四、從地獄中升起-1(岩漿的形成和型別)

火山溶解力是什麼意思

在公元前79年。在今天的義大利南部，一座名為Pompeii（龐貝）的羅馬城鎮在高出海平面3公里的Vesuvius山下蔓延，Vesuvius是一座火山。

到8月24日下午1點，Vesuvius火山突然噴發，將含有熱氣、微小的玻璃碎片和巖塊噴向天空。這些物質大部分進入大氣層，但也有一些衝下山坡，像滾燙的雪崩一樣，幾分鐘後席捲並掩埋了龐貝古城。18世紀後，當考古學家開始在那裡進行挖掘時，在廢墟中發現一些被灰燼包圍的屍體變成灰塵後留下的空地。考古學家用石膏填充空間，製作出龐貝居民在死亡時刻痛苦扭曲且絕望的擠成一團的模型。。

公元前79年，描繪Vesuvius火山爆發掩埋了Pompeii的畫；一個被埋在地下的不幸受害者的石膏模型

古羅馬人認為火山爆發是火神瓦肯（Vulcan）鍛造武器的時候發生的。現在沒有人再相信這個羅馬神話了，但這位神的名字作為英語單詞volcano的詞根而被載入史冊。地質研究表明，火山爆發是岩漿活動的表現形式，指地下深處的岩石融化，產生的熔岩上升到地殼及地球表面的過程。

1。岩漿的形成

1。1地球內部融化的原因

大眾媒體給人一種錯誤的印象，認為地殼下的地幔是完全熔融的，而岩漿活動發生在“地下岩漿海”和地球表面之間的管道開啟時。這個印象是錯誤的！地殼和地幔都主要由堅硬的岩石組成。你可以透過對比一下地溫等溫線（代表溫度隨地球深度變化的直線）與固相線（熔融曲線：代表熔融發生溫度和壓力條件的線）來了解其中的原因。

降壓熔融：當作用在受熱岩石上的壓力降低時，就會發生減壓融化。

溫度和壓力都隨著地球深度的增加而增加。溫度的升高使原子振動得更快，並試圖打破晶體的束縛，這一過程將形成液體。壓力的增加使原子保持在一起，阻止它們打破束縛，使晶體保持固態。

儘管堅硬的地殼和地幔大部分是固體，但仍有大量的岩漿形成。為什麼？由於當溫度、壓力或化學成分發生變化，已經存在的岩石會在特定的位置熔化併產生岩漿。讓我們逐個看看這些原因：

1。1。1減壓熔融

在較低的壓力下，原子之間的結合不那麼緊密，在非常熱的岩石中，壓力的降低會引發融化。當熱岩石從地幔深處未經過冷卻而上升到較淺深度時，就會發生這種減壓融化

導致減壓融化的條件發生在幾種不同的地質環境中

1。1。2揮發分導致的熔融

如果你生活在寒冷的氣候，你可能會在人行道上撒鹽來融化冰，因為新增鹽到水中會降低水的融化溫度。當揮發性化合物（很容易以氣態形式存在的化合物），如水（H2O）和二氧化碳（CO2）滲入非常熱的固體岩石時，也會發生類似的過程。地質學家將由於新增揮發性化合物而導致的融化稱為助熔劑熔融（

flux melting)

助熔劑熔融：發生在俯衝帶揮發物進入熱的地幔物質

1。1。3熱傳導熔融

不是所有的岩石型別都在相同的溫度下開始融化。具體地說，地幔岩石在較高的溫度（大約1200℃），大陸地殼岩石在較低的溫度（約700℃）。從地幔噴出的岩漿比大陸地殼的熔化溫度要熱得多。岩漿所帶來的熱量可能會使周圍地殼的溫度上升到足以熔化的程度。這種熔化被稱為熱傳導熔融，因為它是熱量從較熱的物質傳遞到較冷的物質的結果

當上升的岩漿帶來熱量並融化上覆或周圍的岩石時，就發生了熱傳導熔融

在特定的溫度和壓力條件下，只有一小部分岩石會在岩漿遷移出去之前熔化。地質學家認為岩漿往往是部分熔融的產物。地球上的熔融岩石代表了2%到20%的部分熔融程度。我們把熔化後產生岩漿的岩石稱為岩漿源。

1。2不同型別的岩漿

岩漿是由許多化學物質，如氧、矽、鋁、鐵、鎂、鉀、鈉和鈣等氧化物組成的，但並不是所有的岩漿都有相同的成分。地質學家根據岩漿中SiO2與Fe2O3和MgO的比例，將岩漿分為四種主要型別。鎂鐵質（mafic）岩漿中Fe2O3和MgO的比例相對SiO2較高。字母ma代表鎂，字母fic代表鐵（源自拉丁文ferric）。超鎂鐵質（ultra-mafic）岩漿比鎂鐵質岩漿含有更多的鐵和鎂氧化物，所以我們加上字首ultra。長英質岩漿含有較高比例的SiO2，因此地質學家有時用矽質代替長英質。中性岩漿之所以得名，只是因為它的成分介於長英質岩漿和鎂鐵質岩漿之間。總之，岩漿組成按矽含量從低到高的順序排列為超鎂鐵質、鎂鐵質、中性和長英質。

岩漿的主要型別

值得注意的是，部分熔融產生的岩漿比岩漿源更富長英質，為此，地幔超鎂鐵質巖部分熔融形成鎂鐵質岩漿，大陸地殼岩石部分熔融形成長英質岩漿。在特定地點發現的岩漿（或熔岩）的特定成分取決於許多因素，岩漿保持液態的溫度取決於它的成分，所以不同型別的岩漿有不同的溫度。

1。3熔融產生的火山氣體

在火山上空升起的烏雲看起來像房子著火時冒出的煙，但是它的成分有很大的不。煙由煤煙（微小的碳顆粒）、各種有機化學物質、水和二氧化碳組成。相比之下，火山排放物包含火山灰（玻璃薄片），稱為氣溶膠的非常微小的（<0。001毫米）液體或固體顆粒，以及各種火山氣體，這些氣體來自地下並從火山口上升。火山氣體包括H2O、CO2、二氧化硫（SO2）和硫化氫（H2S）。

在Alaska Aleutian Islands的一座火山上，一團混雜著火山灰的氣體雲升起

火山氣體來自哪裡？它們中的原子最初是與岩漿源中的礦物結合的揮發性化合物。當岩漿源部分熔融時，揮發分與固體礦物分離。在深部的高壓下，這些化合物仍然溶解在岩漿中，就像二氧化碳溶解在未開封的啤酒罐中一樣。當岩漿接近地球表面的，上覆岩石和岩漿施加的壓力減少，在深度約5公里的地下，揮發物從溶液中出來形成氣泡。