14次 摘要： 火山、地下溶洞和大地震的形成都因地下熱氣體的聚散而產生的。地下熱氣的存在使地殼形成時在地層中出現熱氣泡，巖層冷卻凝結，其中的熱氣泡所在的地方變成了地下溶洞;熱氣泡膨脹擴張，沖出一條或多條從地殼底層到地表的通道，往地面噴出巖漿，就形成 --> 摘要： 火山、地下溶洞和大地震的形成都因地下熱氣體的聚散而產生的。地下熱氣的存在使地殼形成時在地層中出現熱氣泡，巖層冷卻凝結，其中的熱氣泡所在的地方變成了地下溶洞;熱氣泡膨脹擴張，沖出一條或多條從地殼底層到地表的通道，往地面噴出巖漿，就形成火山;熱氣泡降溫收縮，造成熱氣泡上面的巖石層拱頂坍塌，引發熱氣爆炸而發生大地震。紛繁多變的地質活動和現象，都是地下熱氣發生作用的結果，地下熱氣的消長是地球物質運動和變化的主要原因?！ ￡P鍵詞： 地下熱氣;地殼;熱氣泡;火山;地下溶洞;大地震 Underground heat and volcanoes, underground cave, a major earthquake Abstract: Volcanoes, underground caves and the formation of large earthquakes are a result of underground hot gas. Underground heat generated in the crust-shaped the thermal bubble formation, lithosphere cooling condensation, the place where the hot air bubble have being become into underground cave; Thermal bubble expansion, out of one or more channels from the bottom to the surface, magma emitted to the ground, cause volcanic eruption. The hot bubble cooling contraction, caused the rock layers above the dome bubble collapse, cause heat explosion, and outbreak a major earthquake. Numerous and varied geological events and phenomena occurred are the result of underground heat. Key words: Underground heat; Crust; Thermal Bubble; Volcano; Underground Cave; Earthquake 引言 空心玻璃器皿的制作過程說明了氣可以改變和塑造熱巖漿的形狀，熱巖漿內存在氣泡可以使之冷卻后形成中空，變成空心玻璃器皿，由此可以推知，地球的巖漿冷卻凝結成山或巖石層時內中包裹著氣泡，有氣泡的地方凝固成形變成空洞，從而形成了現在的山洞和地下溶洞。推而廣之，形成地震和火山的地下熱氣洞也是由熱氣的作用而產生的。熱氣的長消、聚散造成了地質的活動，生成了各種各樣的地質現象。 1 地下熱氣與地殼的通孔結構的產生 1.1 高熱氣體的產生 高熱氣體的產生主要有兩種形式：第一，當高熱巖漿流體物質處于高熱離子形態時，各種物質無差別地融為一體，當高熱巖漿流體溫度降到一定的程度，存在于高熱流體的各種物質就會還原其氣體形態而被釋放出來，形成高熱的氣體形態;第二，地殼底層下面的高熱巖漿流體同其外與之相接觸的物質發生反應，或高熱巖漿流體生成各種熱氣體物質之間發生反應，生成各種熱氣體化合物，形成高熱氣體形態。舉例，地殼底層下面的高熱流體從幾萬攝氏度降到一千攝氏度左右時，其中的如H、O、C、CL、S等物質就會還原其氣體形態而被釋放出來，這些物質之間或外面大氣壓壓進來的物質與高熱流體中的物質在高溫中又進行化學反應，生成其他化合物如H2 O、CO2、N2、HC、HCL、H2 S、HF等物質的氣體形態?！ ?.2 地殼的通孔結構 地球原來是一個火球，構成地球表面的高熱流體物質同外面與之相接觸的氣體物質發生反應消耗熱量，并向外空間散發熱量而逐漸冷卻下來，凝結成堅硬的巖石層和較松軟的土層相間的地殼。高熱流體從地球表面向里一層層往下逐漸由外到里層層冷卻，凝結成新的巖石層或土層，這些冷卻下來的新的巖石層或土層共同構成了地球的地殼。此過程不斷繼續，地殼變得越來越厚?！ r石層和土層相間的地殼總體上是一個疏松的中間滿是蜂窩狀的小孔和小空洞，并呈立體網狀相連的結構狀態、可以上下通氣。這種構造形成的原因主要有以下兩種： 第一，地殼下面正在冷卻凝結轉變成巖層或土層的熱流體層，其外是較冷的巖土層，其內是高熱流體層，高熱流體層的熱量穿過正在巖土化的熱流體層向外散發，遇到外面較冷的巖土層，一部分熱又向內折回來形成對流，使熱氣對流在高熱流體層與較冷的巖土層之間反復進行，夾在中間的正在巖土化的熱流體層就像被蒸的饅頭，中間形成滿是蓬松的小孔立體網狀結構的形狀，可以內外通氣，當其冷卻凝結成巖土層以后，這種形狀就固定了下來?！ 〉诙趲r土化的熱流體中包含的氣態物質沒有被完全釋放出來，在巖漿中形成大小不同的氣泡，冷卻以后，在巖土層中有氣泡的地方就形成了大小不同的氣孔、空洞，可以上下通氣，地下巖溶洞與山洞也是這樣形成的。 即便是純粹的巖石層，雖然質地堅硬、結構緊密，其中間仍然有眾多的小空穴和小縫隙，使氣體能得以正常通行?！ ∵@些一層層冷卻下來的有通孔結構的巖石層和土層共同組成了有通孔結構的地殼，地殼的通孔構造保證了地球內外的物質能量的正常交換。在地殼的長期演化中，由于地層的移動、推擠、抬升、變厚和火山爆發等多種原因，使地質變形，有些地方地層的通氣功能被削弱，甚至喪失通氣功能，但地殼的總體結構和通氣功能不會有太大的改變。 2 地下熱氣與火山爆發 2.1 火山的成因 2.1.1火山爆發的基本原理 火山爆發的基本原理就是高壓鍋式的熱氣膨脹?！ ?.1.2火山形成的三個基本條件 火山形成的三個基本條件：一是地殼底層能夠形成聚集熱氣體的大氣泡或大拱洞;二是地殼底層大量高熱氣體在大氣泡中的繼續聚集和被加熱，三是地殼從底層到表層的不同形式的通孔立體網狀結構。 地殼底層空洞或拱洞的產生的幾種情況：第一，地殼移動造成地殼底層被推擠，抬升而形成拱洞;第二，地殼底層巖漿凝結成固體巖土層時，因巖漿里面含有氣泡而使凝結后的巖土層里存在空洞;第三，地殼底層下面的高熱流體產生的熱氣體向上推動較疏軟的地殼底層而形成拱洞?！ 「鞣N熱氣體物質形態在地殼底層中形成很多熱氣泡，或在地殼底層的拱洞里大量聚集起來形成大熱氣泡，熱氣泡下面的高熱流體不斷向它增補熱氣體，并繼續加熱，使大熱氣泡不斷繼續擴大和膨脹，各種熱氣體混合構成的大熱氣泡就成為易燃易爆的、隨時準備爆炸的火藥庫?！ 〉貧さ耐捉Y構，使在地殼底層的大空洞或拱洞里聚集的高熱高壓熱氣膨脹擴大空間變得較容易，并且，熱氣泡可以順著地層通孔、裂縫、空洞不斷地由里向外地面膨脹、推動、擴展，打通從地殼底層到地表的通道，最后，沖開地面噴出熱氣體和巖漿，形成火山噴發?！ ?.1.3火山的爆發 地殼底層下面的高熱流體內含有的各種物質，如H、O、CL、C等氣體形態被釋放出來，逐漸推動地殼底層的軟巖漿形成大熱氣泡，或在地殼底層的拱洞中大量聚集起來，形成大熱氣泡;另外，高熱流體物質與其他物質進行化學反應生成各種化合物的氣體形態，如H2 O、CO2、N2、HC、HCL等氣體化合物，在孔洞聚在一起，形成混合熱氣泡。高熱流體不停地的運動和進行化學反應，大量的各種熱氣體被不停地創造出來，不斷得到加熱和氣體補充的熱氣泡向四周膨脹，擴大空間變成大熱氣泡，或多個小熱氣泡在膨脹擴大中合并成一個大熱氣泡，大熱氣泡順著巖土層的裂縫或空穴不斷向上伸展膨脹擴大，沖出一條或多條從大熱氣泡到地表的通道。地殼底層下面高熱流體的加熱和地殼的地層重量的壓力作用下，大熱氣團處于高熱高壓的狀態，當其能量的膨脹力積累到能順著它已沖開的通道沖出地面時，高熱氣體就會從這個通道噴涌而出，大氣泡下面受高壓的熱巖漿流體也跟隨其后，噴出地面，這就是火山爆發?！ ?.2 不同時期火山的一些特征 2.2.1地球早期火山的一些特征 總體來說，地球早期的地殼巖土層比較薄，溫度比較高，質地也比較軟，韌性比較大，較容易彎曲，地殼移動時，巖土層受推擠容易彎曲而在底層下面也較容易形成拱洞。地殼底層下面的高熱流體物質在運動中與其外面壓進的物質進行化學反應，生成各種熱氣體物質，這些熱氣體在地殼底部形成很多熱氣泡，或在地殼底部的拱洞之中大量聚集成大熱氣泡，或多個小熱氣泡在膨脹中合成一個大熱氣泡，大熱氣泡向周圍膨脹擴大，向上沖開較薄的地殼表層，熱氣與熱巖漿從地下噴涌而出，向地面推積熱巖漿，就形成了火山。 當時的地殼較薄，受壓的熱氣泡容易沖開地殼表面，當熱氣泡沖開地殼噴涌而出時，下面的高熱巖漿簇擁著熱氣一起噴出，堆集成山，冷卻后成為巖石山。因此，此時的火山有以下明顯的特征：火山持續的時間也較短;火山爆發很少出現反復噴氣的現象;火山沒有明顯的火山口，一座火山就是一堆實心的巖漿，變成一座實心的山峰(含有氣泡的巖漿，冷卻后有山洞);地面溫度較高，火山爆發非常頻繁，大部分陸地表面都能爆發火山?！ ?.2.2地球現階段火山的一些特征 現階段火山的一些特征有：1)現階段火山爆發的次數少，間隔的時間長。原因是：第一，現階段地球內部的地熱量已大大減少，地殼也大大增厚了，在地殼底層的拱洞里聚集的大量的高熱氣泡，積累足夠的膨脹力來沖破厚厚的地殼巖土層，并不很容易;第二，厚厚的地殼巖土層的地質結構是一個有很多小通氣孔和小空洞組成的立體網狀結構，它有很多空間可以吸收和容納很多高熱流體釋放或進行化學反應生成的熱氣體，對已形成的大高熱氣泡的膨脹力還有緩沖的作用，要形成強大的足以爆發火山的大高熱氣泡，需要較長時間的能量積累。 2)現階段的火山有明顯的火山口，山火爆發的持續時間較長。原因是，地下高熱氣泡順著巖土層的裂縫、空洞或通孔，不斷向上推動和擴展，沖出一條或多條從地殼底層到地表的通道，噴出熱氣體和巖漿，形成火山噴發。大量受高壓的熱氣體和巖漿一起通過通道涌向火山口，一次只能有少部分氣體和巖漿通過，受阻而滯留的大量氣體和巖漿要經過長時間的多次反復噴發，才能噴完，火山才能停止。因此，火山噴發巖漿持續的時間較長?！ 』鹕奖l以后，如果地質結構沒有發生太大的改變，地殼底層大熱氣洞仍能形成，能夠重新聚集大量的熱氣體，經過一段時間的氣體能量積累以后，熱氣的膨脹力又可能沖破原火山口，重新噴出熱氣體和巖漿，此火山就變成活火山。相反，就是死火山?！ ?.3 現代火山的分布 對火山分布的考察，必須考慮前面所述的火山爆發的三個條件，前兩個是火山孕育的條件，是火山形成的內在因素，也是考察火山理論分布必須的參考因素;后一個條件是火山最終噴發的外在因素，分析火山實際分布時必須加予考慮。火山的分布可分為理論分布區和實際分布區，理論分布區指的是從理論上說，火山威脅仍存在但很可能不再噴發火山的區域;實際分布區指的是火山威脅存在并一定會噴發火山的區域。 2.3.1現代火山的理論分布區 地球表面上凡是大高原或大山脈的地區都屬于火山的理論分布區，因為大高原或大山脈地區都孕育著火山，都應該噴發火山，歷史上這些地方曾經是火山的多發地，現在，由于地殼地層太厚，準備噴發火山的大熱氣泡的膨脹力最終無法打通一條從地殼底層到地面的通道而噴發火山，至多只能噴發溫泉而已?！ ?.3.2現代火山的實際分布區 有長山脈，地質運動較活躍，海拔較低的地區，是火山實際分布的地區。具體來說，火山實際分布的地區有： 第一，因大陸旋臂陸地西移運動而引起地質較活躍的大西洋西部地區和太平洋中部地區;第二，因南北半球大陸都向北半球北緯30 度左右地區移動集中而相互推擠的南北大陸的中間地帶，即加勒比海地區、印度尼西亞地區和地中海地區?！ ? 地下熱氣與喀斯特地下溶洞和山洞的形成 3.1 地下溶洞和山洞的成因 地下溶洞和山洞并不是水的融蝕或侵蝕的結果。而是，在地球表面厚厚的熱巖漿層冷卻凝結成巖石的過程中，某些仍留在巖漿里的氣態物質被壓成大小不同的各種氣泡，巖漿層冷卻成巖石層后，這些氣泡所在的地方就成了地下溶洞或山洞?！ ?.2 地下溶洞和山洞形成的幾種情況 就地球形成的早期來說，喀斯特地下溶洞和山洞的形成有以幾種情況： 第一，地球表面的巖漿層因與其表面的物質發生反應耗熱和向外空間散熱而逐漸冷卻，變成巖石層，在此過程中，巖漿層釋放出來的氣體物質沒有被散發出去而留在巖漿里形成氣泡，巖漿冷卻后，有氣泡的地方就成了地下溶洞或山洞; 第二，正在巖石化的地球表面巖漿層的下面是流動著的高熱巖漿流體，高熱流體釋放的各種熱氣體物質和同其表相接觸的其他氣體物質發生反應生成的各種熱氣體化合物質，在高熱流體強大的熱力的推動下，向外推動著正在巖石化的地球表面層，并穿過地球表面層向外散發。在這過程中，有的熱氣體散到了地面上，有的熱氣體沒有被散發出去，而是留在正在巖石化的巖漿中形成各種大大小小和各式各樣的氣泡，巖漿冷卻成形后，這些氣泡所在的地方就成了各式各樣的地下溶洞;有部分熱氣體在推動地球表層的過程中，在正在巖石化的巖漿層里的孔洞或拱洞中聚集，形成大氣泡，這些大氣泡不斷得到下面高熱氣體層釋放的高熱氣體和熱量的補充，不斷向周圍膨脹和擴大，當其積累了足夠多的熱氣體和熱能，使其產生的膨脹力能夠沖開一條或多條通道到達地表層時，大氣泡里的高熱氣體就順著這此通道沖出地表層，其后處于高壓狀態的高熱巖漿也跟隨其后噴涌而出，形成火山，噴涌出來的巖漿在地面堆成山，冷卻后就成了巖石山，如果巖漿里的氣體物質沒有被釋放出來，氣體就在巖漿里形成氣泡，巖漿冷卻后就成了巖石山的山洞，這就是山洞的形成過程;
相關閱讀
