥更缓。碎屑锥全部由火山碎屑组成，平面近圆形，坡度约30°，顶部有一漏斗状火山口。复合锥是由熔岩和碎屑互层构成的，也叫层状火山锥。其坡度多超过30°，形状较对称，火山锥上部多熔岩，而下部及边缘主要是火山碎屑，火山口或为漏斗状或为碗状。火山锥坡上可以形成小型火山锥，其通道与主体火山锥的通道相联，无独立的岩浆源的叫寄生锥。
一座火山如果是由多条岩浆通道喷发形成的，叫复式火山。其前期形成的火山锥往往被后期喷发破坏改造，所以形状变化大而构造比较复杂。
火山喷发类型 火山喷发类型按岩浆的通道分为裂隙式喷发和中心式喷发两大类。
裂隙式喷发 又称冰岛型火山喷发。岩浆沿地壳中的断裂带溢出地表。喷发温和宁静，喷出的岩浆为粘性小的基性玄武岩浆,碎屑和气体少。基性熔岩溢出后,形成广而薄的熔岩被，或玄武岩高原。沿断裂带熔岩锥呈线状排列。
中心式喷发 岩浆沿火山喉管喷出地面。根据喷出物和活动强弱又可分为下列几种，其名称用代表性的火山名或地名、人名命名。
①夏威夷型 岩浆为基性溶岩，气体和火山灰很少。熔岩从火山口中溢出，火山锥体为盾形，顶部碗状火山口中有灼热熔岩湖，湖面有熔岩“喷泉”。
②斯特朗博利型 岩浆为较粘性的中-基性,气体较多，具有中等强度的爆炸，喷出物主要是火山弹、火山渣和老岩屑，也有熔岩流。火山锥为碎屑锥或层状锥。
③乌尔坎诺型 猛烈喷发的一种。粘性的或固体有棱角的大块熔岩伴随大量火山灰抛出，形成“烟柱”。熔岩流少或没有熔岩流。形成碎屑锥或层状锥。
④培雷型 岩浆为粘稠的中-酸性，多气体,强烈爆炸,有迅猛的火山灰流。火山锥为坡度较大的碎屑锥,锥顶部为岩穹，经风化剥蚀后火山颈突出地面。
⑤普里尼型 粘稠岩浆在火山通道内形成“塞子”，一旦熔岩冲破“塞子”，爆炸特别强烈，产生高耸入云的发光火山云及火山灰流。锥顶为猛烈的爆炸所破坏的火山口。
⑥超乌尔坎诺型 通常无岩浆喷出，喷出物主要是岩石碎屑和火山灰、气体，量不多，火山口低平。
⑦蒸气喷发型 地下水被岩浆气化，连续的或周期性喷出气体。
火山分布 全世界有活火山516座,其中69座是海底火山，以太平洋地区火山最多。活火山主要分布在下列四带中：①环太平洋火山带。火山集中分布在太平洋的东西岸以及南部岛屿上，活火山占全世界活火山的3／5；②地中海-喜马拉雅-印度尼西亚火山带。这是横亘欧亚大陆的火山带，活火山占世界活火山的1/5;③大洋中脊火山带。火山分布在连贯各大洋的洋底中脊上;④红海-东非大陆裂谷带。余下的火山星散在大陆内部及大洋盆地中。火山集中成带是受全球板块构造控制的（见板块构造学）。
中国境内约有900座新生代的火山锥,以东北和内蒙古的数量最多，约600～700座。昆仑山北麓新疆于田县的卡尔达两火山于1951年喷发。中国主要火山带有：台湾-澎湖带，长白山-辽东半岛-山东半岛带,东南沿海带（雷州半岛、海南北部和浙东），小兴安岭-沧州带,大兴安岭-大同带,环西藏带（藏北和滇西腾冲）。中国新生代火山锥以白头山火山锥最大,锥底面积300多平方公里，相对高差1600米，锥顶有火山口湖，即著名的天池。其他的火山锥的规模都不大，多为中心式的层状锥。
火山活动是一种宇宙自然现象。宇航探测发现月球、火星、金星、木卫一上均有火山活动,有的爆发强烈,火山锥的规模比地球上的还要大。如火星上的奥林匹斯火山高25公里，底径65公里。
火山灾害与预报 强烈的火山爆发有很大的灾害性。据1500～1914年的统计，全世界死于火山灾害的人数达190000人。1815年印度尼西亚坦博拉火山喷发，遇难人数达92000人。为了防止灾害,预报火山活动需要收集下列资料：①火山喷发的历史记载；②对火山区进行地质填图，测定喷出物的同位素年代，研究火山在史前活动的规律；③现场监测火山区的地震，地壳变形，以及磁场、电场和地温变化；④测定活火山喷出物质的成分和含量；⑤从地面和空中对火山进行重复考查。根据上述资料综合分析后才能较准确地预报火山活动。（见彩图）
参考书目
久野久著,刘德泉、常子文译：《火山及火山岩》,地质出版社,北京，1978。（久野久:《火山及び火山岩》，岩波書店，東京，1976。）
Fred M.Bullard, Volcanoes of the Earth,Revised Edition, University of Texas Press, Austin and London,1976。