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第15章 火山喷发的类型

前面我们说到的影响火山喷发的三个主要的因素,也决定着火山喷发的类型。总体上大致有以下类型。

1.裂隙式喷发

岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表,喷发温和宁静,称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象。喷出物多为碱性熔岩和黏性小的玄武岩,其中含碎屑和气体较少,冷凝后往往形成覆盖面积广薄的熔岩台地、熔岩被或玄武岩高原。如分布于我国西南川滇黔三省交界地区的二迭纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩,它们都是由于裂隙式喷发所形成的。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处,在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动,故又称为冰岛型火山。

2.中心式喷发

如果地下岩浆通过管状火山喉管喷出地表,就会形成中心式喷发。现代的火山活动主要都是以这种形式喷发的,又可细分为以下三种:

(1)宁静式

在发生宁静式火山喷发时,只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出,顺着山坡缓缓流动,好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的熔岩主要以基性熔岩为主。由于温度较高、黏度小、易流动的基性熔岩为主。由于含气体较少,因而无爆炸现象。以夏威夷群岛上的火山为其代表,因此又被称为夏威夷型。这类火山人们可以尽情地欣赏,不会带来什么危害。

(2)爆裂式

与宁静式喷发相反,此类火山在喷发时,常常会产生猛烈的爆炸,同时喷出大量的气体和火山碎屑物质,喷出的熔岩主要以中酸性熔岩为主。1902年12月16日,西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆黏稠,同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发,就属此类,也称培雷型。

(3)中间式

属于宁静式和爆裂式喷发之间的过渡型。此种类型以中基性熔岩喷发为主。若发生爆炸,爆炸力也不大。一般可以连续几个月,甚至几年,长期平稳地喷发,并以伴有间歇性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为其代表。该火山大约每隔2~3分钟喷发一次,夜间在50千米以外仍可见着火山喷发出的光焰,故而被誉为“地中海灯塔”,又称斯特朗博利式。有人认为我国黑龙江省的五大连池火山属于这种类型。

3.熔透式喷发

若岩浆熔透地壳大面积地溢出地表,就会形成熔透式喷发。这是一种古老的火山活动方式,现代已不存在。一些学者认为,在太古代,由于地壳较薄,地下岩浆热力较大,所以常造成熔透式岩浆喷出活动。

理论上火山的喷发类型分为以上几种。然而以具有代表性的火山喷发方式和实例为准,又被分为:

4.夏威夷式

夏威夷式实际就是属于宁静式喷发。我们已经说过,此类喷发没有强烈的爆炸现象,岩浆为碱性熔岩,气体和火山灰很少。火山锥一般为盾形,顶部碗状火山口中有灼热熔岩湖和熔岩喷泉。此类火山的喷发物为大量基性熔岩流,岩浆黏度小,流动性大,故爆裂较少。熔岩通常从火山口和山腰裂隙溢出,气体释放量不定。由于喷发时岩浆受到压力作用,到达地表时会形成熔岩喷泉。夏威夷式喷发通常会形成火红的“熔岩河”,熔岩往往是多次溢流,而且有许多裂隙作为通道。最后通常形成平坦的熔岩穹丘。1942年夏威夷的冒纳罗亚火山的爆发为此种火山的范例。此类火山喷发,可大略分为三个阶段:

(1)熔岩喷出期:共持续数小时,熔岩流堆积形成薄薄的熔岩流或低丘。

(2)熔岩漫流期:火山口中仍陆续有熔岩流出,使熔岩层及低丘继续加厚。

(3)喷气期:只有气体出现,数量亦锐减。这时,火山喷发已接近尾声。

5.培雷式

培雷式喷发其实就是属于前面所讲的爆裂式喷发。喷出的熔岩黏度高,爆炸特别强烈。其明显的特征就是在喷发时形成迅猛的火山灰流,这是一种温度非常高的气体。当火山灰流夹杂大量的碎屑及岩石,沿着山坡一起向下移动时,就会产生类似台风一般的破坏。这种形式的喷发形成的火山锥一般都是坡度较大的碎屑锥,顶部为岩穹,经风化后火山颈凸出地面。

在培雷式喷发中,欲向上逸散的气体经常被火山口中的熔岩堵住,使压力逐渐增大,最后产生爆炸。熔岩被火山灰含量很高的气体推动而向外流出,但除了从火口中流出黏稠的熔岩外,其他地方没有熔岩流出的现象。

6.冰岛式

冰岛式喷发的火山通常是位于浅海中的火山。其玄武岩岩浆与海水接触,产生水蒸气爆炸,散布大量火山灰。冰岛式喷发可归类为水火山式喷发的一种。

7.伏尔坎宁式

伏尔坎宁式的喷发是以意大利的伏尔坎宁火山为范本。这种形式的火山喷发出的熔岩,比斯通博利式火山的熔岩黏度更大,喷发更为猛烈。不喷发时,熔岩在岩浆库的出口处堆积,形成厚重的凝结外壳,气体会在其下聚集。当气体的压力增大到某个极限时,会发生猛烈的爆炸(有时足以摧毁一部分火山锥)。这个爆炸使阻塞物被炸开,一些碎片和熔岩组成的火山弹和火山渣会被喷出。同时会伴随含火山灰的“花椰菜状”喷发云,这种乌云在黑夜中非常黑暗。当火山口的阻塞物都被喷出后,就会有熔岩流从火山口或火山锥侧缘的裂隙中涌出。

8.普林尼式

普林尼式喷发是目前已知最猛烈的喷发形态。尽管与培雷式喷发有些类似,但它们是不同的。普林尼式喷发有两个最主要的特征,一是非常强烈的气体喷发(产生数十千米高的烟柱);二是喷发会伴随大量浮石的生成。普林尼式喷发的岩浆黏度非常高,火山碎屑物通常占总喷出物的90%以上。喷出物以浮石、火山灰为主,分布区域广大。喷发烟柱因重力牵引下降时形成大规模的火山碎屑流。仅喷出极少量的熔岩。由于爆发强烈及物质大量抛出,常形成锥顶崩塌的破火山口。“普林尼”式喷发这个名字是为了纪念古罗马的老普林尼。(他是小普林尼的叔叔)此种喷发的范本是公元79年维苏威火山的爆发,这次爆发使庞贝被埋在平均7公尺厚的浮石层之下。1980年5月18日美国圣海伦火山的爆发也是普林尼式。

9.斯通博利式

斯通博利式喷发是以意大利的斯通博利火山为范本。其喷发特征为炽热的熔岩喷泉,喷发时的场景蔚为壮观,但破坏力却不是很强。其熔岩的黏性比夏威夷式要大,喷发时通常伴随着白色蒸气云。熔岩流厚而短,组成为玄武岩与安山岩。此种火山不断喷出红热的火山渣、火山碟和火山弹,爆炸较为温和。大部分的火山碎屑又落回火口,再次被喷出,其他的落到火山锥形成的坡上并滚下山坡。

10.武尔卡诺式

武尔卡诺岛位于地中海西西里岛附近。这种类型喷发比斯通博利式火山熔岩黏度更大,呈熔浆状,属强烈喷发的一种,喷发时,带有棱角的黏性大块熔岩伴随大量火山灰抛出地面,形成烟柱,熔岩流少或没有,火山锥为碎屑锥或层状锥。

11.超武尔卡诺式

这种形式的喷发和水蒸气爆发一样,几乎是无岩浆物质的爆发式喷发。喷出物主要是岩石碎屑和火山灰、气体。有的称超火山(日本盘梯山)型爆发。由于喷发只有喷发物质而无熔岩,因此喷发物质是在冷却状态下喷发的,偶尔在炽热状态下喷出。其特点是出现大量的基底火山碎屑,有时可达75%~100%。

12.苏特塞式

1963和1967年,冰岛南部近海不停的火山喷发产生一个苏特塞火山岛。火山活动的前半个时期,在浅海海底的一个火山口以反复爆发式喷发为特征,当玄武质岩浆与海水接触时又发生爆炸,产生大量细粒物质(火山灰),这种由岩浆——水蒸气、水蒸气——岩浆爆发的类型与陆上的斯通博利型喷发不一样。

13.其他喷发型式

玄武岩泛流喷发:岩浆沿一个巨大的裂隙或裂隙群上升,喷出地表。岩浆以玄武岩为主,通常形成熔岩高原。因为玄武岩岩浆之流动性大,且熔岩喷出量大,少有爆发的情况。此种喷发在地形平坦处看似洪水泛滥,到处流溢、分布面积广,因而得名。

超级火山,巨型火山几乎无岩浆的爆炸性喷发,火山碎屑占总喷出物的75%?100%。通常形成巨大的破火山口。此种喷发产生的大量碎屑物质可能影响全球的气候变迁,会造成大量财物损失及伤亡。例如:黄石国家公园的破火山口即是一例。

气体喷发(或称湖泊喷发):喷出物只有气体,完全不含其他物质。目前已知会进行气体喷发的只有非洲的三个湖泊,1986年喀麦隆尼欧斯湖的喷发是一个典型的例子。

如果火山喷发的发生地点靠近海洋、饱和云层或其他湿润地区,水和岩浆的相互作用会产生一种别具特色的喷发柱。首先,高温的岩浆会将热量传导给水体,并使其蒸发。这种瞬间的状态变化在水体间爆炸性地扩散开来,这导致火成碎屑物质被击碎,呈现出细灰状。水火山式喷发的形式变化多端。有些以短时喷发为特征,而有些则能产生持续的喷发柱。火山喷发也可能会融化大量的积雪,导致泥石流或大规模山洪。

然而,火山喷发并非是千篇一律的。以上的分类法也不是最完善的。通过观测发现,即使是同一种喷发类型也可能出现在不同类型的火山作用中,而同一座火山在自身的活动过程中也可能产生不同的喷发类型,甚至在同一喷发期有时也会出现不同的火山活动形式。如斯通博利火山在发生斯通博利式喷发的过程中,也发生几次超武尔卡诺型喷发;命名为夏威夷式喷发的基拉韦厄和冒纳罗亚火山,在不同时期均观测到从斯通博利型到超武尔卡诺型的喷发。所以,每一个火山的活动都是反复多变的,就像人无法预测自己的命运一样,我们也无法预测现存的火山将会发生什么类型的喷发。只能对它喷发的历史进行研究分析,并以此来分类。

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