火山过程
岩浆生成
地幔和地壳的部分熔融通过绝热减压、挥发分添加或加热发生。岩浆的化学组成决定喷发行为和结果火山产物。
岩浆上升
岩浆因密度差异通过裂隙和通道上升。上升速度由粘度、气体含量和岩浆供给系统架构控制。
喷发机制
喷发方式由岩浆组成、挥发分含量、上升率和与地表水的相互作用决定。从平静的溢流式到灾难性的爆发式不等。
溢流式喷发
低粘度基性岩浆产生平静的熔岩流。盾状火山和洋脊的典型特征。高温(1000-1200°C)允许长期流动性。
爆发式喷发
高气体含量的粘性酸性岩浆产生剧烈喷发。爆炸性破碎产生从细火山灰到火山弹的各种粒度火山碎屑物。
混合式喷发
同一喷发事件中溢流式和爆发式阶段的交替。在具有成分分带岩浆房的层状火山中常见。
盾状火山
由连续玄武岩熔岩流建造的缓坡轮廓。大直径(数十公里)和低坡度(2-10°)。例如：夏威夷的冒纳罗亚、基拉韦厄。
层状火山
熔岩和火山碎屑物互层的对称锥体。由于多样材料形成陡坡(25-35°)。以周期性爆发式喷发为特征。
火山口
岩浆房排空后塌陷形成的圆形凹陷。可变直径(1-50公里)与大规模爆发式喷发和地热系统相关。
- 洋中脊：产生新洋壳的连续玄武岩火山作用
- 火山岛：地幔热点的板内火山作用
- 岛弧：具有钙碱性岩浆的俯冲带火山作用
- 海山：未达到表面的水下火山建筑
溢流产物
从玄武岩质到流纹岩质各种组成的熔岩。质地由冷却速率决定：玻璃质(黑曜石)、多孔质(火山渣)或结晶质(辉长岩)。
火山碎屑产物
各种大小的火山碎片：火山灰(<2mm)、火山砾(2-64mm)、火山弹(>64mm)。通过火山碎屑密度流或重力降落运移。
气体产物
岩浆挥发分包括水蒸气(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、二氧化硫(SO₂)和卤素化合物。影响全球气候和大气化学。
火山碎屑流
由气体和岩石碎片组成的高温(300-800°C)和高速(100-700公里/小时)流体。极具破坏性，范围达数十公里。
火山泥流
与水混合的火山碎屑流形成密度流。由强降雨、雪/冰融化或火山口湖破裂引起。
火山灰降落
风力输送的细火山碎屑物质沉积。在广阔区域影响农业、航空、呼吸系统和电力基础设施。
火山地震学
地震仪网络探测与岩浆运动相关的震动。特定地震模式先于喷发，允许预警。
地面变形
GPS和SAR干涉测量火山膨胀/收缩。岩浆侵入引起可以毫米精度探测的表面变形。
气体地球化学
气体释放的成分分析。CO₂/SO₂比值和温度变化指示地下岩浆系统的变化。
- 平流层气溶胶：SO₂形成反射性气溶胶引起暂时冷却
- 辐射扰动：入射太阳辐射减少1-3年
- 大气变化：全球环流和降水模式的改变
- 区域效应：历史上记录的火山冬季和农业失败
分离结晶
岩浆冷却过程中的晶体分离。铁镁质矿物首先结晶，留下富硅和碱质的残余液体。岩浆多样化的基本过程。
地壳同化
地壳物质的掺入改变原始岩浆组成。在通过厚大陆地壳上升的铁镁质岩浆中污染特别重要。
岩浆混合
不同组成岩浆间的相互作用。产生不平衡质地和复杂矿物成带。在具有多重岩浆源的火山系统中常见。
离散边界
洋脊和大陆裂谷的玄武岩火山作用。源于上升软流圈地幔绝热熔融的原始岩浆。
汇聚边界
具有钙碱性岩浆的火山弧。俯冲板块的流体诱导熔融产生富挥发分和爆发性岩浆。
板内火山作用
地幔热点产生独立于板块边界的火山作用。例如：夏威夷、黄石、冰岛具有特征性组成特点。
- 遥感：全球监测的热红外和光谱卫星
- 数值模拟：岩浆过程和火山灰扩散的模拟
- 监测网络：实时综合观测系统
- 地球化学分析：岩浆来源的高精度同位素技术
- 地热能：利用火山热发电
- 火山矿物：建筑用火山灰、浮石、黑曜石
- 火山土壤：农业用肥沃火山灰土
- 地质旅游：国家公园和火山地质旅游