火山百科

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火山在世界上是如何分布的?

2011-03-28 16:46:20 本文行家:裘仟

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,少数火山分布在板内,前者构成了四大火山带,即环太平洋火山带、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。

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,少数火山分布在板内,前者构成了四大火山带,即环太平洋火山带、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。

世界火山分布图世界火山分布图

板块学说在火山研究中的意义在于它能把很多看来是彼此孤立的现象 联为一个有机的整体,但以这个学说建立的火山活动模式也并不是十分完美的,如环大西洋为什么就没有火山带;板内火山不在板块边界上,用地幔柱解释它的成因似乎依据也不够充分。新近又有学者(李鸿业,1993)提出两极挤压说,揭开了地球发展的奥秘,他认为在两极挤压力作用下,地球赤道轴扩张形成经向张裂和纬向挤压,全球火山主要分布在经向和纬向构造带内。下图为全球火山和强震分布图,图中红色为全新世火山,数据取自 Smithsonian 研究所,白色为7级以上强震,根据中国地震台网目录绘制。 

一、环太平洋火山带

环太平洋火山带,南起南美洲的科迪勒拉山脉,转向西北的阿留申群岛、堪察加半岛,向西南延续的是千岛群、岛日本列岛、琉球群岛、台湾岛、菲律宾群岛以及印度尼西亚群岛,全长4万余公里,呈一向南开口的环形构造系。环太平洋火山带也称环太平洋火环,有活火山512座,其中南美洲笠迪勒拉山系安第斯山南段的30余座活火山,北段有16座活火山,中段尤耶亚科火山海拔6723m,是世界上最高的活火山。再向北为加勒比海地区,沿太平洋沿岸分布着著名的火山有奇里基火山、伊拉苏火山、圣阿纳火山和塔胡木耳科火山。北美洲有活火山90余座,著名的有圣海伦斯火山、拉森火山、雷尼尔火山、沙斯塔火山、胡德火山和散福德火山。在阿留申群岛上最著名的是卡特迈火山和伊利亚姆纳火山。在堪察加半岛上有经常活动的克留契夫火山,向击千岛群岛和日本列岛山岛弧,著名火山分布在日本列岛,如浅间山、岩手山、十胜岳、阿苏山和三原山都是多次喷发的活火山。琉球群岛至台湾岛有众多的火山岛屿,如赤尾屿、钓鱼岛、彭佳屿、澎湖岛、七星岩、兰屿和火烧岛等,都是新代以来形成的火山岛。火山活动最活跃的可算菲律宾至印度尼西亚群岛的火山,如喀拉喀托火山、皮纳图博火山、塔匀火山、坦博拉火山和小安的列斯群岛的培雷火山等,近代曾发生过多次喷发。

环太平洋带,火山活动频繁,据历史资料记载全球现代喷发的火山这里占80%,主要发生在北美、堪察加半岛、日本、菲律宾和印度尼西亚。印度尼西亚被称为“火山之国”,南部包括苏门答腊。爪哇诸岛构成的弧-海沟系,火山近400座,其中129座是活火山,这里仅1966-1970年5年间,就有22座火山喷发,此外海底火山喷发也经常发生,致使一些新的火山岛屿出露海面。

环太平洋火山带的火山岩主要是中性岩浆喷发的产物,形成了钙碱性系列的岩石,最常见的火山岩类型是安山岩,距海沟轴150-300公里的陆地内,安山岩平行于海沟呈弧形分布,即成所谓的“安山岩线”。另一特点是,自海沟向陆地方向岩石有明显的水平分带性,一般随与海沟距离的增大,依次分布为拉斑系列岩石、钙碱性系列岩石和碱性系列的岩石。这里的火山多为中心式喷发,火山爆发强度较大,如果发生在人口稠密区,则往往造成严重的火山灾害。

二、大洋中脊火山带

大洋中脊也称大洋裂谷,它在全球呈“W”形展布,从北极盆穿过冰岛,到南大西洋,这一段是等分了大西洋壳,并和两岸海岸线平行。向南绕非洲的南端转向NE与印度洋中脊相接。印度洋中脊向北延伸到非洲大陆北端与东非裂谷相接。向南绕澳大利亚东去,与太平洋中脊南端相边,太平洋中脊偏向太平洋东部,向北延促又进入北极区海域,整个大洋中脊构成了“W”形图案,成为全球性的大洋裂谷,总长8万余公里。大洋裂谷中部多为隆起的海岭,比两侧海原高出2-3公里,故称其为大洋中脊,在海岭中央又多有宽20-30公里,深1-2公里的地堑,所以又称其为大洋裂谷。大洋内的火山就集中分布在大洋裂谷带上,人们称其为大洋中脊火山带。根据洋底岩石年龄测定,说明大洋裂谷形成较早,但张裂扩大和激烈活动是在中生代到新生代,尤其第四纪以来更为活跃,突出表现在火山活动上。

大洋中脊火山带火山的分布也是不均匀的,多集中于大西洋裂谷,北起格陵兰岛,经冰岛、亚速尔群岛至佛得角群岛,该段长达万余公里,海岭由玄武岩组成,是沿大洋裂谷火山喷发的产物。由于火山多为海底喷发,不易被人们发现,据有关资料记载,大西洋中脊仅有60余座活火山。冰岛位于大西洋中脊,冰岛上的火山我们可以直接观察到,岛上有200多座火山,其中活火山30余座,人们称其为火山岛。据地质学家S、Thorarinsson(1960)统计,在近1000a内,大约发生了200多次火山喷发,平均5a喷发一次。著名的活火山有海克拉火山,从1104年以来有过20多次大的喷发。拉基火山于1783年的一次喷发为人们所目睹,从25公里长的裂缝里溢出的熔岩达12公里以上,熔岩流覆盖面积约565平方公里,熔岩流长达70多公里,造成了重大灾害。1963年在冰岛南部海域火山喷发,这次喷发一直延续到1967年,产生了一个新的岛屿-苏特塞火山岛,高出海面约150m,面积2.8平方公里。6a之后,在该岛东北32公里处的维斯特曼群岛的海迈岛火山又有一次较大的喷发。这些火山的喷发,反映了在大西洋裂谷火山喷发的特点。

在太平洋中脊,于南纬6°-14°的太平洋东隆的轴部,新生代以来的裂隙喷发,形成了宽40-60公里,长800公里的玄武岩台地,发现的活火山仅有14座,其活动强度与频度都不如大西洋裂谷火山带。

印度洋,据查有三列走向近SN的海底山脉,即海岭,仅有部分火山出露海面而成火山岛屿,如塞舌尔群岛和马尔克林群岛,它们都是现代海底火山喷发形成的。

在大洋中脊以外,仅有一些零散火山分布,它们是以火山岛屿的形式出现,如太平洋海底火山喷发形成的岛屿有夏威夷群岛,即通常所说的夏威夷一中途岛的火山链,有关岛、塞班岛、提尼安岛、贝劳群岛、俾斯麦群岛、所罗门群岛、新赫布里底群岛及萨摩亚群岛等。在大西洋,如圣赫勒拿岛、阿森松岛,特里斯坦-达库尼亚群岛也都是一些火山岛,南极洲的罗斯海中的埃里伯斯火山也属该种类型。这些火山岛屿都由玄武岩构成,与大洋裂谷带内的火山岩基本相同。

三、东非裂谷火山带

东非裂谷是大陆最大裂谷带,分为两支:裂谷带东支南起希雷河河口,经马拉维肖,向北纵贯东非高原中部和埃塞俄比亚中部,至红海北端,长约5800公里,再往北与西亚的约旦河谷相接;西支南起马拉维湖西北端,经坦喀噶尼喀湖、基伍湖、爱德华湖、阿尔伯特湖,至阿伯特尼罗河谷,长约1700公里。裂谷带一般深达1000-2000m,宽30-300公里,形成一系列狭长而深陷的谷地和湖泊,如埃塞俄比亚高原东侧大裂谷带中的阿萨尔湖,湖面在海平面以下150m,是非洲陆地上的最低点。

自中生代裂谷形成以来,火山活动频繁,尤其晚新生代以来更为盛行,据统计,非洲有活火山30余座,多分布在裂谷的断裂附近,有的也分布在裂谷边缘百公里以外,如肯尼亚山、乞力马扎罗山和埃尔贡山,它们的喷发同裂谷活动也密切相关。东非裂谷火山带火山喷发类型有两种,一种是裂隙式喷发,主要发生在埃塞俄比亚裂谷系两侧,形成了玄武岩熔岩高原(台地),占埃塞俄比亚全国面积的三分之二,熔岩厚达4000m,它是30-50万a以来上百次玄武岩浆沿裂隙溢流形成的。在肯尼亚西北部,也形成了厚达1000m 的熔岩台地,其形成时间晚于埃塞俄比亚的熔岩台地,大约形成于14-23万a间,在更晚些时候形成的是响岩,在11-13万a间形成了长达300公里的响岩熔岩台地。第二种是中心式喷发,多分布在裂谷带的边缘,主要的活火山有扎伊尔的尼拉贡戈山、尼亚马拉基拉山、肯尼亚的特列基火山、莫桑比克的兰埃山和埃塞俄比亚的埃特尔火山等。有的火山喷发只生成了爆裂火口,或成火口洼地,或是火口湖,如恩戈罗恩戈罗(坦桑)火口洼地直径达19公里,面积304平方公里。

现代火山活动中心集中在三个地区,一是乌干达-卢旺达-扎伊尔边界的西裂谷系,自1912-1977年就有过13次火山喷发,尼拉贡戈火山至今仍在活动;二是埃塞俄比亚阿费尔(阿曼)坳陷的埃尔塔火山和阿夫代拉火山,自1960-1977年曾发生过多次喷发;三是坦桑尼亚纳特龙(坦桑)湖南部的格高雷(Grgory)裂谷上的伦盖(坦桑)火山,自1954到1966年曾有过多次喷发,喷出岩为碳酸盐岩类,有较高含量的碳酸钠,为世界所罕见。位于肯尼图尔卡纳湖南端的特雷基火山在80-90年代间也曾多次喷发。现代火山活动区,温泉广泛发育,火山喷气活动明显,多为水蒸气和含硫气体,这是火山现今的活动迹象。

四、阿尔卑斯-喜马拉雅火山带

该火山带分布于横贯欧亚的纬向构造带内,西起比利牛斯岛,经阿尔卑斯山脉至喜马拉雅山,全长10余万公里。这一纬向构造带是南北挤压形成的纬向褶皱隆起带,主要形成于新生代第四纪。在该带火山分布不均匀,纬向构造带的西段,由于南北挤压力的作用,在形成纬向构造隆起带的同时,形成了经向张裂和裂谷带,如其南侧的纵贯南北的东非裂谷系,顺两构造带过渡段,因断陷而形成了内陆海-地中海、红海和亚丁湾等,这里的火山活动也别具特色,出现了众多世界著名的火山,如意大利的威苏维火山。埃特纳火山、乌尔卡诺火山和斯特朗博利火山等等,爱琴海内的一些岛屿也是火山岛,活动性强,据意大利历史记载的火山喷发就有130多次,爆发强度大,特征典型,世界火山喷发类型就是以上述火山来命名的,岩性属于钙碱性系列,以安山岩和玄武岩为主。中段火山活动表现微弱,在东段喜马拉雅山北麓火山活动又加强,在隆起和地块的边缘分布着若干火山群,如麻克哈错火山群、卡尔达西火山群、涌波错火山群、乌兰拉湖火山群、可可西里火山群和腾冲火山群等等,共有火山100多座,其中中国的卡尔达西火山和可可西里火山在20世纪50年代和70年代曾有过喷发,岩性为安山岩和碱性玄武岩类。
参考资料:
[1] CGL 世界火山分布 http://www.cgl.org.cn/volcano/distribution/world-volcanoes.htm
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裘仟东京大学地质学博士,关心地球,关心人类!