岩浆的成分

岩浆的主要成分是0、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Mn、P等主要元素，岩浆的成分中含量最多的8种元素基本上与地壳的成分相似（表1-1）。此外，还含有大量的挥发性组分，除了常见的H2O、CO2、SO2外，还有02、N2、H2等，其中H2O占60%～90%。此外岩浆中还有少量金属硫化物和氧化物。

表1-1 岩浆中的主要成分

1、岩浆主要指岩石熔融后的粘稠流体，熔岩是喷出地表的岩浆。

2、熔岩的成分影响粘稠度和流速，影响火山的陡缓以及面积大小。

3、火山作用与地壳断裂带、新构造运动强烈带或板块构造边缘软弱带有关，常呈有规律的带状分布。世界上有4个主要火山带，分别是环太平洋火山带，地中海火山带，大西洋海岭火山带，东非火山带。

火山岩浆是地壳深部或上地幔物质部分熔融而产生的炽热熔融体。成分复杂，以硅酸盐为主，含一定数量的挥发组分，具有一定的粘度。岩浆喷出地表冷却凝固而形成的岩石。火山岩浆成分复杂，以硅酸盐为主，含一定数量的挥发组分，具有一定的粘度。

在地球的不同层圈内，可形成不同成分和物理化学性质的岩浆，如超基性、基性岩浆形成在地下较深部，温度较高，约为1000～1200℃；酸性、中性岩浆形成的部位相对较浅，温度相对较低，约为700～1000℃。

苏联学者列文松-列辛格认为有两种岩浆——花岗岩浆和玄武岩浆。里特曼则划分出：原生岩浆；次生岩浆或重熔岩浆；同熔岩浆；混染岩浆。岩浆在地壳内部具有很高的温度和压力，在构造运动或其他内动力的影响下可以侵入地壳的软弱部分或喷出地表，经冷凝固结形成各种火成岩。

平常所见到的各类侵入岩，如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩等，以及火山喷发出的各类岩浆，它们都是再生岩浆，只是来源深度、通道物质成分及分异程度不同而已。

岩浆喷出地表冷却凝固而形成的岩石。狭义的喷出岩即指各种熔岩。熔岩具有两种含义，一是指喷出地表后挥发分逸散的炽热熔融状态的岩浆，又称熔浆；一是指由熔浆冷却凝固而形成的岩石。没有冷却的熔浆可以沿山坡或河谷流动，其前端多呈舌状，称为熔岩流。由于熔浆化学成分的差异，其粘稠性和流动速度亦不同，基性熔浆一般含SiO2较少，粘性小，流速大，酸性熔浆含有SiO2较多，粘性大，流速小。大面积的熔岩流冷凝而形成的岩石为熔岩被。熔岩冷凝过程中，由于岩石导热性和地表形态的差异，可形成波状熔岩、绳状熔岩、块状熔岩、熔岩瀑布和熔岩隧道等各种形态。熔浆可以是在火山爆发时从火山口喷流出来，也可以是沿断裂溢流出来。熔浆的化学成分不同，冷却凝固后所形成的岩石也不同。基性的喷出岩为玄武岩，中性的喷出岩为安山岩，酸性的喷出岩为流纹岩，半碱性和碱性喷出岩为粗面岩和响岩。喷出岩多具气孔、杏仁和流纹等构造。多呈玻璃质、隐晶质或斑状结构。玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩等喷出岩称为火山玻璃岩。广义的喷出岩包括各种熔岩和火山碎屑岩。火山碎屑岩主要是由火山作用而形成的各种碎屑物堆积而成的，往往混有一定数量的正常沉积物或熔岩物质

由于火山喷发的物理化学条件的不同，火山在形态上有多种不同的类型，一般分为三种：

1、盾状火山：由于火山挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆，所以形成的山体具有宽阔顶面和缓坡度侧翼。

2、火山渣锥：火山爆发时，喷出气体携带熔岩滴进入大气，然后在火山口附近降落，熔岩滴在落地之前已经是固体或部分固体了，降落后堆成的山体，就是火山渣锥。

3、复合型火山（层状火山）：一般是火山多次喷发所形成。形成复合型火山的通常是安山岩，但也有例外。

火山喷发出的物质种类：

根据火山喷出物质的物理性质，人们把这些物质分为三类：

1、熔岩：流出地表的岩浆。

2、火山岩屑；火山爆发时，当岩浆接近地面时，黏度过高，气体不易逸出，于是累积的压力越来越大，终于把熔岩炸碎而喷发，浙西喷出的物质便是火山岩屑。从小到大分别称为：火山尘、火山灰、火山弹。

3、火山气体：主要成分是水蒸气，还有二氧化碳、氮气等。大部分水气来自熔岩内部，其它水气来自地表水或地下水。火山气体携带大量火山灰、火山尘等，所以火山气体喷发时就像黑云升起一样。

(壹) 前言

火山（Volcano）的名词来自义大利的"Vulcano"，原是义大利地中海内利巴里群岛（Lipari Islands）一个火山的名称， 后来成为火山代名词。而Vulcan 在古罗马文字中指『火神』。

(贰) 火山形成成因

火山运动和地球内部熔融之流质，所带动之板块运动有密切关系。

板块运动

地球表面及浅处部分可分为若干个大板块。板块包括地壳和地函上部，相当於岩石圈,约100公里厚各板间在其板块边界做相对 运动：一是扩张（Divergence），一是隐没（Convergence）；这就是板块运动。火山活动一般发生在板块交接的地方或其附近，主要分三部分：

板块扩张带:太平洋脊带、大西洋中洋脊带及印度洋中洋脊带的火山均属於此。

板块隐没带:环太平洋带及地中海带的火山均发生在此附近。

热点:位於地函上部，在此可生成岩浆，当板块做水平移动时，经过热点上便有火山生成，这样连续发生会造成一系列的火山， 而火山生成离热点越远者越老。如夏威夷火山群岛。

而板块运动使得岩浆生成并上升，流出地面造成火山。

岩浆的生成和流出

火山活动是指地下深处的岩浆流至地面的现象。而我们所能看得到的火山活动，只是从岩浆流到地面上开始，到活动停止这一段期间的 各种现象而已。在地下进行的活动必须使用其它方法来推测。以下是有关岩浆地下活动：

岩浆生成的场所：岩浆大部分产生於地壳下部至地函上部之间（大约20公里至200公里间），而多在地函上部中。

岩浆生成的条件：地球内部温度的分布，在地下200公里处的温度，据估计在1200℃至1600℃左右。在这种温度之下，该处的超基性矽酸盐矿物大部分不会熔融。因为若熔融，温度必须提高，不然矽酸盐矿物的熔点就要降低。因此岩浆生成的原因有：温度增高、含水量增多、压力减低等。温度增高的方式有： 地函内的热对流，可使部分地函的温度升高；某种应力加强而使部分地函的温度升高。地函内压力减少会使矽酸盐矿物熔融点降低，地函内水分增多也会使矽酸盐矿物的熔点降低等。 地球各地岩浆生成的原因并不相同，即各地岩浆生成机制不同。海洋山脊下的岩浆、大陆边缘下的岩浆、岛弧下的岩浆及大陆下的岩浆，其生成机制都互有差异。

岩浆的上升与成分变化：岩浆内的压力若超过上盖岩层的压力时，岩浆就沿裂缝上升至地面。岩浆在上升期间，随温度及压力的降低，部分矿物开始结晶，而岩浆成分也开始变化。结果流至地面上时，就生成各种火成岩。对於岩浆的上升机制和成分变化（分异作用）也有种种看法，如岩浆生成后直接上升至地表， 茼b上升期间，岩浆成分有的会发生变化，有的不会发生变化；岩浆（原始岩浆）生成后开始上升，但在半途停留一段时间（形成所谓岩浆库，Magma reservoir）后在上升至地表，在此情形下，岩浆成分在原始岩浆上升中、在岩浆库中或第二次上升中都可能发生变化。至於岩浆的停留次数 M成分变化的场所可以做多种考虑。

(参) 世界火山的分布

火山种类

火山一般的分类可以分为：

活火山（Active volcanoes）:现在仍在不时活动

休眠火山（Dormant volcanoes):现在已停止活动,但是缺少侵蚀变化

死火山（Extinct volcanoes）在人类历史上完全没有活动记录,也没有活动迹象

不过休眠火山可以觉醒，死火山也可以复活，故如仅靠过去的记录来区分它，未必十分正确。

火山分布

世界上最主要的火山带，系环绕太平洋的边缘分布，号称「火环」（Ring of Fire），计自南美洲安地斯山脉的智利起，向北经秘鲁、中美洲墨西哥、美国西部卡斯凯德山脉（Cascade range）、西北行至阿留申群岛、堪察加、千岛群岛、日本、琉球、台湾、菲律宾、西里伯斯、新几内亚、 所罗门群岛（Solomon Is）、新喀里多尼（New Caledonia）、及纽西兰等。这一条火环大致和环太平洋的地震带相一致，可称为地壳活动带（Mobile Belt of Earth Crust）。除这一条主要火山地带外，尚有其它六区：

太平洋岛屿区∶包括夏威夷群岛、及南美外海的加拉巴哥斯群岛（Galapagos Is属厄瓜多尔）、侏恩费南迪诸小岛（Juan Fernandez Isles，属智利）。

南洋赤道区∶包括帝文、爪哇、巴里及苏门达腊诸岛。

印度西侧∶阿拉伯地区、马达加斯加岛及东非洲裂谷火山群。

地中海带∶由土耳其极东的阿拉雷特峰（MtArarat）起，向西经义大利至大西洋上的亚速尔群岛、坎奈群岛（Canary Is）等。

西印度群岛火山群。

冰岛及法罗群岛等零星地区。

(肆) 火山喷发形式

1908年克洛克斯（ALacroix）根据火山喷发的方式，将火山分成下列四类:

夏威夷式(Hawaiian phase) 此火山的喷发物为大量基性熔岩流，爆裂活动较少，熔岩自火山口流出，沿火山裂缝的斜坡向下慢流，形成火山岩烬。1942年夏威夷的末纳洛亚 (Mauna Loa)火山的爆发为此种火山范例。据麦克唐纳(GA Macdonald)的描述，该火山的喷发，分三阶段：

炽热熔岩喷出期：第一阶段，共持续数小时，熔岩流堆积形成薄层的熔岩流或低丘。

熔岩漫流期：本期火山口中仍陆续有熔岩流出，使熔岩层及低丘继续加厚。

喷气期：本期火山已成强弩之末，只有气体出现，数量亦锐减。

史冲包连式（Strombolian phase） 义大利西西里岛以北有黎八里群岛，史冲包力火（Strombo-li）为该岛群火山之一； 本式火山的喷发自有史以来一直未停，所喷出的基性熔岩流体较少，酸性碎片物质较多，在空中形成黑烟状云，因经常有炽热火焰喷出，故此火山有海上灯塔之称。

伏尔坎宁式（Vulcanian phase） 伏尔坎诺亦为黎巴里群岛火山之一，但它喷发的方式又和史冲包力火山不同，所喷发的物质富含黏性，一旦接触空气，易凝结成固体，故在两次喷发之间，喷出的岩浆已凝结成硬壳，俟第二次喷发时又将凝成熔岩外壳冲裂成碎片，大量火山灰同大量气体向上冲出，在空中形成黑色花椰菜状云，这种乌云在黑夜易甚黑暗，表示云中物质并未白热化，故缺乏亮光。

皮连式（Neuees Ardentes） 本式火山的喷发较为猛烈，所喷出的乌云最为浓厚，喷发的物质黏性最大，一种极度灼热细灰和较粗的岩石碎片，混合著炽热的气体，合成一种乳汁状的物质，猛烈的向上冲去，形成白热光芒的云，此即著名的皮连云，亦叫做火山云。云中物质极不稳定，黏性亦大，等到积聚稍厚，上浮力 ㄗ洛H继续支持它们在空中漂浮，加上重力的作用，乃以极大速度向下坠落，任何生物触及均将死亡。

(伍) 火山伴生现象

火山熔岩

火山喷发，许多炙热的碎片性物质随之向外抛出，依其大小的不同，计有活山块（Blocks）、火山弹（Bombs）、火山岩烬（Scoriae）、火山砾（Lapilli）、火山灰（Volcanic ash）火山尘（Volcanic dust）等，这些炙热的碎片性物质并不是皆由硬岩碎裂所形成的，其中有许多是由熔化 荦痔巧馍腔痕踬薽嵝陶t凝固所成，炙热的碎片物沈淀於地表后，具有渗透性质易於透水，故其前缘可有泉水露出。火山喷出的熔岩依著地势起伏而向下流动，随流随凝，其凝固的形式有两种：

I绳状熔岩层（Pahoehoe or Dermolithic soildofocation）∶熔岩凝结时彼此绞扭成绳状，或依地势坡度做挂毡状（Tapestry），表面有褶皱，尚未凝固前，含有大量气体向外扩散，故有人称它为活熔岩（Live lava）。

II块状熔岩层（Aa or Clastolithic solidification）:这种熔岩的表面多铁渣岩烬，表面成锯齿状，熔岩中的气体早已逸出，仅由空气填充其间。在火山熔岩流之上，还可生成一些小地形，可列述如下：

凸丘（Tumuli）∶熔岩下方有大量熔岩流向上冲撞，使熔岩外壳发生穹窿作用，熔岩流表面隆起，其生成形状很像岩浆在水平地层下凝结的岩盘（Laccoli-ths）。

挤压丘(Squeeze-ups)∶有黏性熔岩自业经凝固的熔岩硬壳碎裂处喷出，形成小丘，叫做挤压丘。挤压丘体积较大者特名为压力脊（Pressure ridges）。由这些压力脊的横切面可以看出来两侧都很陡峻，有若背斜层的切面，脊顶受到挤压可以破裂，压力脊常做线状排列，和熔岩流的流向平行，故这种挤压丘的形成 当系来自横压力，这种侧部横压力的来源尚未确知。

熔岩泡（Lavablisters）∶熔岩之中含有大量气体，喷发出来后熔岩随即凝固，气体未能完全逸出，在熔岩层中隆起成一个大气泡。

熔岩穴及熔岩隧道（Lava tunnels）∶在玄武岩质的熔岩区，若在凝固的熔岩外壳之下，经常有水流过，可以被侵蚀成熔岩隧道，若所侵蚀之地未能贯穿，则所成不是隧道而是熔岩穴（Lava caves）。这种熔岩穴冬季积水可成冰块，至夏季外界天气暖热然而不易和熔岩穴中的冷空气相置换，故虽至夏季，穴冰仍然存在，特称冰穴(Ice caves）。

火山灰阵

由伏尔坎宁氏及皮连氏火山喷发出来的物质中有大量的火山灰，称为灰阵（Ash showers），灰阵体积较小，可以降落於距火山口较远的区域。1886年纽西兰的塔拉维拉（Tarawera）火山灰阵在火山口方圆三十哩内所降落者为浮石火山粒（Pumiceous lapilli），而在三十哩以外所落者尽属 鶪s灰。火山灰阵於降落地面之后，将原来的地面掩盖，但原来起伏甚大的地形仍隐约可见；火山一般喷发物的凝结层多孔隙，易於透水，故不易在其上发育河流，不过火山灰阵物质细小，不易透水，在地表上可以形 成纤细的水系，经常其冲刷可成恶地形。

火山泥流 火山喷发时常有泥流（Mud flow）伴生。火山泥流的发生，主要是因为：

火山喷发时火山灰降落在冰雪地面之上，促使冰雪溶化，其上的火山灰，伴同融水形成泥流。

在皮连云的沈积物上发生大雨，冲刷可成泥流。

河水和皮连云的沈积物相混合，形成泥流。

火口湖乾涸，底部有火山灰沈积，经水冲刷成泥流。

火山泥流中的物质有漂石及细土，混杂沈积，毫无层次，表面多隆起小丘，有类山崩堆积，泥流顺山坡流动可达数十公里，且可淹没村庄及小农田。

栓塞穹隆

火山喷发时若其中有许多安山岩质的酸性熔岩，具有甚大黏性，则当它向外喷发时不易外流，而在火山口做环状堆积，或使表层岩石隆起成穹隆，这种拱起地形叫做栓塞穹隆，或称火山栓（Plug domes）。若隆起的穹窿顶部有类菌状，称为积状穹窿（Cumulo-domes or tholoids）。而一般 渔窷諈岫b火口区多成圆柱状。栓塞穹窿和火山颈（Volcanic neck）不同，因为前者是由岩浆冲入火山口或是冲至火山口以上堆积凝结而成，故当它生成之初即成隆起，而火山颈是先在火山暗隙中垂直凝结而成，经过长期风化侵蚀之后，始行露出地表。

(陆)火山地形

火山骨架 当火山停止活动以后，侵蚀作用接著即将进行，软弱的沈积物被蚀去，所剩下的尽是些坚硬的火成岩脉矗立地表，此火山地形称为火山骨架（Volcanic skeletons）。火山形成后，首先被侵蚀者即为火山锥（Volcanic cones），锥中含有许多粗大的火山岩质，这些物质易於透水，反而可以 加强它的抗蚀力，火山锥上为辐射状水系，由於山锥坡度颇大，河流易於下切，可形成小峡谷。火山锥经过长期侵蚀之后，只有少数硬岩残余，这些残余地形以火山颈和岩墙峰（Dike ridges）最为常见，岩墙为火山熔岩在垂直岩层中凝结所成，若侵入的岩浆物质数量甚大，所成岩层也亦壮 大，岩墙一般抗蚀力较弱，故可形成岩墙山；但若岩墙山并非十分垂直且具有若干的倾斜，则在外观上颇似猪背崖（Hog backs），二者的区别主要从岩石的性质上著手，岩墙为火山岩所形成，猪背崖则是由一侧陡峻的沈积岩形成。岩墙并不是均可形成山峰，若岩墙的石质比周围的岩层弱， 则易遭受风化侵蚀而成洼地。

火山低洼地形

火山的喷发及陷落，均可在火山口地区形成洼地，综合威廉士（Howel Williams）及查尔加（TA Jaggar）两氏的分类法，可将这些洼地分成三类：

火山口（Craters）

喷发火山口（Explosion craters）

有边火山口（Crater within constructed rims）

陷落火山口（Collapse craters）

火山臼（Calderas）

喷发火山臼（Explorsion calderas）

沈降火山臼（Subsidence calderas）

复式火山臼（Composite calderas）

火山构造洼地（Volcanic-tectonic depressions）

火山口和火山臼都是火山喷发口，但二者的形状不同，故名称有异，它们的差别有：

a火山口面积小，直径往往小於一哩，火山臼的面积大，直径达数哩至数十哩。

b火山口形状如碗，火口崖壁向中央缓降；火山臼如同铝锅，四周崖壁陡峻。分述如下：

火山口

火山口通常在山岭中央者，可称为主火口（Main crater），其在侧面所形成得火山口叫副火口（Pareasitic crater），因一地火山喷发的次数不一，每次喷出的地点亦不完全相同，故往往一个火山有数个火山口。在夏威夷的盾状火山上，有许多小洼池叫做火口穴（Volcanic sinks），此火山口主要是由地下岩浆柱低落坍塌所致，故属陷落火山口。 若一个火山口在另一个火山口内形成，叫做巢形火山口（Nested crater），此火山口的生成是先在一个以生成的火山口中喷发，使原来的火山口扩大，并在旧火山口内造成新的火山口及火山锥，随后就又有部分坍陷下去，形成巢形。巢形火山和寄生火山不同，若 在一个火山体的侧旁亦即火山锥的斜坡上再有火山喷发，形成一个新的火山体，则这个新火山体就是寄生火山；例如阳明山上的纱帽山就是大屯火山的寄生火山，而巢形火山是在火山口内重新喷发所形成的。

火山臼

过去对於火山臼的形成，一般认为是由於猛烈的火山喷发作用所形成的，但现在则认为陷落是其主因。威廉氏认为有些锅状火口是单独由爆发作用所形成，不过它说这种锅状火口甚少，所成的面积亦小。一个火山不论其形状如何，最初的生成都是由喷发作用开始，不过由於火山锥下方的 大量喷发后，导致下方空虚，因而引起锥顶陷落，迫使火山口范围扩大，因而许多火山臼都是先由喷发，后由陷落的双重作用所成，柯顿也认为威廉士和万本米兰（Vam Bemmelan）等人所主张的锅状火口陷落说，应叫做『爆发陷落说』（Explosion-collapse theory）少数火山臼 可能纯由沈降作用而成，在沈降以前或同时，并未有喷发作用伴见。 大型的火山洼地如夏威夷群岛上的莫纳洛亚火山口及吉劳亚火山口，均是纯粹由於岩浆柱向下低降，引起上层陷落而成，因之火山口四周常有断层崖壁伴生，逐渐使火山火口穴壁扩大，形成大型的锅状火口。在沈降锅状火口中，有一种特殊形式，为锅形沈降（Cauldron subsidence）。 若有一块近圆形的岩块，沈陷於岩浆穴中，使岩浆受到挤压而沿垂直裂隙上升，造成环状岩墙，故在锅状火山口区可以发现有被蚀的环状岩墙构造伴同存在。

火山构造洼地

一次火山喷发所喷出的浮石及熔岩物质，为量甚大，这些物质堆积於火山四周，增加对该地区地层的压力，而地层下方因大量岩浆喷出，经此压力遂更易於发生断层或褶皱陷落，造成洼地。印尼苏门答腊岛上有一洼地，威廉式认为是因为大量浮石喷出，引起地层大规模的陷落所成，其中一 茬怳j的洼地，积水形成土巴湖（Lake Toba）。在火山锥的斜坡上，常有许多深沟洼地，称为堑区（Sector Grabens），据推测乃是由於地下岩浆空虚，引起上方地块向下发生断层作用而成，若因断层作用向侧翼方面的移动较大，形成宽沟，则称为火山沟（Volcanic rents）。

火山高原及平原

火山喷发的区域若地势平坦可成熔岩平原（Lava plains），多数的熔岩高原及平原，都是由都是由基性熔岩组成，只有黄石高原和伊格尼布瑞高原富含酸性熔岩及火山凝灰岩。 若熔岩自一个中央火山口向外喷发流动，则所成者应为火山锥及谷状熔岩流，不易摊成一大片，因此这种熔岩外流应是很平静的沿著许多裂缝漫溢出来，始能堆积成平原或高原。桑波瑞认为一个区域的火山喷发是否可以造成平原或高原，端视火山裂缝开阖的持久性而定，若岩层裂缝於张开 嶀@直未闭，则所成者为火山锥或火山穹窿；若旧缝关闭而新缝又开， 熔岩浆可以长期外流但不在同一地面堆积，则所成为熔岩高原或高原；大范围的熔岩高原需要大量的裂缝始能形成，而盾状火山（Shield volcano）的生成，则不需要这麼多的火山口。

(柒) 台湾的泥火山

泥火山的成因与特徵

泥火山的形成，是因为泥浆与气体（如：瓦斯及天然气）同时喷出地面后，堆积而成，外型为锥状小丘，丘的尖端常有凹穴，并间断的喷出气体和泥浆，这些气体常可以点燃，也有自行燃烧数日至数个月的。 泥火山出现的地方常有一些特徵，第一是有泥岩层的分布，供应泥火山喷发泥浆的来源；第二是有天然气的外涌；第三是有断层等通路，允许气体与岩浆的喷出。在台湾本岛适合出现泥火山的地区，主要是台南、高雄及台东县境内泥岩的分布的地区，尤其以背斜构造及断层存在的环境最普 遍。由於背斜地层向上弯曲，造成聚集气体的环境，外型有如一个倒扣的碗。背斜构造的顶端，是受到张力的地方，容易发生裂隙，於是天然气逐渐沿著裂隙外泄。由於泥岩颗粒小，透水性很低，因此泥浆与气体逐渐聚合后的压力必然累积到一定的程度后，才能冲出地面，好像火山爆发的样 子。也因为必须累积气压的原因，泥火山的喷发是间歇性的。 另一种可能找到泥火山的地区，是火山地区。因为这些地方常有喷气孔的存在，只要有泥浆的供应，就能形成泥火山、泥流等地形。 像火山一般，如果喷发泥浆的稠度不同，造成的泥火山外型也会不同：稠性大的形成尖锐锥形丘，叫做喷泥丘；缓丘状的叫做喷泥盾；更平缓的叫做喷泥池；喷泥口径特别大的叫做喷泥盆。 从高雄县冈山与楠梓中间的桥头到它东北方的燕巢一带，是泥火山 经常出现的地方。这个地区的泥火山规则的成东北方向排列，根据地质学家的调查，它们的排列是受制於地面下古亭坑层泥岩里的断层构造，其喷出的泥浆，也大都来自於古亭坑层的泥岩。 泥火山地区的地表，附近多泥流堆积，在高度集中的降雨冲蚀后， 形成了许多恶地小地形。依照恶地地形的发育可以观察到下列现象：泥火山喷泥形成平滑的倾斜边坡，这种平滑坡很快就会被降雨和迳流，冲蚀成破碎地形，如浅沟、小沟及宽广的缓分水界等。继续下去，於是支流形成了， 从丘顶到丘底平行的沟槽及曲流，也都一一出现。故从泥火山继续喷出的曲流，常呈曲流状分布。

台湾的十七个泥火山区

台南县与高雄县的泥火山呈两个带状分布，明显的与背斜构造上部的断层平行排列。大多数的泥火山，分布在新生代末期第三纪上新世至第四纪更新世的地层分布区内。十七个泥火山区简述如下：

螺底山泥火山区：位於高雄县弥陀乡，东北方的泥火山口，属於喷泥洼，西南的火山口，属於喷泥盾。

滚水坪泥火山区：位於高雄县燕巢乡，外型是一个隆起於平原的圆锥形小丘，东边的火山属於喷泥丘，此一火山口东方有休止的泥火山分布，小规模的恶地形发达。

深水泥火山：位於高雄县燕巢乡，包括三个泥火山，顺著深水断层线发育。

乌山顶泥火山区：位於高雄县燕巢乡。这些泥火山的西侧，上面有两个喷泥丘形泥火山，及一个复式泥火山，平顶山上的喷泥丘，喷出的泥流呈舌状体，显示泥流的稠度高。

奥深水泥火山区：平顶地坡边上有两个锥状泥火山丘相邻而立，泥浆稠度高，向外流数十公尺之远。

千秋寮火山区

南势湖泥火山区

小滚水泥火山区：位於高雄县田寮乡

大滚水泥火山区

应菜龙泥火山区

乌山头泥火山区：於高雄县内门乡。

龙船窝泥火山区：位於台南县龙崎乡。

盐水坑泥火山区：位於台南县左镇乡。

杉林乡泥火山区：位於高雄县杉林乡。

盐埕泥火山区：位於花莲县富里乡。

石门外泥火山区：位於花莲县富里乡。

雷公泥火山区：位於台东县关山镇。

(捌) 结语

火山爆发是一种十分复杂的自然现象，我们目前所知非常有限。这份报告里，我们仅就火山的分布、形成原因和一些火山现象作简略的描述，而火山喷发的机制，至今仍有待地质学者的努力。

(玖) 附录

火山连续喷发图(1)

火山连续喷发图(2)

1主量元素

地球化学研究资料表明，地壳中所有的元素，几乎在岩浆岩中都存在，只不过其含量不同，含量最多的是0、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti等元素。这些元素常称为主量元素（major element）或常量元素、主要元素，其总量占岩浆岩总质量的98%以上，其次为P、H、N、C、Mn等。氧的含量最高，占岩浆岩质量的46%以上。岩浆岩的化学成分，常常以氧化物的质量分数来表示（wB，%），岩浆岩中主量元素的含量一般大于01%。

根据大量统计资料，岩浆岩的平均化学成分如表1-2所示。岩浆岩主要由SiO2、A1203、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O等九种氧化物组成，占岩浆岩总质量的98%以上，其含量变化范围是：SiO2为34%～75%，少数可达80%; A12O3为10%～20%，在纯橄岩中较低；MgO为1%～45%,CaO为0～10%，在某些基性岩中（如高铝玄武岩）可达16%以上，铁的氧化物的变化范围为1%～10%，其中FeO一般高于Fe2O3,Na20一般岩石含量为0～10%，在某些纯霞石岩中可高达20%; K2O在白榴岩中可高达20%，但一般岩石中其含量不大于10%，且常低于Na2O的含量。H2O的含量在正常岩浆岩中一般不高于2%，大于2%者常是次生变化所引起的。

表1-2 典型岩浆岩的平均化学成分和矿物成分（%）

续表

（引自Best,2003）

SiO2是最重要的一种氧化物，它是反映岩浆性质和直接影响岩浆岩矿物成分变化的主要因素。因此，根据SiO2的含量，将岩浆岩划分为四大类：

超基性岩类（SiO2<45%）

基性岩类（SiO245%～53%）

中性岩类（SiO253%～66%）

酸性岩类（SiO2>66%）

岩石的酸性程度就是指SiO2含量高低，SiO2含量高，称岩石的酸性程度高、基性程度低；反之称为酸性程度低、基性程度高。岩浆岩中各种氧化物之间的关系十分密切，显示出有规律的变化（图1-2）。可以看出，随着SiO2含量的增加，各种氧化物的含量作有规律的变化：①随着SiO2含量的增加，FeO和MgO逐渐减少，而K2O、Na2O则渐趋增加；②CaO和Al2O3在纯橄岩中含量很低，但在辉石岩、辉长岩中则随SiO2含量的增加而增加，尤其后者更为显著，而后随着SiO2含量的增加又逐渐降低。上述的变化规律与岩石的矿物组成也是统一的。此外，岩石中SiO2含量的多少也称为岩石中SiO2的饱和度，其高低决定了岩石的矿物组合特征（见后续介绍）。

全碱含量（Na2O+K2O）是另一重要的含量指标。为衡量碱度与SiO2含量之间的关系，引入了表示岩石碱性程度高低的里特曼指数（Rittmann index，σ）：

图1-2 钙碱性岩石中主要氧化物含量随SiO2含量变化图

（据邱家骧，1985）

岩石学（第二版）

以上计算中直接带入分析测试获得的某一岩石的主量元素的结果，去掉百分号直接带入计算，需注意SiO2含量＜43%的超基性岩石不进行此计算。按照获得的σ的大小，划分出岩石碱性高低的三个系列，分别是钙碱性岩系列（σ＜33）、碱性岩系列（σ＝33～9）和过碱性岩系列（σ＞9）。这三个岩石系列对应着不同的矿物组合。

此外，主量元素中Al2O3的含量也具有重要意义，控制了含Al2O3矿物的共生组合关系。

2微量元素和同位素

岩浆岩中除含有上述的主量元素外，还含有许多微量元素，也称痕量元素（trace element）。一般微量元素的含量很低，常用单位为ppm或者10-6。微量元素有多种分类方法。例如，一般分为微量元素（Li、Rb、Cs、V、Co、Ni、Cr、Zr、Hf、Nb、Ta等）和稀土元素（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y）。按照元素在岩浆作用中选择性行为，又可以分为相容元素（compatible element，优先进入矿物相）和不相容元素（incompatible element，优先进入部分熔融的熔体中）。在矿床学研究中可以分为高温成矿元素、金属成矿元素、铂族元素等。

在岩浆岩中这些微量元素可以通过各种地质作用富集成矿，如与钠质酸性岩、碱性岩有关的Li、Be、Rb、Cs、Y、Ti、Zr、Ce和F等；与一定化学类型的超基性岩关系密切的有Cr、Ni、Co、Pt等贵金属元素；与花岗伟晶岩关系十分密切的稀有放射性元素如Nb、Ta、Zr、Hf、Th、U等。

此外，岩浆岩中还含有多种放射性同位素（radioactive isotope）和稳定同位素（stable isotope），它们与微量元素一起作为地球化学研究的主要对象，用以研究岩浆的形成、演化过程，探索岩石源区的特征和岩石成因，应用放射性同位素进行定年和地球化学示踪等，在后续的地球化学等课程中会有更多的介绍。

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解析:

熔岩（Lava）： 熔岩是指喷出地表的岩浆，也用来表示熔岩冷却后形成的岩石。熔岩在熔融状态下的流动性随二氧化硅的增加而减弱，基性熔岩粘度小易于流动，酸性熔岩则不易流动。由于熔岩化学成分的不同或火山环境的差异，熔岩有多种表现形式。

熔岩流（Lava Flow）

呈液态在地表流动的熔岩被称为熔岩流，熔岩流冷却后形成固体岩石堆积有时也称之为熔岩流。呈液态流动的熔岩温度常在900°～1200°C之间，如熔岩中气体的含量多，更低的温度也能流动。酸性熔岩粘滞，流动不远，大面积的熔岩流常为基性熔岩。温度高、坡度陡时，熔岩流的流速可达每小时65公里。

熔岩流的形态取决于多个方面，如熔岩成分（玄武岩、鞍山岩、英安岩、流纹岩）、流量、地形和环境等。

Photograph by JD Griggs

熔岩穹丘（Lava Dome）

熔岩穹丘是圆形的、边缘陡峭的丘状物，是由于高粘度的火山熔岩（英安岩或流纹岩）堵塞喷火口所形成。熔岩穹丘顶端一般无火山口，从地下涌来的岩浆挤入熔岩穹丘内部，从而引起熔岩穹丘突起变形。熔岩穹丘的表面是已经冷却的坚硬的熔岩，因此当深部岩浆不断挤入，熔岩穹丘将会爆炸，形成碎屑坑。

Photograph by TP Miller

熔岩管道（Lava Tube）和熔岩隧洞（Lava Tube Caves）

熔岩管道是在熔岩流内部自然形成的管道。当液态的熔岩流流动时，由于表面冷却较快，形成固体硬壳，在表层硬壳的保温作用下，其内部温度高、流速快，从而形成管道。一个大型的熔岩流常有一个主管道和若干小的分支。当火山喷发结束，熔岩供给终止，或上游熔岩流转向，熔岩管道中的熔岩继续向下流动，从而形成排空的熔岩隧洞。一般排空的熔岩隧洞底面平坦，顶部常悬挂熔岩钟乳。

熔岩管道的存在增加了熔岩流流动的速度和距离。早期的熔岩隧洞可能被后期的熔岩流所利用。

Photograph by Yu Yong

渣块熔岩（aa）

“aa”是夏威夷词汇，音“阿阿”，用来描述表面粗糙的熔岩流。这种熔岩流中布满多孔带刺的熔岩碎块，被称为“渣块”。

渣块熔岩是因熔岩在流动过程中，表层熔岩不断固结，固结的表层随着熔岩的流动不断发生脆性破裂，形成“渣块”，“渣块”又有随同液体熔岩翻滚、粘结，形成翻花状。因此渣块熔岩由称为翻花熔岩。

结壳熔岩（Pahoehoe）

“Pahoehoe”是夏威夷词汇，用来描述一种有光滑表面的熔岩。这种熔岩有时呈圆丘状或绳状，也称为绳状熔岩。

结壳熔岩流动过程中表面冷却形成塑性外壳，而内部的熔岩流又不断的挤出形成新的壳体。结壳熔岩经常展现出奇形怪状的形态，常被形容为熔岩雕塑。

结壳熔岩粘度小、易流动，熔岩流表面气孔较少。

Photograph by JD Griggs

枕状熔岩（Pillow Lava）

枕状熔岩是火山在水下喷发形成的，外形 形似堆叠在一起的枕头。

当熔岩从水下流出时，由于快速的冷却使熔岩流表面形成韧性的固体外壳。随着熔岩流内部压力增大，外壳破裂，就会象挤牙膏一样，挤出新的熔岩，随后再次形成外壳。如此循环往复，便产生的枕状熔岩。

地球上的岩石都可以分为三类，火成岩、沉积岩和变质岩。而熔岩是属于火成岩的范畴。

因为岩浆在地幔和下地壳这个地方生成。这个时候，它是液态的，而因为巨大的压力，所以不断的在找寻这地壳的缝隙而冲上来。而当它变成岩石的过程中，是要经过地壳那么遥远的路程，有的时候，冲的不够上来，那么就成为了深成岩；冲的上来点，却没有到地表，那么就成为了浅成岩；那么比较厉害的，就从火山通道或者火山口喷出了地表，成为了喷出岩。而其中的深成岩和浅成岩在地球科学概论中称为侵入岩。

熔岩是喷出岩的一种，是从喷出岩的产状上来讲的，（产状简单的说就是生成的状态），喷出岩的产状可以分成火山锥、熔岩流及熔岩瀑布、岩被（也称熔岩被）。

其次，我们从熔岩的成分上来看，实际上也就是讲的是岩浆岩的成分，不标准的说，也可以说是火成岩的成分。那么从二氧化硅、氧化纳和氧化钾来看，可以按这个标准可以分成超基性岩类、基性岩类、中性岩类、酸性岩类、碱性岩类。而刚才我们已经说过，火成岩有侵入岩（深成和浅成）和喷出岩分类，那么它的命名也是要分的。我们只说喷出岩，而在熔岩也就是喷出岩中，相对应的是苦橄岩类、玄武岩类、安山岩类、流纹岩类、粗面岩响岩类等。那么在看**的时候，我们又怎么知道它是什么岩呢，这个需要专业的锻炼，当然，有个简单的方法，缓缓流的是酸性岩浆，流的快的是基性的，因为粘度和岩浆本身温度不同的问题咯，这也是为什么黄山之类的会有岩柱岩针之类的东西，花岗岩是酸性岩浆，流的慢，然后一喷出来就固住了，成为了这种形状。而在峨眉山之类的玄武岩（基性岩类）的就不会出现这种。

最后，回到那个最基本的问题，既然熔岩是从岩浆的概念中提炼出来的，那么岩浆又是怎么产生的呢？各类岩石在地下深处被高温融化,又成为岩浆回到地球内部。我只能用这个比较简单的答案来回答你。因为这个牵涉到的是板块运动和岩石学的问题。

至于板块运动，我们可以从太平洋板块看到，洋中脊有岩浆涌出来，然后推动着板块向边缘移动，而在欧亚大陆和太平洋板块的交界处，因为它移过来，我们的欧亚大陆板块就忍让着让它往下俯冲，那么俯冲下去的岩石怎么办呢，就在深层的地方融化成了岩浆，然后又往太平洋中间那个喷出的地方去补偿，就成为了一个循环。我举这个例子，只是想说明物质守恒，也想说明一下岩浆的生成过程的一个部分。因为岩浆不一定是火成岩变成的，也可能是变质岩也可能是沉积岩，这个在岩石学的混合岩这块可以具体学