第 3 章 火山作用

最广义的火山作用一语包括固体、液体或气体物质被迫进入地球的壳部，或者溢出到地表上的全部过程。无论是哪种情况，这种活动都可能对地表特征有深刻的影响。挤进地壳的物质（称为侵入岩）后来可能受到剥蚀而暴露出来，而到达地表并在那里凝固成喷出岩的熔融岩石和其他物质，可能形成从小火山锥到广阔的熔岩席的不同地形。地壳以下的熔融岩石物质—— 岩浆通常由于上面的压力而保持明显的固体状态，但当地壳运动使压力局部减小时，就可能导致各种火山现象。人们推断，这种活动既与地壳运动时期有关，也与主要的地壳不稳定地区有关。

火山作用的侵入形态

迫使熔融岩浆进入地壳首先取决于其流动性的大小，其次，取决于脆弱面的性质（如节理和断层，或者背斜顶部的裂隙和裂缝，岩浆能沿裂隙和裂缝挤入底辟侵入）。有流动性的岩浆流得较远，成为一个薄层；而较粘滞的岩浆则迅速凝固，形成穹丘形或透镜状岩体。图 26 所示即为主要的侵入形态。

（Ⅰ）岩墙 岩墙在岩浆通过近乎垂直的裂隙，凝固成不规则切入围岩层面的岩石“墙”时形成。有时，岩墙呈一大“群”地出现，在苏格兰西北部，特别是在马尔岛和阿伦岛上，可以发现上百个平行岩墙（照片 15）。在阿伦岛南部，岩墙贯穿三叠纪砂岩围岩，从海滩的悬崖上穿出。在经历过剥蚀的地方，岩墙或者像一堵墙那样挺立（这里岩墙的岩石比围岩坚硬，如约克郡东北部的克列夫兰岩墙和阿伦岛的部分粗玄岩和花岗岩岩墙）；或者被蚀去，形成窄长的沟状洼地（照片 17，18）。两列令人注目的岩墙从新墨西哥州形状奇特的船石峰（Ship Rock Peak）向正东和正南放射出去，形成长度分别为 3 米和 8 米的高低不平的墙，屹立于周围切割高原之上 60—90 米

（200—300 英尺）。有时，一个岩墙带可能包围着一个大致呈拱形的圆形或穹丘状侵入体；这些岩墙称为环状岩墙。形成侵入体的岩浆似乎曾向上、向下施以压力，于是形成裂缝，这些裂缝后来又充填了岩浆（这个过程称为岩浆侵进作用）。如果裂缝在断面上是垂直的，就形成环状岩墙，但是如果它们往内向侵入体的顶部倾斜，它们就称为锥形岩席（Cone Sheet）。这些岩墙一般经常是有联系的，出现于马尔岛、斯凯岛、阿伦岛和北爱尔兰。

（Ⅱ）岩床 岩床是由整合地挤入层面之间的岩浆凝固而成的水平岩席，它们可能具有不同的厚度，伸展若干平方公里。英国最突出的例子是由粗玄岩组成、厚度从 l—70 米（2 或 3 英尺—240 英尺）不等的大温岩床。它以一系列的透镜体从法恩群岛和诺森伯兰郡北部海岸（照片 16）呈斜线穿过英格兰北部到高踞于伊登河谷的奔宁山脉西缘，伸展约 4000 平方公里（1500 平方英里）。同时可见温岩床顶部和底部的唯一地点是诺森伯兰的里特白宫采石场（Ritton WhiteHonse）。其尖削的边缘在许多地方因剥蚀而出露，例如在诺森伯兰的面朝北的温岩床与哈德里恩岩壁（Hadrian’sWall）相邻接一段距离的地方。其他的实例包括爱丁堡附近的索尔兹伯里巉

图 26 火成侵入所形成的地形

  1. 岩墙；2.岩床；3.岩盖；4.岩栓和岩盖；5.岩盆；6.岩鞍；7.岩基。

图 27 新泽西州的帕利塞德岩床

崖（照片 19）和俯瞰巴茅斯河口的卡德伊德里斯崖壁。苏格兰西部和西部群岛岩床众多，有时厚度达 30 米（100 英尺）。在斯凯岛西北部高踞于布拉克代尔海湾的地方，一些接近水平的岩床形成一系列高 450—490 米（1500— 1600 英尺）的平顶山丘——麦克尔欧德平顶山（Macleod’ s Ta-bles）。另外，刘易斯岛东南海岸附近希恩特群岛中的两个岛加布艾伦（ Garbh Eilean）和埃伦安提格（Eilean an Tighe）（现在被粗砾海滩连接了起来） 是一个粗玄岩、正长岩和其他火成岩厚层岩床的若干部分。在北美洲，帕利塞德岩床沿哈得逊河西岸延伸 80 公里（50 英里）以上，这个岩床厚 300 米

（1，000 英尺）（图 27）。

（Ⅲ）岩盖 岩盖的名称源于希腊语的两个词，意为“石池”。这些岩体生成于舌状横向粘滞岩浆侵入体迫使上覆地层成为穹丘的地方，侵入体由侧部的岩株或岩栓得到补给。在最简单岩盖中，岩浆凝固成一个饼状体，但是在主岩盖四周常常有附属的岩盖，或者几个岩盖可能一个叠在另一个之上，形成“雪松”岩盖。典型的岩盖实例位于犹他州南部科罗拉多河以西的亨利山，G.K.吉尔伯特于 1875—1876 年曾对此作仔细研究，并于 1877 年发表了一个研究报告。他划分出 5 组岩盖（图 28），都是挤入从石炭纪到白垩纪的砂岩中间的粗面岩体。它们的形态各不相同，有相对简单的如南部的埃尔斯沃恩峰，它是一个大岩盖；也有北部由一群约 30 个岩盖组成的埃伦山，

它是这一组中最高的山（3540 米，即 11615 英尺），比周围高原表面约高 1500

米（即 5000 英尺）。希勒斯峰由一个岩株和 8 个小岩盖组成。山丘已遭受到严重的剥蚀作用，岩盖以及与之有关的岩墙和岩床，反映了剥露作用和剥蚀作用的不同阶段；有些仍然覆盖着上拱的沉积地层，另一些部分出露，还有一些像埃伦山和希勒斯峰那样已完全出露，并被切割成崎岖的山峰。另一个极引人注目的无覆盖层岩盖的例子，是犹他州的纳瓦霍峰（3166 米，10388 英尺）。特拉勃莱因劳（Traprain Law）以较小的规模形成了东洛锡安郡的一个突出的山丘，构成斯凯岛黑库林山的饼状辉长岩体，被认为是岩盖。

图 28 犹他州的亨利山

左图表明 5 个主要岩盖组的位置。右上图是希勒斯峰岩盖群的大势，右中图是它的剖面图。上水平线绘出白垩系的底面，中水平线是侏罗系底面， 岩盖便侵入这些岩石之中。右下图是业经恢复的霍姆斯峰剖面图。

有时，把岩鞍和岩盖加以区别。后者有“起泡的”水平地层，而前者或出现在褶皱地层中背斜的顶部或向斜的底部。什罗普郡的考因顿山（Corndon Hill）可能是一个岩鞍。

这种侵入体形态的另一个种类是岩盆，它是形成巨大浅盆地的碟形岩体。例子有特兰士瓦的岩席（布什维尔杂岩（Bushveld Complex）），美国怀俄明州黄石国家公园的流纹岩高原（图 37）和苏必利尔湖西南的德卢斯辉长岩体。

在侵入岩具有很大的垂直幅度时，采用深成岩株或岩栓两术语。上覆的地层被拱了起来，但岩体侧部陡急地下扎到还未知的深度，它与相对“浅” 的岩盖本身不同。亨利山脉的希勒斯峰具有这个性质。另一突出的例子是黄

石国家公园的霍姆斯峰（3155 米，10350 英尺）。这里的上覆地层不仅被上拱了起来，而且在四周发生了断层。

  1. 岩基 岩基是巨大的岩体，处于山脉的核部，它们是由于大规模的深位运动而形成的，所以大片岩浆缓慢地冷却，形成结晶体大的岩石（如花岗岩）。后来，它们由于长期剥蚀作用而出露，成为广大的高地。岩基的边缘陡削地下降到未知的深度，而侵入体与之接触的围岩常常由于热力接触而变质。岩基的例子很多——西南半岛和锡利群岛的花岗岩体、爱尔兰的威克洛山，布列塔尼高地形成了突出的地形（图 30）。后者大致由东到西沿老褶皱山走向线延伸，并且已经受剥蚀而出露，形成急剧下降到较低古沉积岩地区的平顶高地。已知最大的岩基，过去认为是在不列颠哥伦比亚省，但是现在认识到，这个岩体是由从下侏罗纪到新生代的几个不同时期侵入的一系列单个岩体构成，这些单个岩体有时甚至曾相互侵入。它们形成长条形，主要为石英闪长岩的岩体，称为沿海侵入体。

岩瘤或岩株是两种类似的小侵入体：岩瘤是平面上多少呈圆形的岩体，例如沙普花岗岩地区和阿伦岛北部花岗岩地区（图 29）；岩株比较不规则。与岩基边缘有关联的是称为伟晶岩的小侵入体，它们是特别粗的火成

岩，特点是晶体非常大。它们大概代表岩浆固化的后期阶段，也许岩浆里面有极热的水，使其曾保持活动状态。

岩基形成的机制尚未完全搞清楚。一个理论，是火成岩的底辟约沿着“板块边缘”向上挤入了较脆弱的地层。另一个理论是“火口沉陷”或“吞没” 的理论，一大块围岩以这种方式陷落和下沉到下伏的岩浆之中。小规模的这种过程称为岩浆顶蚀作用。围岩可能已被花岗岩岩化过程吸收，或者甚至被这个过程转化为岩浆。有时，在岩基上部有变质的围岩碎片（捕虏岩）。

火山作用的喷出形态

喷出物质 火山由地壳表面的火山口或孔道构成，喷发时，物质被迫通过火山口或孔道。这些物质或在火山口四周堆积起来，形成形状大致为圆锥形的山丘；或者在周围岩石上广泛流溢，成为面积广大的水平岩席。由火山作用形成的地形主要取决于喷出物质的性质。在不同的情况下，和一次喷发的不同阶段中，喷出物的性质也是有变化的（照片 21—23）。

  1. 气体 在喷发过程中喷射出来的气体有硫和氢的气态化合物和二氧化碳，不过大部分直接散逸到大气圈之中。据认为，熔融岩浆中含有的气体之间的相互作用，在上升的熔岩中产生巨大的热量，从而在火山口熔岩池内维持着高温。1902 年西印度群岛皮利峰和苏弗里耶尔火山的喷发，伴随着大量气体和炽热的细熔岩碎屑（a nuée andente）的喷出，熔岩碎屑物滚下山坡，造成了巨大的生命损失。人们已注意到，1915 年 5 月，加利福尼亚北部的拉森峰发生了同样的现象，“巨大热爆炸”猛烈袭击一个森林地区，折断成千棵树干，形成一个“被劫掠的地区”。今天，这个

图 29 阿伦岛

主要花岗岩体的范围以粗断线表示，不过它在经受着有厚层冰碛覆盖的冰川谷的深度切割。再向南较小的“中央杂岩”未予表示。

山峰的缩语如下： AC —阿奇尔（ A ’ Chir ）； BB —本帕尔伦

（BeinnBhar-rain）；BT—本塔尔苏恩（Beinn Tarsuinn）；CA—凯斯蒂尔阿布哈尔（CaistealAbhail）；CF—凯斯蒂尔安未亨（Caisteal an Fhinn）； CM—瑟福尔（Cir Mhor）；GF—戈特山（874 米，2，866 英尺）。 “被劫掠的地区”仍然可以清楚地看到。

水蒸气可能来自地表水，如火口湖或海里（火山接近海岸时），但是大部分可能来源于岩浆中存在的水。这些水蒸气的膨胀力，以及所包裹着的气体的膨胀力，可能主要地、大大地加强火山的作用过程，特别是在喷发具有爆炸性或阵发性的时候。大量的水蒸气常常凝结成云，然后形成暴雨，引起泥流。

  1. 固体 当喷发伴随有一系列爆炸时，一般称为火山碎屑的固体物质就被抛射出来。这些物质可能包括在穿过地壳的火山管爆炸时破碎的围岩碎屑，前一次喷发并在火山管冷却的固化熔岩的角状碎屑，和较细的物质，如火山渣、浮岩、火山砾、尘和“灰”——此词用得不当，因为它不

图 30 英格兰西南半岛（上）和布列塔尼（下）的花岗岩岩基花岗岩体用黑色表示，注意布雷顿岩基沿阿摩里克褶皱走向线的排列。

是燃烧的产物，而是由熔岩细颗粒组成。

哥斯达黎加的伊拉苏火山（3432 米，11260 英尺）近年来提供了一个喷射灰的突出例子。这座火山 1963 年 3 月以前一直在休眠。它并不溢出熔岩， 但它持续不断地将酸性干灰喷洒在一个 650 平方公里（250 平方英里）的地区，包括首都圣何塞。用一名记者的话来说，灰到处都有，“就象深厚的黑雪，有几个地方黑雪被吹积成了沙丘”，大面积地区的农业遭了殃，城市中的状况与有严重烟雾的情形差不多。

较粗的碎屑形成角砾岩，而较细的物质可被松散地胶结成凝灰岩。有时， 少量的液体岩浆被抛上天空，还未落到地面就被凝固成叫做“火山弹”的球状体。其他物质撞击地面前都保持液态，它们后来落地、凝结，形成高 3—6 米（10—20 英尺）的寄生熔岩锥，如在亚利桑那州的森塞特火山口附近就有。

经常与喷发一同发生的暴雨，偶尔促使细尘流下山坡，成为泥流。公元79 年，维苏威火山喷发期间，赫库兰尼姆便被埋在这种泥流之下。拉森峰的喷发（上文已提到）也产生了巨大的泥流；因喷发的热量熔雪而生成的水， 与细灰混合，形成泥浆，泥浆携带着火山渣和大熔岩块，呈厚 6 米（20 英尺） 的泥流流了约 30 公里（18 英里）。泥流的推动力使之越过一个 45 米（150 英尺）的高地。

  1. 液体 通常，喷发最重要的产物是熔岩，即到达地表的融熔岩浆。火山锥的形态在很大程度上取决于这些熔岩的性质，喷发的性质也在某种程度上取决于熔岩的性质。有些熔岩含有许多熔点高的二氧化硅；它们非常粘稠，凝固迅速，因此流不远。富含硅质的熔岩形成高耸、边坡陡峭的火山锥， 而且它们可能在火山口凝固，反复引起爆炸性喷发。而当熔岩含二氧化硅较少，但富含铁、镁矿物时（即玄武岩熔岩），熔岩熔点低，能容易地流动很长的距离后才凝固。这种熔岩易于形成直径巨大、极为扁平的火山锥。另外， 由于从火山口出来的熔岩流不受阻碍并到处流动，因此喷发是宁静的，没有剧烈的爆炸活动。熔岩的流动性也随熔岩体中溶解的气体量而有变化。在夏威夷，含有气体的熔岩在 850℃的温度下保持着流动性，而其他不含很多气体的熔岩在 1200℃就凝固了。促进熔岩流动，借以将灼热气体与细粒熔岩混

合的过程，称为流体化。这个过程通过物理和化学两种途径，能进一步产生使裂缝形成和扩大的结果，因而形成火山管，例如南非的金伯利地区和联邦德国的斯瓦本汝拉山就有这样的火山管。

熔岩凝固时，它可能形成若干种形态，其中有一些由于火山学研究曾在夏威夷进行而以夏威夷名称命名。块熔岩型（aa）凝固成为外形呈凹凸不平、有棱角炉渣状的不规则块状岩体，是气体从熔岩内猛烈逸出和硬化，而地壳下仍呈熔融状物质的拖曳作用的结果。绳状熔岩型（pahoe-hoe）具有熔岩处于高温时形成的多皱褶、“绳状”或“起棱纹”的表面，但是气体的逸出是宁静的，熔岩流的凝结是平稳的。枕状熔岩可能是在水下呈一大堆睡枕状固结而成，特别是形成玄武岩和安山岩一类基性熔岩。加拿大地盾有些枕状熔岩年龄为 28 亿年，是已知最古老的熔岩。通常玄武岩固化成极为明显的圆柱形，这是六边形节理形成的结果。

火山的类型（图 31） 两个主要的喷发形式是：（i）中心型，即喷发活动由一个火山口或一组密切相关的火山口进行；（ii）线型，即熔岩沿一脆弱线喷出，或者由整个脆弱线同时喷出，或者时常沿此线喷出。这两种情况下所形成的地形的特征取决于喷发的性质和喷出物质的种类，但是后来的剥蚀作用可能会大大改变原来的火山形态。

  1. 在爆炸火山口中 有一个炸穿围岩的小洞，岩石碎屑构成的一个低火山圈环围绕着这个小洞。冰岛克拉布拉火山的火口坑有时有沸腾的泥浆； 其中之一是赫尔维蒂（Helviti）（“地狱”），直径 360 米（1200 英尺）， 含有沸腾泥浆达一个世纪，不过今天，水色清洌而且仅呈温热状，无火山活动迹象。

在莱茵河中游高地的艾费尔地区，有许多小火山口。一些火口内有湖泊

（低平火山口）（照片 66），如普尔沃火山口湖（Pulvermaar）和拉切火山口湖（Lachermaar）；前者深 76 米（250 英尺）。

  1. 火山灰锥和火山渣锥 固体物质的碎屑在火山口四周堆积起来形成火山锥，其形状取决于物质的性质，但是由于接近基部的物质向外扩散， 它通常是下凹的。在美国西部，有许多火山灰锥和火山渣锥，据认为，它们是在火山活动的一个晚期阶段形成的。例如，喀斯喀特山脉南段的纽贝里峰是一个熄灭了的熔岩穹丘，高 1200 米（4，000 英尺），直径 32 公里（20 英里）；在其侧部有 150 个寄生火山渣锥。在爱达荷州穆恩火山口有一整套的这些地形；高 240 米（800 英尺）的大渣山（Big Cinder Butte）、因费尔努锥（Inferno Cone）、大火山口（Big Craters）的三重锥以及其他许多地形，高耸于 200平方公里（75 平方英里）翻着泡沫的熔岩和橡皮状渣块之上。森塞特火山口是亚利桑那州弗拉格斯塔夫附近高约 30 米的一个对称渣锥，作者曾多少有点吃力地登上其顶部。顶部的渣块呈粉红色，因此得名（森塞特，Sunset，日落之意）。冰岛也有许多例子；在雷克雅未克附近的拉沃霍拉（Ravoholar），有 90 座高 35—45 米（120—l50 英尺）的这种火山灰锥。那不勒斯以西努奥

沃峰（Monte Nuovo）的灰锥是一个极好的灰锥实例，它三天就增加到 140 米（450 英尺）以上高度；这是一次喷发的结果。1937 年，俾斯麦群岛布兰奇湾拉包尔附近的一个灰锥

图 31 火山地形

1.火山灰锥；2.富硅质熔岩穹丘；3.玄武岩熔岩“盾”；4.老火口圈内

的次生火山锥；5.复合火山；6.破火山口；7.因剥蚀作用而暴露的火山塞或颈；8.火口湖。

（现命名为武尔坎）增高得更快；第一天，它达到 180 米（600 英尺），三天达到 225 米（740 英尺）。还有，墨西哥的帕里库廷火山，1943 年在一块田地中间第一次喷发，一年内形成一个高 325 米（1066 英尺）的渣锥；后来， 它开始溢出熔岩流，其中一条熔岩流吞没了 5 公里（3 英里）远处的圣胡安村，现在这里只有一座教堂孤寂地矗立在固体熔岩上；9 年以后，活动遽然停止。几座大火山锥似乎完全由火山灰构成；危地马拉的富埃戈火山，高度为 3350 米（11000 英尺）（照片 21）。

  1. 熔岩锥 在无爆炸活动也没有碎屑固体物质的地方，熔岩平静地由火山口流出形成按熔岩性质而变化的火山地形。粘滞的熔岩流不远，所以形成主要由流纹岩、英安岩或粗面岩构成的边坡凸出且通常无明显火山口的陡峭穹丘。法国中央高原奥弗涅山的租面岩便形成这样的穹丘（图 44）；最高的“死火山锥”多姆山（1465 米，4806 英尺）是一个例子。对称型的大萨尔科伊山和其他一些死火山锥可能是内部的压力形成的。表面熔岩层固结， 而不能到达表面的熔岩继续上涌，结果把这些熔岩层向外推移。因此，内部膨胀使穹丘形更加明显。这有时称为累积火山穹丘，或者叫做（特别是在印度洋留尼汪岛）圆丘。如果这种穹丘形成于现存的火山口，就称为累积穹丘

（一种火山），如 1956 年在堪察加形成的别济米安纳（Bezymianny）。拉森峰提供了一个由极粘稠熔岩构成、具塞状特征的穹隆火山实例；大

约 5000 年以前，当粘稠熔岩垂直向上拱起时，凝固成了英安岩和流纹岩。火

山塞约 5 年左右即上升到 760 米（2500 英尺）高度。其顶部形成了陡峭的英安岩火山栓，火山栓迅速地碎裂，因而岩石碎屑覆盖着斜坡，以致火山塞仅能在几个地方看得到。然而，拉森峰的外貌极不寻常，其顶部达到 3186 米

（10453 英尺）；岩塞穹丘通常没有火山口，但 1916 年发生了一系列的喷发， 拉森峰现在有 4 个明显的火山口。

一些更加粘稠的熔岩可能缓慢地被挤压出去，形成巨大的“火山栓”。马提尼克岛的皮利峰是极为引人注目的一个火山栓实例；由于 1902 年的喷发，大量的粘稠熔岩被挤压到原峰顶以上 210 多米（700 英尺）的高度，但大部分被后来一年中冷却时的收缩和迅速的风化所破坏。危地马拉的桑蒂亚吉托（Santiagito）岩塞于 1922—1924 年间形成，高 460 米（1500 英尺）。

怀俄明州的魔塔村由一个响岩-斑岩体构成，据认为，它们曾向上挤穿佚罗纪和白垩纪的砂岩和石灰岩，以引人注目的五边形柱体凝结起来（图 32， 照片 20）。它现在形成了极壮观的外形，突兀地高出 180 米（600 英尺）以上，其最高处为一平坦表面，高 1560 米（5117 英尺），面积 0.4 公顷。

玄武岩熔岩能流动很长的距离。因此，夏威夷的巨大火山的火山锥坡度很小。冒纳罗亚火山具有浅阔的火山口，周长 16 公里（10 英里），火山口边缘的坡度只有 6°，但它在海平面的直径约有 110 公里（70 英里）。山顶部海拔 4171 米（13680 英尺），而从洋底的火山基部算起，全部高度约为 9750 米（32000 英尺）；基部直径肯定至少有 500 公里（300 英里）。冒纳罗亚火山仍然在活动，在过去 50 年中，大规模熔岩流流溢了 6 次。

1926 年，一条大熔岩流流到西南海岸，毁掉了一个村庄。以北 50 公里

（30 英里）的冒纳凯阿火山为夏威夷的最高峰（4206 米，13796 英尺），系死火山。这种玄武岩熔岩锥叫做盾火山。

冒纳罗亚火山有一有趣的外形特征，即在其东南侧，离山顶 32 公里（20 英里）处另有一个基拉韦厄火山锥，其顶部超过 1200 米（4000 英尺）。它的火山口直径为 5 公里（3 英里），其底部遍布着沸腾的熔岩池。

  1. 复合火山锥 最普通、典型的火山可能是由于在漫长时期内多次喷发形成的复合火山锥（在美国叫层火山）。这一类型包括世界上大多数最高的火山。主火山锥由为主火山管所补给的灰和熔岩层构成，主火山管在火山口中高度最大。有时，较新的一次爆发能炸掉火山锥的顶部，从而形成一个大得多的火山口，在其中，可能会生成一个次生火山锥（照片 22），也许在侧部形成寄生火山锥。西西里岛的埃特纳火山，山坡上有几百个次生火山锥。它最近一次喷发是在 1971 年 4 月，喷发时，它的侧部形成了几个喷发口，从中流出了熔岩。天文台和缆车铁道的上段被毁，有些位于高处的农田被熔岩覆盖。5—6 月的第二阶段活动主要与灰的喷出有关。中心的主锥仍然保持完全宁静。一些火山有几个主锥，因此可以称为“多锥火山”。新西兰的相邻的鲁阿佩胡火山和汤加里罗火山具有这个性质。

斯特龙博利火山位于意大利“足趾”以北的利帕里群岛。它的喷发经常而温和，常常间隔 1 小时或不足 1 小时，而灼热熔岩在火山口上空的烟云和凝结出的水汽上映照出的彩霞使之有“地中海灯塔”之称。

相反地，许多火山经历了阵发性质的反复喷发。在一段长时期的宁静以后，便发生猛烈的喷

图 32 怀俄明州魔塔村的横断面

地表以下所发生的事尚不清楚，因此打了问号，但是可能岩体变细成为窄管，熔融的岩浆便由此向上移动（参见照片 20）。

发，这可能是由于固体熔岩塞的增大，而其下岩浆有大量气体，积聚了巨大的压力的缘故。公元 79 年，维苏威火山的喷发是一个例子；其火山口大部分被炸飞，庞培城被掩埋在岩屑之下。这个破裂的火山口环称为索马山，而此后还在其中堆积了一个新的火山锥和周长约 1.6 公里的火山口（照片 22）。最近一次大喷发是在 1944 年 3 月，当时 8 公里宽的熔岩流沿山坡流向沿海平原，毁灭了圣塞瓦斯蒂亚诺（San Sebastiano）小镇。用《泰晤士报》记者的话来说，这条熔岩流现在象一条可怕的受了伤的黑蛇，一声不响、一动不动地躺在树丛之中”。

术语破火山口或底沉陷火山是指爆发性喷发炸去以前火山锥顶部时依然存留的巨大浅洞穴。1883 年，发生了可能是最近时期最大的一次喷发，当时， 有一群岛屿（是爪哇和苏门荅腊之间巽他海峡内的一座古火山的破火山口） 被卷入一次大爆炸之中，使主要岛屿喀拉喀托岛（Krakatoa）的大部分无影无踪。欧洲最好的破火山例子是冰岛中部的阿斯恰火山口，其中有巨大的厄斯克湖（图 33）。这座火山最近于 1961 年喷发。俄勒冈州的火山口湖（图104）占据着直径几乎达 10 公里（6 英里）的一个破火山口，这一破火山口是至少高出 1800 米（6000 英尺）的一座山峰的残体，一个较近期的小火山锥出露水面，成为维托德（Wizard）岛；此湖最大深度约 600 米（2000 英尺）。亚丁（现南也门）的火山口城是建于一个长期熄灭的破火山口内。阿拉斯加有两个大的破火山口——阿尼亚查克火山口和加尔特斯火山口（Galtes）， 前者直径 11 公里（7 英里），深 900 米（3000 英尺）。据说世界最大的破火山口是日本的阿苏山，其周长 112 公里（71 英里），最大宽度 27 公里（17

英里）。

1912 年，在阿拉斯加西南部形成了一个大破火山口，当时，一次猛烈的喷发炸掉了卡特迈火山的顶锥。曾经为冰川所包围、海拔 2285 米（7496 英尺）的山峰，变成了直径 4 公里（2.5 英里）的破火山口。破火山口许多地方的顶部边缘高低不平，海拔仅达到 1400 米（4500 英尺）。火山口底部在顶部边缘以下 460—1070 米（1500—3500 英尺）；积水形成了一个深度近 150 米（500 英尺）的湖泊。

但是必须指出，有些破火山口的形成不是由于爆发性的喷发，而是由于“火山口沉陷”（在介绍基岩时曾提到）。至于俄勒冈州的火山口湖（图 104），大量的物质一定已被蚀去，否则就难以解释，因为在现在的边缘附近很少或者没有碎屑物质。

(V）裂隙喷发 在最大规模火山活动的例子中，有一些是在熔岩沿着围岩上的单个裂隙或一系列平行裂隙上涌的时候发生的。通常没有爆炸活动， 尽管 1886 年新西兰的塔拉韦拉火山发生

图 33 冰岛阿斯恰破火山口

阿斯恰破火山口在瓦特纳冰原以北，由一圈凝灰岩山所包围的熔岩平原组成，凝灰岩山高于周围地区约 700 米（1150 英尺），高于火山口底部约 350 米（1150 英尺）。东南部是深 168 米（550 英尺）的厄斯克火口湖。厄斯克维蒂（Oskjuviti）是破火口底部的火口坑。它 1875 年曾经喷发，流出大量

的灰和浮岩，毁坏了冰岛许多农场；有些灰在喷发 24 小时后落到了斯德哥尔摩。后来，有过几次从小裂隙和火山口流出熔岩流的现象。这些熔岩流用黑色表示。破火山口西南部的大熔岩流发生于 1922 年。阿斯恰火山 1961 年 10 月再次喷发。

一次裂隙喷发时伴随有爆炸和灰的喷射。熔岩通常平静地涌出，把原先存在的地形掩盖在玄武岩被之下。这些岩被与火山口没有明显的关系，而是出现于地壳张力产生熔岩由之溢出的裂隙地区。熔岩高原可能由一系列熔岩流构成，厚度相当大（图 34）。爱尔兰西北部的阿特里姆（Atrim）高原，和赫布里底群岛、法罗群岛、冰岛、格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和扬马延岛的部分地区，是覆盖西北欧大部分地区和大西洋-北冰洋地区的一个下沉玄武岩地区的残体，大概有 155 万平方公里（60 万平方英里）。面积 4000 平方公里（1500 平方英里）以上的阿特里姆高原在中心部分略有下沉，形成内伊湖位于其中的一个浅洼地。在阿特里姆的一些部分，熔岩覆盖了从前的一个白垩景观， 在沿海许多地方的崖壁坡面上可以看到黑色玄武岩覆盖于因接触灼热熔岩而受到烘焙的白垩之上。贯穿白垩的垂直玄武岩岩墙可能表示熔岩由之上涌的裂隙所在。另一个玄武岩高原位于印度的德干西北部，面积约 65 万平方公里

（25 万平方英里），许多地方厚度达到 2100 米（7000 英尺）。这并不是由一次溢出形成的；钻探表明，有 29 次不同的熔岩流。其他玄武岩高原有东北非的阿比西尼亚、阿拉伯半岛西部一些部分、美国西北部的哥伦比亚河和斯内克河地区。在斯内克河地区，斯内克河已向下切穿多层玄武岩达到古地表

（有一个地方，即在俄勒冈和爱达荷州边界的斯内克河峡谷，深达 2400 米，

7900 英尺），而在其他地方，山峰突兀于玄武岩

图 34 玄武岩高原

玄武岩流用黑色表示

之上，就像冰原岛峰突出于冰盖之上一样。熔岩高原可能遽然终止，形成陡峭的边缘，例如在南非德拉肯斯山脉东坡和规模较小的斯凯岛和拉姆沿海。冰岛上的裂隙喷发具有一个颇为不同的特点。 1783 年，除了熔岩从沿

30 公里（20 英里）长裂隙的许多地点溢出以外，沿裂隙线还形成了一连串的灰锥（图 35）。

（vi）小的火山地形 可以区分出多种多样的小的火山地形，但是通常不一定与接近熄灭的火山有关。硫质喷气孔（Solfatara）是仅仅喷出水汽和气体的火山，这个名称来源于那不勒斯以西弗莱格雷营地区的一座火山，12 世纪末以来它没有发生过一次大喷发。这个火山口的底部相对较凉，人可以在上面到处行动，尽管到处都有沸水池；但火山口周期性地喷发水汽或含硫气体。术语硫质喷气孔通常只限于喷发的气体属含硫气体的情况，而喷气孔

（fumarole）一词则用于蒸气和其他气体的喷发。喷气孔最著名的例子也许是在阿拉斯加的“万烟之谷”。专门名词碳酸喷气孔（mofette）特指喷出二氧化碳的喷气孔。实例可以在弗莱格雷营地区、奥弗涅山脉和爪哇看到。

温泉和间歇泉 在一些与过去或现在的火山活动有联系的地区，主要的产物是热水。它可能以温泉的形式持续不断地流出，含有呈溶解或悬浮状态的矿物质，这些矿物质可能呈石灰华壳

图 35 冰岛拉基火山的裂隙喷发

图上绘出了瓦特纳冰原。其位置见图 36。

（碳酸钙）或硅质泉华（硅华）的形式在地表水池的四周沉积下来。已经知道冰岛有数千眼温泉（图 36）；有一个地区在不到 2 平方公里的地方有 1000 多眼温泉。有的温泉装上了水管，水被输送到雷克雅未克，在那里水被用来供暖和供应室内游泳池。但是温泉（如巴斯的泉水）存在于无火山地区。

在热水以很大力量（与蒸气有关）喷射出来的地方，有一种间歇性喷出的泉，称为间歇喷泉，例如在冰岛、黄石国家公园（图 36，照片 24）和新西兰的北岛就有。有些泉按一定的时间间隔周期性地喷水，另外一些泉的喷水则不太规则。原因是复杂的，但这是由于间歇喷泉管道极深处的过热作用而形成的；深处水的温度增加，但是因为水柱很长，对流不易影响水柱上部。由于上部水柱的压力，因而深处水被加热到 100℃以上，最后它们突然转化为过热蒸汽，使管道上部的水被猛烈地喷射出去。较冷的水流进管道，热量又开始增加。黄石的“老忠实”（Old Faithful）是最著名的间歇喷泉之一， 其平均喷发时间间隔约 65 分钟，从 33 至 95 分钟不等。它喷出 50—100 立方米（10—20000 加仑）将近沸腾的水及蒸汽，高达 40—60 米（120—180 英尺）， 持续 2—5 分钟。

在喷出的水含有细粒物质时，便形成泥火山。西西里岛东部帕泰尔诺附近一条裂隙的沿线，有一连串的泥火山。其他的泥火山位于冰岛的克拉布拉火山和新西兰的北岛。

图 36 冰岛的温泉

黑点表示重要的泉水中心和泉水群 图 37 怀俄明州黄石国家公园的间歇喷泉

图 38 世界主要火山

图 39 阿拉斯加半岛和阿留申群岛的火山休眠火山与死火口

人们确切地知道活火山是在它的历史时代曾周期性喷发的火山。而一些可能再次发生喷发活动的火山可称为休眠火山。维苏威火山早在公元 79 年喷发以前就已休眠，因而被认为是死火山。其他的火山可以肯定地看成是死火山，因为它们在过去漫长的地质时代形成，并且位于没有任何火山活动迹象的地区。它们可能保留着原来的形态，如奥弗涅山脉的微型火山锥；但是， 就大多数而言，许多古火山锥由于遭到长期不断的剥蚀作用而被破坏得无法辨认。在不列颠群岛，除了从前充塞火山口的坚硬熔岩颈以外，火山锥保存极少；周围较松软的火山灰已被蚀去。爱丁堡附近的“亚瑟之座”（Arthur’ s Seat）是具有复杂性质、有两个火山口的火山颈（照片 19）。

火山的分布

世界大部地区在较近地质时期没有经历过火山活动；现在已知大约有520 座活火山，但是有成千上万的死火山。偶尔可能有全新的火山出现，如帕里库廷火山。1963 年 11 月，冰岛南岸附近海域有一座火山开始从海里出现，现在叫做小叙特塞山（Little Surtsey）；首先出现蒸汽云（上升到 6000

米（20000 英尺）以上），接着熔岩估计以每小时 5 × 108 千克（500000

吨）的速率溢出；三个星期以后，火山口高 120 米（400 英尺），宽 0.8 公里（0.5 英里）。火山活动曾沿着海底一个山脊继续进行；1965 年，出现第二座火山，称为叙特灵岛，达到 170 米（560 英尺），但是因海蚀而被迅速破坏；1966 年出现第三座火山；1973 年，在附近的赫马岛上发生了进一步的喷发，从海尔加费德火山喷发出了许多碎屑和熔岩。

图 38 所示的是世界主要的火山；很明显，火山的位置和地壳主要脆弱线之间有密切的关系。最引人注目之处是太平洋海盆周围——生动地称作“环太平洋火山圈”，世界上 2/3 的火山分布在这里。大部分火山与褶皱山脉、断层地块或深海沟有关。有一群火山位于美国西部的喀斯喀特山，这座山是一个宽 90—130 公里（60—80 英里）、被抬升和准平原化的断层地块，山上有几座火山山峰，著名的有雷尼尔山（4391 米，14408 英尺）（图 110）、胡德山、拉森峰和沙斯塔山。

南阿拉斯加、阿拉斯加半岛和阿留申群岛一线是世界上火山活动最剧烈的地区之一，在这里可以看到几乎长 3200 公里（2000 英里）的一条火山链

（图 39）。有 80 座活火山，10 个直径 1.6 公里（1 英里）以上的破火山口； 1760 年以来，已经记录了 227 次大爆发。博戈斯洛夫岛是一座有趣的岛屿山峰，这座山峰似乎周期性地出现；实际上，它高出海底 1500 米（5000 英尺）， 它在洋底基部的直径为 13 公里（8 英里）。它的顶部在每次喷发以后通过堆积作用而出现，但很快又被波浪削蚀到海面以下。

在南美洲，大多数最高的山峰是突出于褶皱山脉上的火山，包括阿空加

瓜山（7021 米，23035 英尺）（它虽已熄灭，但是是世界上最高的火山）和瓜亚蒂利（Guayatiri，6060 米，19882 英尺）（它曾于 1959 年爆发）。在太平洋的亚洲边缘，火山沿岛弧排列；最著名的是顶部积雪、高 3776 米（1239 英尺）、距海不到 24 公里（15 英里）的富士山。另一条线经过东印度群岛

（图 40）向新西兰延伸。西太平洋的岛弧（常位于水下海沟的边缘）有数百座火山，而许多较遥远的岛屿（夏威夷、汤加、萨摩亚）则是突兀于洋底之上的火山锥。在非洲，东非大裂谷沿线可以发现若干火山，肯尼亚山（5200 米，17058 英尺）和乞力马扎罗山（5895 米，19340 英尺）可能最近才熄灭。除了在地中海中部（这里的火山大概与最近地质时期的下沉运动有关）以外， 阿尔卑斯-喜马拉雅褶皱带并不以同样的程度与活火山相关联。再向东，在小亚细亚和里海以南，有许多死火山和几座硫质喷气孔火山锥。火山一般沿近期褶皱带分布，但喜马拉雅山很显然是例外，因为那里没有发现火山。相反的，冰岛的火山活动分布广泛，那里并没有近期地壳褶皱。几座大西洋岛屿， 特别是沿中大西洋海脊一带有若干火山；特里斯坦-达库尼亚岛上的一座山峰曾于 1961 年 10 月喷发；亚速尔群岛和加那利群岛在历史时期内曾经经历过喷发。西印度群岛岛弧有既往火山作用的许多迹象，以及几座活火山锥。

图 40 印度尼西亚的活火山火山景观

火山景观的演变是在火山作用产生的地形上进行的剥蚀过程的结果。差别剥蚀的作用极其明显，因为火山作用的产物是从最硬的熔岩到最软的火山灰（常常紧密地叠置在一起）而有所不同。因此，英吉利湖区的中央部分（主要由博罗代尔火山系列（Borrowdal Volcanic Series）（图 41）组成）表现为极为崎岖的外貌。这些早古生代（奥陶纪）喷出的岩石曾被其他的岩石覆盖，而这些岩石现在又被长期持续不断的剥蚀作用蚀去；登山爱好者所喜好的安山熔岩巉岩，现在兀立于固结成层、但抗蚀力极弱的凝灰岩经侵蚀而成的缓坡之上。另外，在苏格兰东北部，花岗岩和辉长岩侵入体已由于剥蚀作用而被暴露了出来（图 42）。

通过对以下两个例子的详细叙述，一定足以概括由于直接或间接的火山作用而形成的各种不同的景观。

  1. 斯凯岛 斯凯岛的大部分（图 43）由北大西洋地区著名火山活动时期之一——早新生代（始新世）的火成岩构成。这次活动形成了四个明显的特点。第一是熔岩席的溢出，熔岩在地

图 41 英吉利湖区的博罗代尔火山系列

博罗代尔火山系列的露头用斜平行线表示。湖用黑色表示。 B—鲍费尔火山（Bowfell）；G—大盖布尔山；H—赫尔韦林山；HS—海

斯特利特火山（High Street ）； OM —科尼斯顿长者火山（Old Man of Coniston）；P—皮勒火山；SK—斯基多火山；SP—斯科费尔峰。

表凝固成玄武岩，现在覆盖着斯凯岛北、中部的大部分地区，虽然熔岩席在近海处终止而成为陡峭的悬崖这一事实表明它们从前的范围要大得多。它们已经遭受到强烈的切割，一部分是由于海蚀，大部分是由于断层作用。在斯

凯岛西部，布拉克代尔湖与布里特尔湖之间，玄武岩厚度在 150—275 米（500

—900 英尺）之间，由若干次熔岩流构成；再往北，在邓韦根角有大约 25 面不同的岩席，其总厚度超过 300 米（1000 英尺）。第二是在深处冷凝成饼状粗粒结晶辉长岩体（有些人把它看成是岩盖）的物质挤到玄武岩以内，上覆玄武岩已大部分被蚀去。第三是化学组成极不相同的物质相似地挤到玄武岩内，这些物质在深处冷却成了花岗岩体。最后，大量的玄武岩和粗玄岩小侵入体——岩墙和岩床在晚得多的时期侵入到玄武岩和辉长岩中间。

各种各样的岩石是由于若干种形式的活动形成的——部分由于侵入，部分由于裂隙喷发，部分由于中心喷发，虽然很少有火山口痕迹可以见到；有些理论认为主火山锥构成了邻近的拉姆岛（Rhum）。三种主要的岩石构成地形的三个主要组成部分：玄武岩构成中、北部的酸沼高原，辉长岩构成西南部的黑库林丘陵，花岗岩构成邻近的红库林丘陵。以后的侵入由于坚硬岩石组成的水平岩床的作用而形成台阶状，并且因由受侵蚀较快的岩石所构成的岩墙被蚀去而形成深切的冲沟。

火成岩的总厚度难以进行估计，因为自从新生代早期以来，剥蚀作用已蚀去数千米。黑库林丘陵的主脊（图 43）主要是冰川作用的产物，冰川作用在辉长岩内切割成峡谷，侵蚀出冰斗（图 114），留下长而有起伏的山脊， 长度为 24 公里（15 英里），最低处仅 765 米（2510 英尺），有 20 座

图 42 苏格兰东北部的花岗岩和辉长岩山

辉长岩（及同类超基性岩）和花岗岩的侵入体是苏格兰东北部的主要地形。据认为，它们属于晚志留纪，可能与加里东褶皱作用有关。辉长岩呈现为大的岩床状岩体；因奇（Insch）岩体的面积约 180 平方公里（70 平方英里）；花岗岩体在大小和形态上有所不同。有一些可能是岩基，尽管有人认为凯恩戈姆山可能是岩盖，其表面已因剥蚀作用而出露。由于热力变质作用， 所有这些岩体都非常复杂，而且都被接触变质带所包围。

900 米（3000 英尺）以上的山峰。

由较均一的花岗岩构成的红库林丘陵已被侵蚀成平缓圆丘，山坡从峡谷和缓地向上伸展，但是没有黑库林丘陵那种轮廓鲜明的外貌。北部的玄武岩丘陵已被削低成一个海拔 350—450 米（1200—1500 英尺）起伏和缓的高原， 虽然熔岩席边缘有时已被剥蚀成石柱和石塔。

  1. 奥弗涅山脉 法国中央高原奥弗涅山脉的部分地区是一个极好的小规模火山景观实例，其中，火山作用的许多不同产物处于剥蚀作用的不同破坏阶段。这个地区从圣盖尼（St.Ge-niez）到克莱蒙费朗以北延伸 140 公里（90 英里）。在南部，欧布拉克熔岩高原是位于结晶基底上的一个水平玄武岩岩席，其西缘受洛特河源头的切割。接着向北越过特吕耶尔河，康塔尔山火山锥从圆周 140 公里（90 英里）以上的基部高起，达到海拔 1858 米（6096 英尺）的高度。再向北是较复杂的多尔山火山锥，其最高处为桑西山（1886 米，6188 英尺）。这两个火山锥曾遭受到剥蚀作用的严重影响；放射状河流已深切其侧坡，而这些侧坡（在第四纪时受到冰川的重大影响）现在由称为熔岩高原的若干三角形熔岩坡构成，这些三角形熔岩坡向上变狭窄，最后变为陡峭的突起，形成老火山口边缘四周山峰的破碎边缘。

在多尔山以北，向北伸展约 30 公里（20 英里），是奇异的死火山地区

（图 44），有大约 70 座火山锥；有些是灰锥，有些由粘性、富含硅质熔岩

构成的火山锥呈穹丘形，有些有双锥，其他一些有一圈外层火口边缘。它们比高原的一般高度仅高出几百米；最高的多姆山（1465 米，4806 英尺）为一圆形、无火山口的穹丘。

卢瓦尔河上游河谷的勒皮城附近有几个坚硬的熔岩颈，其四周较松软的火山灰已被蚀去。高 85 米（279 英尺）的德艾吉耶岩（Rocher d ’Aiguihe）， 其顶部有一座圣米歇尔教堂，而高 130 米（427 英尺）的科内尔岩（the Rocher de Comeille），在峰顶有一巨大的圣母玛利亚的雕象，在山麓有一座教堂。但在波利那克村附近另有一种显然不同的情况，村落位于山上有 14 世纪塔的平顶玄武岩体的麓部。

图 43 斯凯岛的库林丘陵

上图概括表示地形（黑线表示山脊，加有影线的区域是圆形山丘）。下图表示简化了的基岩地质。

上图的主要山峰用字母表示如下：黑库林丘陵：A—斯古尔-阿拉斯代尔峰（squrr Alasdair）（斯凯岛的最高峰，991 米，3251 英尺）；Ba—斯古尔-纳-巴纳奇迪奇峰（Squrr na Banachdich）；BD－比代恩-德累姆-南-拉姆赫峰（Bidein Druim nan Ramh）；BI—布拉文峰；F—布卢阿奇-纳-弗里斯峰（Bruach na Frithe）；Ga—加尔斯-本峰（Gars-bheinn）；Gi—斯古尔-南-吉利恩峰（Squrr nan Gil-lean）。红库林丘陵： BC－本-安-卡列奇峰（Beinn an Caillich）；BDM-本-迪尔格-摩尔峰（Mhor）；GM—格拉斯— 本-摩尔峰 （Mhor）；Gl—格拉梅格峰（Glamaig）；M—马斯科峰（Marsco）。

图 44 奥弗涅的死火山区

这幅晕滃图（据 1：180000 比例尺的官方法国图）着重表示各种各样的火山地形。多姆山（1465 米，4806 英尺）位于克莱蒙费朗以西 16 公里。