有关火山的论文

超级火山 超级火山是指能够引发极大规模爆发的火山。虽然对于爆发规模没有严谨的界定，但极大规模爆发都以瞬间改变地形，瞬间改变全球天气及全球性的生命灾难。 名字源于英国广播公司的著名科学节目Horizon在2000年提及各类型爆发规模时节目监制所创作出来的。　　黄石国家公园是美国最大、最著名和建立最早的国家公园，公园面积9000平方千米，大部分是开阔的火成岩高原地形。公园内部地质构造复杂，曾发生过强烈的火山活动，地面大面积覆盖着熔岩，地壳至今仍不稳定。公园中温泉和热泉随处可见，每年吸引了大批游客到此观光。　　由于黄石国家公园火山活动比较频繁，因此这里也吸引了火山学家的关注，他们很早就发现了公园内火山口的一个奇怪现象，但是直到最近，才做出了科学的解释。　　环形山谷之谜　　在黄石地区还没有建立公园时，火山学家就在这里发现了大量的环行山谷。这些山谷直径约30千米至60千米，深几千米，很像破火山口的形状。处于火山口下方的熔融的岩浆房（地下储存岩浆的空间）排空后，上方的地面塌陷下去，就形成了破火山口。如此多的环行山谷，似乎表明这里经常有小型的火山喷发，每一次形成一个这样的山谷。　　然而，早期的研究者发现，这些山谷坐落在地球上规模最大的火山岩沉积的附近，而且火山熔岩是一次单独的火山喷发事件形成的。从熔岩的体积估算，他们眼前的火山喷出物比人们熟悉的1980年圣海伦斯火山喷发后形成的火山岩还要大几百甚至几千倍！通过估算喷发物质的体积，研究者发现，火山之下的岩浆房一定也是超级庞大的。但是，一次如此猛烈的超级喷发，应该形成一个超级巨大的火山口。为何这里却形成了许多小型的环行山谷呢？　　超级火山现身　　答案要到地下去寻找。众所周知，地幔厚达2900千米，被熔融的外地核和相对很薄的外层地壳夹在中间。火山学家发现，在黄石地表之下，有从地幔向上涌的粘性岩石的漂浮羽状物即地幔上羽柱，北美板块正在它的上面移动。上羽柱如同一只巨大的酒精灯，这一所谓的热点熔化了覆盖在上面的大量的地壳岩石，产生的岩浆则聚集在地下的岩浆房中。　　在上面岩石的巨大重压下，随着时间推移，岩浆房里逐渐聚集了更多的岩浆，压力由此产生了。当受压的岩浆托顶上面的地壳，使地壳破裂，产生垂直延伸到地面的裂隙时，一次超级喷发就诞生了。一股股的岩浆沿着新出现的裂隙喷涌而出，最终形成一个环形的喷发口群。当这些喷发口彼此合并时，环状中心巨大的地块柱失去了支撑。这个坚固的岩石“屋顶”坠下，要么整块掉下去，要么碎裂成许多大石块落下，填入下面岩浆留出的空位。就像四周墙壁倒塌的房屋屋顶下坠一样，这种坍塌使环状边缘有更多的岩浆和气体猛烈地释放出来，从而形成了大量的环行山谷。　　环行山谷的问题解决了，科学家的心中又涌起了一个新的问题。在过去的1600万年中，在黄石地区发生了多次超级喷发，这种超级喷发的规模远远大于目前世界上的火山喷发规模。美国的圣海伦斯火山喷发是现代人经历的少数几次大规模火山活动，形成的火山岩体积还不到5立方千米。而远古时形成环行山谷的喷发，规模大到难以想像。类似美国黄石国家公园级别的火山喷发地，在过去的200万年间，全球只有4处：美国怀俄明州黄石国家公园，加利福尼亚州长谷，印度尼西亚苏门答腊岛多巴，以及新西兰陶波。每次喷发都至少喷出了750立方千米的固体物质，今天世界上的大规模火山喷发和远古的超级喷发相比，实在是不值得一提。　　有超级喷发，就意味着有超级火山。几乎所有的火山专家都同意，如果今天的地球上发生一次这样的喷发，人类将难以承受这样的打击，从天而降的酸雨就会让农业崩溃。　　超级火山的威力　　假如发生了超级火山爆发，火山灰和喷出的气体将会进入大气层中，造成全球性的火山冬天。　　英国有科学家用计算机做过模拟试验，如果黄石公园超级火山爆发，3~4天后，大量的火山灰就会跨过大洋到达欧洲大陆。模拟预示了美国3/4国土将受到影响。最大的危险在方圆1000公里的地区内，这里90%的人口无法幸免于难。大部分人会因为吸进的火山灰在肺里固化而死亡。美国的东海岸也会覆盖1厘米厚的火山灰。　　在欧洲，更大的危害是无法预测的，因为这是火山灰形成的粉尘到处飘荡。更大的影响是紧接而至的气温变冷。根据计算机的预测，地球年平均气温会下降10摄氏度左右，北极地区会下降12摄氏度左右。专家预测这样的寒冷气候会持续6到10年，然后才逐渐恢复正常。　　地球上的超级火山　　多巴超级火山（位于苏门答腊岛）　　黄石超级火山（位于美国黄石公园正下方）　　长谷超级火山（位于美国加利福尼亚东部中心长谷河谷）　　陶坡超级火山（位于新西兰）　　瓦勒斯超级火山（位于美国新墨西哥州）　　爱拉超级火山（位于日本南部的鹿儿岛）　　特纳普超级火山（位于西伯利亚地区）

研究表明，我国裂谷盆地烃源层中火山岩、火山碎屑有4种分布形式:主力烃源层内基性火山岩、灰质泥页岩同层共生;煤系烃源层内中性火山岩与烃源岩互层共生;含膏盐烃源层内火山碎屑与有机质富集层共生;烃源层内火山岩墙、岩床等。前3种火山岩、火山碎屑是与烃源岩同期或准同期喷溢和沉积形成的，第4种是在烃源层埋藏过程中岩浆侵入的结果。玄武岩-暗色泥页岩组合富含有机质的泥岩、油页岩夹数量不等的玄武质熔岩及其凝灰岩，并含白云岩化生物灰岩透镜体、凝灰质泥岩和基碱性蚀变矿物。如松辽盆地的青山口组暗色泥岩、油页岩中有玄武岩和凝灰岩夹层。东营利津洼陷的杨集-林樊家和惠民凹陷的魏家集-玉皇庙等地区的泥岩、油页岩中夹有近百层总厚达500m的熔岩和碎屑凝灰岩，同时沙一段泥岩中也夹有较多的火山岩及凝灰岩。沾化凹陷孤岛-桩西地区沙一段富含颗石藻的泥岩、油页岩中玄武岩及火山碎屑也很发育。阳信洼陷沙三-沙二下火山喷发，持续时间长达5Ma，喷发次数多，主要为玄武质凝灰岩和辉绿岩，岩浆或以湖底火山喷发或以顺层侵入的形式侵入到湖相泥岩中与泥岩或钙质泥岩互层，如沙 4 井火山岩段沉积夹层达 11 层。东濮凹陷南部的沙三段、沙四段烃源岩中也夹有大量薄层玄武岩及凝灰岩或绿辉岩。滨南地区沙三段中下部厚层烃源岩中也发育玄武岩体，其具体特征将在下章中讨论。 玄武岩-膏盐岩-暗色泥页岩组合富含有机质泥页岩与膏盐岩不等厚互层，在其底部或顶部夹少量玄武质熔岩，除富含白云岩化生物灰岩透镜体外，还有较多的方沸石、钠沸石和重碳酸钠盐蚀变矿物。如东濮北部在前期形成的火山闭塞湖基础上，沿断裂破碎带在沙二、沙一段中发育有多旋回深源喷溢火山岩体，形成了厚达2 ～3 km 的烃源岩与膏盐岩互层。从地震反射剖面、钻井和测井及取心资料看，暗色泥页岩与膏盐岩互层均为连续过渡关系，属水下火山喷溢沉积。泌阳凹陷的核二段烃源岩 ( 暗色泥页岩与膏盐韵律层) 与重碳酸钠盐岩互层，并在其底部和中部均夹有玄武质熔岩流，富含重碳酸钠盐和含碱白云石、方沸石、钠沸石及碳氢钠石等，具有深源热液喷流标志的含沸石盐卤化矿物 ( 图1-53) 。此外，江汉地区的荆河镇组与潜江组也属于该种组合类型。参考文献［1］谯汉生，于兴河 裂谷盆地石油地质 北京: 石油工业出版社 376 ～［2］陆克政，朱筱敏，漆家福 东营: 石油大学出版社 55 ～［3］Einsele G，Sedimentary basins: Evolution，faces，and sediment Springer Verlag，B ［4］周永胜，王绳祖 裂陷盆地成因研究现状综述与讨论 地球物理学进展， 14 ( 3) : 29 ～［5］王涛 中国东部裂谷盆地油气藏地质 北京: 石油工业出版社 19 ～［6］周玉琦，周荔青，郭念发 中国东部新生代盆地油气地质 北京: 石油工业出版社 21 ～52［7］朱夏 中新生代油气盆地，构造地质学进展 北京: 科学出版社 102 ～［8］迟元林，云金表，蒙启安 松辽盆地深部结构及成盆动力学与油气聚集 北京: 石油工业出版社 209 ～ ［9］陶奎元 中国东南大陆火山带在环太平洋火山带中的独特地位，见: 火山岩火山作用及有关矿产 北京: 地质出版社 121 ～［10］刘德来，陈发景，关德范 松辽盆地形成、发展与岩石圈动力学 地质科学， 31 ( 4) : 397 ～［11］陈全茂，李中飞 辽河盆地东部凹陷构造及其含油气性分析 北京: 地质出版社 55 ～［12］杨宝俊，张梅生，王璞珺 中国油气区地质-地球物理解析 ( 上卷) 北京: 科学出版社 78 ～［13］谯汉生，纪有亮，姜在兴 中国东部大陆裂谷与油气 北京: 石油工业出版社 6 ～［14］郭令智，马瑞士，施央申 论西太平洋活动大陆边缘中-新生代弧后盆地的分类和演化程度 成都理工学院学报， 25 ( 2) : 134 ～ ［15］黄镇国，张伟强，陈俊鸿 我国第四纪火山活动的板块构造背景 地理科学， 15 ( 2) : 109 ～［16］刘翠荣，陈发景 裂谷盆地的理论模拟———以松辽盆地为例 石油实验地质， 18 ( 3) : 274 ～［17］蒙启安，门广田，赵洪文 松辽盆地中生界火山岩储层特征及对气藏的控制作用 石油与天然气地质， 23( 3) : 285 ～［18］张坤，刘峰，程秀芹 松辽盆地南部火山岩及其在成藏过程中的作用 大庆石油地质与开发， 21 ( 3) :16 ～ ［19］刘和甫，梁慧社，李晓清 中国东部中新生代裂陷盆地与伸展山岭耦合机制 地学前缘 ( 中国地质大学，北京) ， 7 ( 4) : 477 ～［20］初宝杰 渤海湾盆地第三系火成岩油藏研究 中国科学院研究生院博士学位论文，广州地化研究所 24 ～ ［21］陈振岩，李军生，张戈 辽河坳陷火山岩与油气关系 石油勘探与开发， 23 ( 3) : 1 ～［22］肖敦清，王桂芝，韦阿娟 黄骅坳陷火成岩成藏特征研究 特种油气藏， 10 ( 1) : 59 ～［23］杜旭东，张一伟，漆家福 黄骅坳陷中生代隐伏火山岩系的特征及其形成的构造环境 地球学报， 20( 1) : 30 ～［24］谷俐，戴塔根，范蔚茗 黄骅盆地中新生代火山岩岩相及岩石化学特征 地球学报， 21 ( 4) : 365 ～［25］沈渭洲，赵连泽，赵明 山东济阳坳陷第三纪玄武岩的铅同位素研究 地质学报， 76 ( 1) : 33 ～［26］郭占谦 火山活动与沉积盆地的形成和演化 地球科学———中国地质大学学报， 23 ( 1) : 59 ～［27］路波，赵萍 火山岩的分布及其对油气藏的作用 特种油气藏， 11 ( 2) : 17 ～［28］郭栋，邱隆伟，姜在兴 济阳坳陷火成岩发育特征及其与二氧化碳成藏的关系 油气地质与采收率， 11( 2) : 21 ～［29］陈利 济阳坳陷火成岩岩相分布模式研究 新疆石油学院学报， 16 ( 3) : 13 ～［30］赫英，王定一，廖永胜 胜利油田火山岩类、盆地演化及其 CO2-Au 成藏成矿效应 地质科学， 36 ( 4) :454 ～ ［31］吴江山，张保银，刘瑞红 惠民凹陷东部火成岩披覆油藏特征及构造描述 特种油气藏， 10 ( 1) : 43 ～［32］郭华，夏斌，陈根文 惠民凹陷渐新世玄武岩地球化学特征及大地构造意义 大地构造与成矿学， 29 ( 3) :303 ～ ［33］刘惠民，谢忠怀 渤海湾盆地济阳坳陷第三系火成岩岩石化学特征及成因分析 石油实验地质， 25 ( 4) :385 ～ ［34］吴向阳，牟荣，石胜群 苏北盆地火成岩发育与构造演化的关系 勘探家， 4 ( 1) : 44 ～［35］钱勤，李坤英 苏北盆地玄武岩地质年龄及地层时代 火山地质与矿产， 17 ( 1 ～2) : 86 ～［36］毛凤鸣 高邮凹陷北斜坡辉绿岩形成时期的确定及其与油气关系 石油勘探与开发， 27 ( 6) : 19 ～［37］聂逢君，姜美珠，吴克强 珠江口盆地构造岩浆活动与热流体的形成 东华理工学院学报， 28 ( 2) :107 ～ ［38］邹和平，李平鲁，饶春涛 珠江口盆地新生代火山岩地球化学特征及其动力学意义 地球化学， 24，增刊: 33 ～［39］宋维海 中国东部陆缘中区新生代构造-火山事件及其对含油气盆地的控制 吉林大学博士学位论文 56 ～［40］杨巍然，纪克诚，孙继源 大陆裂谷研究中的几个前沿课题 地学前缘 ( 中国地质大学，北京) ， 2( 1 ～2) : 93 ～［41］金强，熊寿生，卢培德 中国断陷盆地主要生油岩中的火山活动及其意义 地质论评， 44 ( 2) : 136 ～［42］宋维海，张兴洲，王璞 中国东部陆缘中区第三纪构造火山事件及其对含油气盆地的控制 吉林大学学报 ( 地球科学版) ， 33 ( 4) : 399 ～［43］Brooks G ，Hart S R ，Hofmann A and James D E Rb-Sr mantle isochrons from oceanic Earth and PlanetaryScience Letters， 32 ( 1) : 51 ～ ［44］Mitsunobu T Isotopic composition of lead in oceanic basalt and its implication to mantle Earth and Plane-tary Science Letters， 38 ( 1) : 63 ～ ［45］郭军，陈守田，王维林 松辽盆地徐家围子断陷火山岩岩石化学特征及其构造环境 长春科技大学学报， 30 ( 3) : 243 ～ ［46］侯贵廷，钱祥麟，蔡东升 渤海湾盆地中、新生代构造演化研究 北京大学学报 ( 自然科学版) ， 37 ( 6) :845 ～ ［47］陈建文，王德发，张晓东 松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩相和火山机构分析 地学前缘 ( 中国地质大学，北京) ， 7 ( 4) : 371 ～［48］刘中云，肖尚斌，姜在兴 渤海湾盆地第三系火山岩及其成因 石油大学学报 ( 自然科学版) ， 25 ( 1) :22 ～ ［49］魏喜，宋伯荣，李学万 辽河断陷盆地火山岩储层岩石学及地球化学特征 特征油气藏， 10 ( 1) : 13 ～［50］闫全人 晚中生代松辽盆地形成的大地构造环境及成因机制 中国科学院博士学位论文 80 ～［51］曹跃，邵贵增，门吉华 松辽盆地南部火成岩分布预测及成藏条件浅析 特种油气藏， 10 ( 1) : 90 ～［52］高知云，章濂澄 辽河裂谷玄武岩成因机理与盆地演化 西北大学学报 ( 自然科学版) ， 24 ( 4) : 365 ～［53］杨祝良，陶奎元，沈渭洲，杨献忠 苏北盆地隐伏早第三纪玄武岩地球化学及源区特征 岩石学报，1998，14( 3) : 332-［54］韩广玲 松辽盆地中央坳陷带青山口组玄武岩与油气分布的关系 石油实验地质， 10 ( 3) : 392 ～［55］李继山，金贤镐 阳信洼陷沙三段火山岩地层的层序 大庆石油学院学报， 29 ( 2) : 4 ～［56］周建民 河南泌阳凹陷含碱段浅水蒸发环境 沉积学报， 7 ( 4) : 386 ～

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