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　　1、火山活动及监测研究进展 火山活动是岩浆沿地壳中的裂隙通道或地壳薄弱环节喷出地表的一种地质现象 是自然界最剧烈的地质活动之一 古罗马时期 人们看见火山喷发 把原因归之为火神武尔卡发怒 火山的英文名称 Volcano便来源于此 火山爆发地球深部强大能量释放导致的严重地质灾难 常伴有地震发生 地震导致固体岩石的搬迁 火山是液体岩石的运动 巴甫洛夫火山 PavlofVolcano 巴甫洛夫火山位于阿拉斯加半岛的西南边缘 是阿留申火山弧中最活跃 最危险的火山 2007年8月 喷发出来的火山灰和蒸汽云高达5490m 埃特纳火山 MountEtna 埃特纳火山位于意大利南部的西西里岛 海拔高度约3300米

　　2、是意大利著名的活火山 也是欧洲最高的活火山 每隔几年便会爆发一次 2009年5月 意大利斯通博利火山 Stromboli 喷发场景 斯通博利火山是意大利最活跃的3个火山之一 斯通博利火山 Stromboli 坦桑尼亚伦盖伊火山 OlDoinyoLengai 一股霓虹橘色熔岩沿山体喷流而下 伦盖伊火山的峰顶海拔高度为2086m 火山口直径为350 400m 是世界上唯一一座喷发碳酸盐岩浆的火山 而其他火山喷发的是富含二氧化硅的玄武岩岩浆 新西兰一座火山口中冒出了蒸汽 新西兰利用地热所产生的能源 占其总能源需求的10 以上 一 火山的形成机制二 火山的类型三 火山的分布四 火山活动对环境的影响五

　　3、火山活动的预警六 火山活动的监测与研究 火山活动及监测研究进展 火山喷出地表前的三个阶段 1 岩浆形成与初始上升阶段 地壳下部 地幔上部的岩石在特定的温压条件下产生部分熔融 与母岩分离 熔融体通过孔隙或裂隙向上运移 地壳物质 600 900 0 5 1 0 109Pa上地幔物质 1000 1250 1 5 109Pa 一 火山的形成机制 2 岩浆囊 房 阶段 熔融体在一定部位逐渐富集 形成岩浆囊 岩浆囊是地壳或上地幔中岩浆相对富集的地方 通常认为岩浆只占地壳或上地幔总体积的5 30 火山喷出地表前的三个阶段 3 从岩浆囊到地表阶段 随着岩浆的不断补给 岩浆囊的过剩压力逐渐增大 当地壳覆盖层的强

　　4、度不足以阻止岩浆继续向上运动时 地壳中存在的张性或张 剪性破裂可以作为岩浆喷发的通道 火山喷出地表前的三个阶段 在上升过程中溶解在岩浆中挥发份逐渐溶出 形成气泡 当气泡占有的体积分数超过75 时 禁锢在液体中的气泡会迅速释放出来 导致爆炸性喷发 气体释放后岩浆粘度降到很低 流动转变成湍流性质的 火山喷出地表前的三个阶段 火山喷发形成不同的地形地貌 二 火山的类型 1 根据火山活动情况的分类 活火山 activevolcano 指现代尚在活动或周期性发生喷发活动的火山 这类火山正处于活动的旺盛时期 爪吐岛上的梅拉皮火山 上世纪以来 平均间隔两二年就要持续喷发一个时期 我国近期火山活动以台湾岛大屯

　　5、火山群的主峰七星山最为有名 死火山 Extinctvolcano 指史前曾发生过喷发 但有史以来一直未活动过的火山 此类火山已丧失了活动能力 有的火山仍保持着完整的火山形态 有的则已遭受风化侵蚀 只剩下残缺不全的火山遗迹 我国山西大同火山群在方圆约1230平方公里的范围内 分布着99个孤立的火山锥 其中狼窝山火山锥高将近1900米 休眠火山 dormantvolcano 指有史以来曾经喷发过 但长期处于相对静止状态的火山 此类火山都保存有完好的火山锥形态 仍具有喷发的可能 或尚不能断定其已丧失活动能力 我国长白山天池曾于1327年和1658年两度喷发 此前还有多次活动 目前虽然没有喷发活动 但

　　6、山坡上一些深不可测的喷气孔中不断喷出高温气体 应该说明的是 这三种类型的火山之间没有严格的界限 相互间并不是一成不变的 休眠火山可以复苏 死火山也可以 复活 火山下面是否存在着活动的岩浆系统 是判断一座火山 死 与 活 的关键所在 因为这是火山喷发的物质基础 一般认为 在活火山和休眠火山下面 都存在着一定规模的活动岩浆囊系统 而位于死火山下面的岩浆囊系统 由于缺乏岩浆补给 变得枯竭和不活动 过去一直认为意大利的维苏威火山是一个死火山 在火山脚下 人们建筑起许多的城镇 在火山坡上开辟了葡萄园 公元79年 维苏威火山突然爆发 高温的火山喷发物袭占了毫无防备的庞贝古城和赫拉古农姆古城 两座城市全部毁

　　7、灭 庞培城只有四分之一的居民幸免于难 电脑模拟维苏威火山喷发埋葬庞贝古城画面 2 根据火山喷发方式的分类 夏威夷式喷发 Hawaiianeruption 以美国夏威夷岛为代表 特点是很少发生爆炸 常常从山顶火山口和山腰裂隙溢出玄武质熔岩流 表现为比较安静的溢流 岩浆到达地表时 形成熔岩喷泉 1924年基拉维厄和1975年冒纳罗亚火山的喷发就是典型的夏威夷式喷发 这种类型喷发基本没有人员伤亡 但可以毁坏农田村庄 造成财产损失 斯通博利型喷发 Strombolianeruption 最典型的是意大利的斯通博利火山 其喷发特征是具有或多或少的周期 中等强度喷发 喷出炽热熔岩 伴随着白色蒸汽云 斯通博

　　8、利火山 意大利 帕利库廷火山 墨西哥 阿瓦琴火山 克留契夫火山 前苏联 都具有斯通博利型喷发特点 培雷式喷发 Pel aneruption 产生高粘度岩浆 爆发特别强烈 最明显的特征是产生炽热的火山灰云 但除了从火口中流出粘稠的熔岩外 其它地方没有熔岩流出现象 历史上发生培雷式喷发的火山较多 1835年科西圭那 1883年喀拉喀托 1902年苏弗里埃尔 1912年卡特迈 1951年拉明顿火山 1955 1956年别兹米扬 1968年马荣和1982年埃尔奇琼火山喷发都属此种类型 玄武岩泛流喷发 岩浆沿一个方向的大断裂 裂隙 或断裂群喷出地表 喷发以玄武岩为主 流动方向近于平行 厚度及成分较为稳定

　　9、 产状平缓 常形成熔岩高原 分布面积广 1783年冰岛的拉基火山喷发 从长25km的裂隙中喷出约12km3的熔岩及3km3的火山碎屑物 覆盖面积达565km2 我国贵州 云南 四川的二叠纪玄武岩 260000km2 及河北省的汉诺坝 1700km2 也都是玄武岩泛流喷发 此外 还有普林尼式喷发 苏特塞式喷发 武尔卡诺型喷发 超武尔卡诺型喷发 这种分类法也不是最完善的 同一种喷发类型可能出现在不同类型的火山作用中 如以斯通博利型而命名的斯通博利火山 曾发生几次武尔卡诺型喷发 而同一座火山也可能产生不同的喷发类型 甚至在同一喷发期也会出现不同的喷发类型 命名为夏威夷式喷发的基拉韦厄和冒纳罗亚火山

　　10、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 3 根据火山地貌形态的分类 盾状火山 ShieldVolcanoes 具有宽阔顶面和缓坡度侧翼 盾状 的大型火山 由火山口挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆 夏威夷岛 大岛 由5个连续年龄的盾状火山组成 其中最大的冒纳罗亚 MaunaLoa 火山长约96km 宽48km 高9090m 是世界上最大的单体盾火山 火山渣锥 Scoriacones 由玄武岩碎片堆积而成的山丘 喷出气体携带熔岩滴进入大气 然后在火山口附近降落形成 火山锥的高度从几米到几百米 喷发时间越长 火山锥越高 火山渣锥可以单独存在 也可以组成火山锥群 墨西哥的巴尼古丁 Pa

　　11、ricutin 火山 从1943年到1952年连续喷发 火山锥高达610米 复式火山 CompositeVolcanoes 为多次喷发所建造 由层状分布的熔岩组成 又叫层状火山 复发周期可以是几十万年 也可以是几百年 形成复合型火山的最经常的是安山岩 部分为玄武岩 地球上一万年来已知1511火山喷发 其中699座为层状火山 地球上最高的火山为层状火山 智利的NevadoOjosdelSalado火山高6 887m 熔岩穹丘 Lavadomes 是高粘滞性 富硅质岩浆 主要为流纹岩岩浆 从火山口缓慢流出而形成的 岩浆流动距离短 多堆积于火山口周围 规模比较小 世界上著名的火山穹窿是美国加利福尼亚

　　12、北部爆发于1915年的拉森火山 破火山口 Calderas 在火山顶部的较大圆形凹陷 是岩浆回撤 火山自身塌陷时形成 破火山口直径可达8 16公里 而火山口直径通常不超过1 1 6公里 低平火山口 玛珥湖 Maar 玛珥是由岩浆水汽相互作用发生爆炸而形成的 在地表下形成了深切到围岩的圆形火山口 并被一个低矮的碎屑环包围 玛珥湖maar来源于拉丁文mare 即海的意思 是德国莱茵地区的人们对湖泊 沼泽的称呼 1921年 Steininger把maar定义为一种火山类型 熔岩台地 或称熔岩高原 通常是由高流动性的岩浆由一组裂缝中渗透形成 熔岩平原 成因与熔岩台地相似 火山喷发的区域若整体地势平坦形

　　13、成熔岩平原 火山沟 由于地下岩浆空虚 引起上方地块向下发生断层作用形成宽沟 其他地形 三 火山的分布 火山的分布具有规律性 自板块构造理论建立以来 很多学者根据板块理论建立了全球火山分布模式 认为大多数火山都分布在板块边界上 少数火山分布在板块内部 四大火山带 环太平洋火山带 大洋中脊火山带 东非裂谷火山带和阿尔卑斯 喜马拉雅火山带 环太平洋火山带 全长4万余公里 呈一向南开口的环形构造系 也称环太平洋火环 共有活火山512座 全球现代喷发的火山这里占75 富士山 富士山是一座有史以来曾记载过十几次喷火纪录的休眠火山 共喷发18次 最近一次喷发在1707年 山体呈圆锥状 山顶为直径约800m

　　14、深度200m的火山口 大洋中脊火山带 包括太平洋 大西洋及印度洋的中脊 总长度约八万公里 成W形分布 有60余座火山 集中分布于大西洋中脊 以海底火山为主 也有少部分的火山岛 东非裂谷火山带 东非大裂谷是由非洲板块的地壳运动形成 地质活动依然频繁 较著名的火山 肯尼亚的乞力马扎罗火山 刚果的尼拉贡戈火山等 阿尔卑斯 喜马拉雅火山带 全长约十万公里 欧洲部分多分布于意大利 例如维苏威火山 埃特纳火山等 中段几乎无火山 亚洲部分在印度板块及欧亚板块的交界处分布若干火山群 中国有1000余座火山 中国晚新生代以来的火山及熔岩活动较普遍 主要分布在东北地区 内蒙古东部及晋冀二省北部 雷州半岛及海南岛

　　15、云南腾冲 羌塘 藏北 高原 台湾等地 从全球火山分布来看 中国火山活动大部分属于环太平洋火山带的大陆边缘火山 主要受华夏系 新华夏系断裂及与之相交的北西向断裂控制 为喜马拉雅造山运动的产物 近50年来 中国境内几乎没有火山喷发 1951年5月27日 新疆于田县境内阿什库勒火山群的阿什火山喷发 这是新中国成立之后第一次关于火山喷发的报道 1 黑龙江五大连池火山是我国最早被国际认可的活火山 由14座火山组成 火山岩分布面积800多平方公里 是我国有历史记载 喷发时间和地点最为确切的火山群 其中老黑山 火烧山1719 1721年的喷发距今不到300年 中国全新世以来有过喷发的活火山有8处 2 黑龙江

　　16、镜泊湖火山共有13个火山口 均为复式火山 主要由火山弹 岩饼 火山渣 浮岩 火山砾 火山砂等火山碎屑岩和熔岩组成的火山锥体 熔岩分布于火山口周围 大量充填于河谷 从现有火山地质和年代学证据 镜泊湖发生的全新世火山喷发活动是没有异议的 根据玄武岩年龄的直接测定与炭化木14C年龄测定 推测最晚一期活动可能在距今1000年左右 3 吉林长白山天池火山吉林长白山天池火山是目前我国境内保存最为完整的新生代多成因复合火山 历史上长白山地区有过多次喷发的 史料记载 1668年和1702年两次天池火山喷发是可信的 4 吉林龙岗火山龙岗火山群有160余座星罗棋布低矮火山锥 显示高密度 多中心爆炸式喷发特点 以龙

　　17、湾为代表的低平火山口 maar 成为龙岗火山群的一大景观 已开发成为我国境内唯一的 风景优美的低平火山口旅游风景区 5 云南腾冲火山 徐霞客游记 中记载了1609年打莺山火山喷发 腾冲火山区是我国活火山区地热显示最显著的地区 如热海地区的水温都在100 左右 近年的水热活动似有增强趋势 发生多起水热爆炸事件 6 新疆阿什库勒火山阿什库勒火山群位于新疆于田县以南约120公里的青藏高原西北缘的西昆仑山 由十余座主火山和数十个子火山组成 几乎均为中心式喷发 形成圆锥状或截顶圆锥状火山锥 7 台湾岛大屯火山和龟山岛火山大屯火山群和龟山岛火山分别位于台湾岛西北部和东部海上 安山岩喷发年代距今约7000年

　　18、左右 8 海南琼北火山雷琼地区是华南沿海新生代火山岩分布面积最大的 火山活动始于早第三纪 延续至全新世 海口火山群的火山岩面积达7300km2 可辨认的火山口计177座 海拔均低于300m 海南岛北部 琼北 第四纪火山区的石山 永兴一带大小三十几个火山口明显地呈北西方向排列 形成典型的中心式火山群 是琼北最新期火山 四 火山活动对环境的影响 1 火山活动的益处 夏威夷火山国家公园 HawaiiVolcanoesNationalPark 每次火山喷发过后 绿色植物往往都能够在很短时间内又重新生长 喷出的岩浆及灰尘形成肥沃的土壤 非常适于农业耕种 一株蕨类植物从冷却后的岩浆当中生长出来 形成有价值

　　19、的矿产 与火山有关的矿产有铁 铜 铅 锌 金 银 汞 铀 稀土 金刚石 沸石 明矾石 叶腊石等 火山地貌是重要的自然旅游资源 菲律宾吕宋岛 印尼巴厘岛 2 火山活动的危害 据1500年至1914年的统计 全世界死于火山灾害的人数达到19万人 火山爆发除了直接毁灭一切外 还引发一系列的灾害 火山灰和火山气体 随风飘飞到遥远的地方或上升到高空 长期弥漫 造成能见度降低 导致空难 交通事故 甚至会遮住阳光 导致气温下降 1783年冰岛拉基火山喷发 随后的两年北半球因严重低温灾害出现了饥荒 仅冰岛当时就有大约四分之一的人死于食物中毒与饥荒 引发气候变化 五 火山活动的预警 火山活动地区一般是很富饶的

　　20、分布着重要的资源 不仅有具有土壤 水 矿产等物质财富 而且有大自然赐予的壮观景色 因而过早搬迁能引起居住人群的怨恨和财政上的困难 一个有效的 尽早的预报系统对居住在火山活动区的人群来说是很重要的 许多火山喷发的规模特色与以前喷发相比基本上是相似的 有利于对其进行预测和研究 然而 很少火山像冒纳罗亚火山具有周期性活动的特征 这种特征便于人们对火山活动进行经常性的预测 因此 对大多数火山的再次活动进行预测几乎是不可能的 一些能够预示火山爆发的迹象 地形变化 由于火山爆发前 地下岩浆在活J9九游会官方网站动 产生地应力 使地面起伏有所改变 冰雪融化 常年处于雪线以上的火山 爆发前由于岩浆活动 地温升高 冰雪融化预示将

　　21、要爆发 动物异常 和地震的情况相似 有些动物会表现出烦燥不安的情况 火山发出响声 由于岩浆和气体膨胀 尚未冲出火山口时的响声 预告喷发即将来临 地震监测 火山爆发前常伴有微震 设置在活动火山周围的地震仪器能监测到 火山气体分析 在火山附近经常取气体样品分析 不正常的气体增加 表示火山即将爆发 水温 地温监测 火山附近的温泉 湖泊在火山喷发前温度一般都升高 一些能够预示火山爆发的迹象 尽管火山活动有各种各样的前期征兆 但至今仍然没有得出一个完全可循的预测规律 火山喷发的预警仍然是个挑战 九五 之前 我国的火山研究大都集中在火山和火山岩的地质 地球化学方面 有关火山地球物理 火山监测和火山灾害的预

　　22、测预防的工作规模很小且缺乏连续性 九五 期间 在中科院院士涂光炽 孙枢等倡议下 中科院地学部和中国地震局召开了专家咨询讨论会 形成了关于加强我国长白山天池火山 腾冲火山及五大连池火山的监测与研究的建议 并得到国务院领导的高度重视 六 我国火山活动的监测与研究 1997年 中国若干近代活动火山的监测与研究 项目正式启动 这是我国第一次系统 全面 综合地进行火山监测与研究项目 中国地震局首次对吉林长白山天池火山 云南腾冲火山 黑龙江五大连池火山进行了较为系统的监测研究 初步建立了三个火山观测系统 具备了测震 地壳形变 地球化学等多种监测手段 长白山天池火山监测台 包括一个中心台和8个子台 监测手段

　　23、包括数字地震监测台网 定点形变观测系统 GPS流动观测网和地球化学观测网 腾冲火山监测台 包括腾冲和保山固定地震台 建立了流体的形变 水准和重力观测网 地球化学综合观测井 五大连池火山监测台 包括一个固定台和3个子台的地震监测 是我国第一个火山监测站 目前已加入世界火山监测台网 通过对长白山 腾冲 五大连池火山的深部结构研究 揭示了长白山天池与云南腾冲地区存在地壳岩浆囊 通过地震监测 地形变测量 地下流体的监测和岩石化学的分析 发现了火山地震活动 异常地形变和来自深部地幔的流体 地球化学异常 并据此给出了三个火山喷发危险性的定论 研究成果为我国的火山事业的发展打下坚实基础 十五 期间 我国成立

　　24、了关于火山研究的专业队伍 在科技部的持续支持下 中国地震局各有关单位相继开展了 琼北火山探查及喷发危险性研究 吉林东部活动火山灾害预测研究 腾冲火山活动监测 预报与对策研究 火山灾害预警研究 等社会公益性研究项目和国家科技攻关项目 对吉林长白山天池火山 龙岗火山 云南腾冲火山 黑龙江五大连池火山 镜泊湖火山和海南琼北火山地区建立了监测台网 结合监测数据进行分析研究 建立火山基础数据库 分析火山活动性 确定监测和防灾对策 并建立火山信息网络系统为政府和公众服务 与国际先进水平相比较 我国火山监测研究工作仍处于起步阶段 其水平与菲律宾 印尼等发展中国家相比亦有不少差距 具体表现在 监测时间短 积累

　　25、的资料少 研究程度低 火山灾害的评价工作所依据的野外调查 探测和测试工作已取得的成果还不足以对几个火山区未来喷发危险性和火山灾害程度作出定量性的评价 美国宇航局的科学家和其他机构的合作者已经研究出多种手段从太空监测世界各地的火山 除了卫星图像 还开发了用于监测热量 二氧化硫和地球表面形状微小变化的传感器 2007年1月31日拍摄于刚果某地区的假彩色图像 从图像上可看到尼雅姆拉季拉和尼拉贡戈两座火山 并可看到近期的火山熔岩流 图片上还显示了尼拉贡戈火山活动的两个迹象 山顶处明亮的粉红色点是卫星传感器探测到的升高的表面温度 而向西飘去的明亮蓝色烟雾则是代表火山灰和水蒸气 明亮的白色区域是云层 2006年11月24日拍摄的西西里岛埃特纳火山正在喷发出巨大的火山灰柱 火山活动迫使西西里岛东部的丰塔纳罗萨机场通宵关闭 一个黑暗的红褐色烟柱从山顶向东南方向吹去 并逐渐消退 卫星监测到了山顶上的热点 显示出其表面温度比周围的温度高 北马里亚纳群岛中的阿纳塔汉岛周围太平洋海域的卫星图像 拍摄于2008年2月7日午夜 拍摄照片的卫星上安装了热辐射和反射辐射计 黑色区域代表温度低的地方 白色区域代表温度高的地方 白色线条圈闭起来的区域就是阿纳塔汉岛 阿纳塔汉岛上的亮点为火山口 从火山口向西飘去的紫色烟雾是阿纳塔汉火山烟柱

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