火山

火山（Volcano）它是岩浆穿过地球形成的山脉地壳，到达地面或喷出地面。火山通常是圆锥形的，主要由火山锥组成、火山口和火山通道。根据火山活动的状态，分为死火山、有三种类型的休眠火山和活火山；按构造成因分类，可分为会聚板块边缘火山、离散板块边缘火山、热点型火山、大陆裂谷型火山；根据火山形态类型的不同，可分为盾状火山、层状火山、火山渣锥、熔岩穹丘、破火山口、低层火山口和泥火山。火山是板块运动的结果火山活动是岩浆活动的一种形式，是地球动力学过程中的重要现象，也是地球内部能量和热量释放的方式之一。

火山不是地球独有的，在金星、水星、火星、太阳系的很多星球上都发现了火山，比如月球，它们喷出的不仅仅是岩浆喷发，还有液态碳氢化合物形成的冰火山由于各自的地质条件不同，火山爆发的特点和高度也不同。地球上的火山带主要分布在环太平洋火山带、地中海至印度尼西亚火山带、洋脊火山带、在红海沿岸和东非火山带，地理分布区与地震分布区相似，火山状态以死火山为主。

火山爆发是一种严重的自然灾害火山爆发形成的火山碎屑、火山灰、熔岩会对火山附近的居民造成严重的生命和财产损失，影响航空安全和全球气候。火山爆发也会引起地震、海啸、泥石流、酸雨等次生灾害。火山也能形成丰富的矿产资源、地热资源、旅游资源。

岩浆是地壳下50到200公里的地下熔岩，在高温高压下熔化受低密度的影响，它通过孔隙或裂缝向上移动，在火山下方或内部形成岩浆囊。随着岩浆的堆积，腔内压力增大当表壳盖的强度不足以阻止岩浆向上运动时，岩浆通过薄弱带上升到地表。在上升过程中挥发物溶解在岩浆中（主要是H2O、CO2、HCI、HF、SO2等）会从岩浆中溢出形成气泡，使岩浆沸腾引起爆炸，使岩浆冲破地表形成喷发。岩浆冲出地表后，温度和压力下降进入火山岩，在火山口周围堆积形成火山。

火山构造又称火山机构，主要由火山锥组成、火山口、火山通道由三部分组成。

火山锥

火山锥是以火山口为中心的小山，由火山口周围的火山喷出物堆积而成一般是圆锥形的，也有不同喷出物和材料成分形成的屏蔽、穹形、钟状等火山锥。火山锥可以进一步分为火山碎屑锥（火山渣锥）熔岩火山锥（盾火山）复合火山锥（层火山）火山碎屑岩锥（火山渣锥）它是一个以火山碎屑物质为主的渣堆，呈圆锥形结构，上坡陡，下坡缓；熔岩火山锥（盾火山）它是一座缓坡的盾状火山，主要由熔岩组成；复合火山锥（层火山）它是由熔岩层和火山碎屑岩层交替形成的层状火山它的碎片的颗粒随着陨石坑的距离而变化，陨石坑周围有大的碎片，远的地方堆积着细小的碎片。一些火山锥形成后，在火山锥上又出现了其他的小火山锥这种火山锥通道与主火山锥的通道相连，但没有独立的岩浆源，称为寄生锥。

火山口

火山口是火山喷发的出口，是火山喷发后喷出物在出口周围堆积形成的环形坑。火山口平面近圆形，内部为漏斗状体或碗状体。

火山通道

火山隧道又称火山管，是连接岩浆源与地表的管状隧道火山隧道形状各异，有的是圆柱形，有的是长形或不规则形，主要受喷发类型影响。

完全构造

一座完整的层状火山主要由主岩浆房组成、基岩、主熔岩通道、地面、侵入性火成岩脉、熔岩岔道、火山灰堆积层、侧翼、熔岩堆积层、火山喉、寄山火山锥、熔岩流、喷发口、主火山口、火山灰云由15部分组成，但并非所有火山都有完整的结构比如有的泥火山不喷发，没有岩浆喷发口、寄生火山锥和其他结构。

火山喷发是地下深处的熔融岩浆，是地壳运动造成的地下岩浆的挥发性成分在压力降低的作用下从其中剥离出来，产生体积膨胀，岩浆沿断裂带向地面运动，冲出地表，形成火山喷发。

喷出作用

火山作用（volcanism）也称为火山爆发（burst out），指地下岩浆通过火山通道从地表喷出、产生爆炸、流出熔岩、与火山喷发有关的一系列岩浆活动，如喷射气体和碎屑物质。火山作用包括火山活动的全过程，一些与火山活动有关的成矿作用也是火山作用的一部分常见的火山作用主要是喷发，又分为火山喷发、岩浆喷溢、熔岩流分为三种形式。

形成条件

更高的地热条件下形成融化（岩浆）岩浆受中性浮力面深度的影响，并入地壳中的岩浆囊。岩浆囊拦截、从地幔上升的岩浆被转化，在岩浆囊内发生物理和化学变化，从而形成晶体、挥发物与流体相互作用，促进岩浆喷发。

构造活动产生的拉应力场使岩浆囊上升形成岩浆通道。岩浆在压力和浮力的驱动下沿着岩浆通道上升，冲破地表。

喷发过程

岩浆的产生:岩浆是地壳深部和上地幔层在高温高压和陆地核辐射下熔融形成的地幔是地球岩浆形成的最直接最主要的来源地幔层中距离地表80~200公里的区域称为软流圈，一般认为是岩浆的发源地。

岩浆囊阶段:原始岩浆在岩浆作用下分凝、上升、侵位等演变。最初的熔体分散在固体矿物颗粒之间，随着熔融程度的增加，熔体会逐渐流动、从固体颗粒中汇聚分离，形成大的岩浆囊或岩浆房。岩浆房的直径从几公里到几十公里不等，由一种熔融的岩浆组成、挥发物、和晶体的混合物。

岩浆通道上升阶段:岩浆房中的岩浆处于高压状态，部分岩浆可被周围达到临界点的岩石圈熔成新的岩浆利用岩浆与围岩密度差产生的浮力，使岩浆从源区上升。在板块运动的影响下，地壳可能在板块边界形成张力或拉伸-剪切破碎带，如果这些裂缝相互连通，可以作为岩浆喷发的通道，岩浆在压力和浮力的驱动下沿着岩浆通道上升，突破地表形成喷发。

喷发阶段

火山爆发大致可以分为三个阶段：气体爆炸、喷发柱形成并坍塌。气体的爆炸。火山爆发前，由于压力降低的影响，挥发性气体不断从岩浆中溶解出来，岩浆体积逐渐膨胀，内部压力增大。当内压大于外压时，岩浆内部发生爆炸，使岩浆上方的覆盖层破裂，打开火山喷发的通道，形成喷发。形成喷发柱。气体爆炸将岩浆通道内的碎片和深部岩浆喷向天空，形成喷发柱。喷发柱底部是空气冲击区，约占整个喷发柱高度的十分之一，大部分是密度远超大气的物质，比如岩石；中间部分是对流区，约占喷发柱高度的十分之七喷发柱中的物质在此分离，低密度物质受大气浮力上升，高密度物质受重力影响下降；上部是扩散区，约占喷发柱高度的十分之二此时柱内气体与高空大气压力达到基本平衡状态，高空火山灰随气体扩散形成火山灰云。喷发柱塌落。喷发柱携带的大量不同颗粒大小和密度的碎片在上升过程中会在不同的高度和阶段坍塌。

火山喷发物

火山喷发主要包括气体喷发、有三种固体喷出物和液体喷出物。

火山

气体喷发物:火山气体的成分多为水蒸气，一般占总气体体积的60%~90%其他主要成分包括硫化氢（H2S）二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）氢氟酸（HF）氯化氢（HCl）氯化钠（NaCl）氯化铵（NH4CI）火山爆发早期高温下的氯化氢（HCl）气体成分很多，后期还有二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）等气体成分较多。

固体喷发物:固体喷出物主要由火山口喷射到空中的岩石碎块和岩浆凝固的碎片组成，按大小和形状可分为火山尘、火山灰、火山砂、火山砾、火山渣、火山块和火山弹。火山灰直径小于0.01 mm细碎屑和细浆，火山灰比火山灰细，能升到高空，长时间扩散到平流层；火山砂是一种碎屑颗粒，直径大于火山灰，不超过2mm；火山砾石为火山碎屑，直径2 ~ 100毫米；火山岩块是大于100毫米的碎片，通常有棱角。火山喷发时岩浆在空气中凝固形成的熔渣，颗粒大小为几厘米至几十厘米，形状不规则，孔洞较多；火山弹是喷出的岩浆在空中凝结而成，形状各异，多为纺锤形、球形、梨形，大小从几厘米到几米不等。喷发后，固体喷出物冷却形成不同的岩石和矿物，玄武岩很常见、安山岩、海螺岩、硫磺、玻璃状石等。

液体喷发物:液态喷出物是从地表喷出的岩浆，挥发性成分逸出成为熔融的浆体。熔融的岩浆沿着地面的斜坡流动称为熔岩流，冷却后称为熔岩。

火山的分类大致可以分为三种，火山一般根据活动情况分为死火山、活火山和休眠火山；根据火山构造成因的分类，火山分为会聚板块边缘火山、离散板块边缘火山、热点型火山、大陆裂谷型火山；根据火山类型的不同，可分为盾状火山、层状火山（复合式火山）火山渣锥、熔岩穹丘、破火山口、低级火山口和泥火山等。

活火山:活火山是仍然活跃或周期性活跃的火山。世界上大约有1500座活火山在过去的1万年里爆发过，其中500多座火山在过去的400年里爆发过，比如夏威夷群岛的莫纳罗亚火山、南美洲的图彭加托火山、意大利的埃特纳火山、中国新疆维吾尔自治区卡尔达西火山、中国黑龙江省五大连池火山群等都是活火山。

死火山:死火山是历史上曾经爆发过，但长时间没有爆发迹象的火山。比如东非的乞力马扎罗山、中国和山西大同火山都属于死火山。

休眠火山:休眠火山是历史上一直活跃的火山，但已经休眠了很长时间。休眠火山保存了完整的火山形态，具有火山活动的能力，有再次喷发的可能，如中国的长白山火山。休眠火山、死火山、活火山的分类方法只是相对的，它们可以相互转化，而不是一成不变的。

盾状火山:盾形火山是以熔岩流为主的盾形火山，顶部宽阔，侧翼平缓倾斜。盾状火山有一个缓坡（坡度约2° ~ 10°），大多是大型火山，一般由玄武岩浆组成，岩浆粘度低，熔岩不断堆积形成盾形，夏威夷群岛、冰岛火山是盾状火山的典型代表。

层状火山（复合式火山）:层状火山又称复合火山，是一种多成因的中央火山，由多次喷发建成，由多层熔岩组成、火山碎屑、浮石和火山灰是最常见的火山类型。层状火山呈圆锥形，侧翼陡峭，常发生在板块俯冲带，容易形成火山链或火山群，如智利的Ojos del salado火山、美国华盛顿州圣海伦斯山、日本富士山是层状火山的典型代表。

火山渣锥:火山渣锥就是火山渣锥、火山灰等火山碎屑堆积而成的锥形山。火山渣锥通常是一次喷发形成的单形态火山，常出现在盾状火山和层状火山的侧翼。火山渣锥是火山爆发时火山口附近的火山灰形成的喷发后期，岩浆失去了大部分挥发物，导致密度增加，以熔岩流的形式慢慢流入火山口。尼加拉瓜塞罗内格罗火山是火山渣锥的典型代表。

熔岩穹丘:熔岩穹丘是由火山的高粘度物质构成的、由富含硅的岩浆缓慢流出形成的近乎圆形的突出物。熔岩穹丘大多很小，生长非常缓慢，聚集在板块边界区域，这是层状火山日本爱婴火山的主要构造特征之一、美国加利福尼亚州的拉森峰是熔岩穹丘的典型代表。

破火山口:火山口是火山顶部火山喷发形成的大型圆形凹陷，直径1公里以上，通常由岩浆退却、火山本身崩塌，浅层岩浆囊喷发，大致可分为爆炸火山口、火山口有三种类型侵蚀性火山口和凹陷性火山口，其中日本的高木泰士火山是一个典型的火山口。

低平火山口:低位环形山是地表下岩浆和水蒸气爆炸形成的低洼圆形环形山。低级火山口内壁通常深而陡，直径比较大，火山口边缘低而平缓火山口边缘主要由火山碎屑和围岩碎屑组成火山口内形成一个相对较浅的火山口湖，称为马尔湖中国吉林龙岗火山群中有许多低级火山口。

泥火山:泥火山是由泥浆、喷发后水气堆积形成的地貌多为圆锥形或盆穴形。泥火山不产生熔岩，但不是真正的火成火山它们大多形成于板块相遇的俯冲带世界上大约有1100座泥火山，最大的泥火山是印度尼西亚爪哇岛的露西泥火山。

地球上的火山

世界上约有2000座死火山和500多座活火山，一般呈带状分布，类似地震带，主要与地壳断裂带有关、强新构造运动带与板块构造边缘弱带有关，集中在环太平洋火山带上、地中海至印度尼西亚火山带、海脊火山带和红海海岸和东非火山带是四个地带。

环太平洋火山带:环太平洋火山带约有300座活火山，占全球活火山的60%以上分为环太平洋火山带西带和环太平洋火山带东带两部分，环太平洋火山带环绕太平洋，称为火山带。环太平洋火山带靠近大陆的一侧，大多是中间喷发、酸性岩浆，靠近海洋的一侧以碱性岩浆为主。环太平洋火山带西部带从阿拉斯加西海岸开始，经过阿留申群岛、堪察加半岛、千岛群岛、日本群岛、中国台湾岛、菲律宾群岛、印度尼西亚到新西兰的岛屿形成了西太平洋的火山岛弧，有200多座活火山，约占全球活火山的45%环太平洋火山带东部带从南美洲西海岸的安第斯山脉开始，穿过中美洲、北美西部从科迪勒拉山脉到阿拉斯加有100多座活火山，约占全球活火山的17%

地中海至印度尼西亚火山带:从地中海到印度尼西亚的火山带也被称为阿尔卑斯山-喜马拉雅火山带，西起伊比利亚半岛，穿过意大利、希腊、土耳其、伊朗、东至喜马拉雅山脉，南至孟加拉湾和太平洋火山带。有90多座活火山，约占全球活火山的18%

洋脊火山带:洋脊火山带主要分布在大西洋、太平洋和印度洋的海脊被板块构造撕裂，一些在水下喷发，另一些露出水面形成火山岛。山脊带约有60座活火山，约占全球活火山的12%

红海海岸和东非火山带:非洲板块和印度洋板块延伸形成的东非大裂谷火山带上有22座活火山，约占全球活火山的5%

地球外的火山

火山并不是地球上独有的产物科学家在太阳系的许多行星上都发现了火山的存在，比如金星、水星、火星、月球、土卫六、土未二、在海卫一上发现了火山。火山爆发不一定是岩浆或硫化物比如土卫六表面有一座液态碳氢化合物形成的冰山，喷发出来的是冰水和氨的混合物。它的火山爆发能量也不一样，包括重力、放射性衰变、潮汐摩擦作用、太阳能加热等，喷发的高度受重力影响也呈现不同的状态1997年，木卫一上皮兰火山喷发形成的火山云到达木卫一表面上方140公里处，形成了长达3500多公里的熔岩流。至此，火星表面的奥林匹斯山火山被发现(Mount Olympus）它是太阳系中最大的火山，比周围高出25公里，是珠穆朗玛峰高度的3倍，直径约624公里，面积几乎与美国亚利桑那州相当。

火山灾害主要取决于火山爆发的类型、性质、火山灾害的规模和位置，主要的致灾因素是火山喷发形成的熔岩流、火山弹、火山灰、碎屑流、涌浪、火山泥流、岩崩、酸雨和有毒气体，以及火山爆发力量引起的冲击波、地震、海啸、滑坡、泥石流等地质灾害。

直接灾害

火山碎屑流:火山碎屑流(pyroclastic flow)是由火山灰、岩石碎块和火山气体组成的混合流体通常温度在800℃以上，能量高，流速快，火山喷发后能以100公里的速度行进/一小时的速度可达数公里甚至数百公里，摧毁路径上的所有物体，破坏力极强，致命，是最危险的火山灾害之一。

熔岩流:火山喷出的岩浆温度可达1000~1100℃，其流速随二氧化硅含量而异通常，它的流动速度比火山碎屑流慢得多，但它可以破坏各种建筑物和物体，并经常因其高温而引起严重火灾。

火山灰:火山灰(Volcanic ash)它是火山喷发时形成的粒径小于2毫米的细火山碎屑。火山灰由微小的锯齿状岩石组成、矿物质和火山玻璃碎片，火山喷发时的火山灰不会受重力影响而在空中短暂停留，然后落到地面成为落灰掩埋，会破坏地面的植被和建筑物，也会对生物造成伤害；一些火山灰会在大气环流的驱动下漂浮在大气中，形成大量的二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）氯化物、甲烷（CH4）在大气中，火山灰云会增加对流层中的紫外线辐射，加速光化学烟雾的形成，破坏臭氧层，长时间阻挡阳光，导致地表温度下降当有毒气体集中在火山底部时，会引起中毒或窒息当它们着陆时，腐蚀性成分可能形成酸雨，对生产和生活造成不利影响火山灰会进入飞机发动机，吸附在涡轮叶片上，影响航空安全。

间接灾害

地震:火山带和地震带都处于板块交界处，地震与火山活动密切相关火山喷发是一种火山地震，在岩浆迁移过程中经常引起地表破裂和地壳颤动。通常火山地震是不容易被人察觉的小地震，但也有强烈的火山地震会导致房屋倒塌，危及生命安全。

海啸:火山海啸是由大规模海底火山喷发产生的破坏性波浪引发的海啸，一些陆地火山也可形成海啸，引发海啸灾难。

泥石流:火山泥石流是火山喷发引起的泥石流，导致火山湖破裂溢出或火山顶部积雪融化，泥石流中混有岩石、火山碎屑物质与水的混合物从山坡上冲下，速度快，破坏力大，是火山地区的主要地质灾害之一。

酸雨:火山气体含有大量二氧化硫、二氧化碳、氯化物、甲烷等气体在大气中形成硫氧化物或氮氧化物并溶解在水蒸气中，落入酸雨中，会腐蚀建筑物，造成人体伤害。

火山喷发是地球上一种重要的地质现象，它不仅能造成火山灾害，还能形成重要的矿物、地热和旅游资源。

矿产资源

火山岩浆富含锌、银、铜、铅、铁、金和其他金属元素，许多大型矿床是在火山喷发后的富集带形成的，如中国台湾省的金瓜石金矿、南非的Bushveld铬和铂矿床等。火山喷发冷却后形成的火山岩可用于各种行业，如过滤器、绝缘材料、土壤改良剂，火山灰中的火山玻璃可用作油膏和混凝土添加剂，硬化的火山灰可用作建筑材料，含硫气体冷却后可形成硫矿。火山灰中富含钾、磷和其他元素是发展农业和种植业的重要肥料。

地热资源

火山岩浆的高温是很好的地热资源，可以作为温泉使用、地热发电等用途。

旅游资源

火山可以创造许多壮观的火山景观、地热温泉等，已成为旅游景点。比如日本的富士山、中国长白山风景区、新西兰陶波湖风景区、美国的黄石公园和夏威夷火山国家公园都是由火山形成的旅游景点。

其他:火山也能创造新的陆地，比如冰岛、美国的夏威夷群岛都是火山岛；火山灰云可以长时间阻挡大气中的阳光，可以起到调节地球 通过降低地表温度来缓解美国的气候。