地下热气对火山、地下溶洞和大地震的形成的作用.doc

学号：20100507068本科毕业论文专 业 地理科学 年 级 2010级 姓 名 论文题目 地下热气对火山和大地震的形成的作用 指导教师 职称 助 教 2013年5月21日 6 目 录摘 要1关键词1Abstract1Key Words1引言21. 地下热气与地壳的通孔结构的产生21.1 高热气体的产生21.2 地壳的通孔结构22. 地下热气与火山爆发22.1 火山的成因22.2 不同时期火山的一些特征32.3 现代火山的分布33. 地下热气与喀斯特地下溶洞和山洞的形成43.1地下溶洞和山洞的成因43.2地下溶洞和山洞形成的几种情况44. 地下热气与大地震的形成54.1大地震的源头54.2大地震的形成54.3余震的产生54.4大地震的分布54.5天坑或“陨石坑”的产生55.总结6参考文献6地下热气对火山、地下溶洞和大地震的形成的作用学生姓名： 学号： 信阳师范学院华锐学院理工系 地理科学专业指导老师： 职务：助教摘要: 火山、地下溶洞和大地震的形成都因地下热气体的聚散而产生的。地下热气的存在使地壳形成时在地层中出现热气泡,岩层冷却凝结,其中的热气泡所在的地方变成了地下溶洞;热气泡膨胀扩张,冲出一条或多条从地壳底层到地表的通道,往地面喷出岩浆,就形成火山;热气泡降温收缩,造成热气泡上面的岩石层拱顶坍塌,引发热气爆炸而发生大地震。纷繁多变的地质活动和现象,都是地下热气发生作用的结果,地下热气的消长是地球物质运动和变化的主要原因。 关键词: 地下热气;地壳;热气泡;火山;地下溶洞;大地震Abstract：The formation of volcanoes, underground caverns and earthquake underground hot gas and everything. Hot bubble, rock cools and condenses the existence of underground hot air the crust formed in the formation, one of the hot bubble where the place into an underground cave; hot bubble expands expansion, out of one or more channels from the bottom of the crust to the surface , belching lava to the ground, on the formation of volcanoes; cool the hot bubble contraction, resulting in the collapse of the rock layers above the vault of the thermal bubble, heat explosion triggered a major earthquake. Various geological events and phenomena are the result of the underground heat, the ebb and flow of the underground heat is the main reason of earth material movement and change.Key Words：Underground heat; crust; thermal bubble; volcano; underground cave; major earthquake引言 空心玻璃器皿的制作过程说明了气可以改变和塑造热岩浆的形状,热岩浆内存在气泡可以使之冷却后形成中空,变成空心玻璃器皿,由此可以推知,地球的岩浆冷却凝结成山或岩石层时内中包裹着气泡,有气泡的地方凝固成形变成空洞,从而形成了现在的山洞和地下溶洞。推而广之,形成地震和火山的地下热气洞也是由热气的作用而产生的。热气的长消、聚散造成了地质的活动,生成了各种各样的地质现象。1 地下热气与地壳的通孔结构的产生1.1 高热气体的产生 高热气体的产生主要有两种形式:第一,当高热岩浆流体物质处于高热离子形态时,各种物质无差别地融为一体,当高热岩浆流体温度降到一定的程度,存在于高热流体的各种物质就会还原其气体形态而被释放出来,形成高热的气体形态;第二,地壳底层下面的高热岩浆流体同其外与之相接触的物质发生反应,或高热岩浆流体生成各种热气体物质之间发生反应,生成各种热气体化合物,形成高热气体形态。1.2 地壳的通孔结构 地球原来是一个火球,构成地球表面的高热流体物质同外面与之相接触的气体物质发生反应消耗热量,并向外空间散发热量而逐渐冷却下来,凝结成坚硬的岩石层和较松软的土层相间的地壳。高热流体从地球表面向里一层层往下逐渐由外到里层层冷却,凝结成新的岩石层或土层,这些冷却下来的新的岩石层或土层共同构成了地球的地壳。此过程不断继续,地壳变得越来越厚。2 地下热气与火山爆发2.1 火山的成因2.1.1火山爆发的基本原理 火山爆发的基本原理就是高压锅式的热气膨胀。2.1.2火山形成的三个基本条件 火山形成的三个基本条件:一是地壳底层能够形成聚集热气体的大气泡或大拱洞;二是地壳底层大量高热气体在大气泡中的继续聚集和被加热,三是地壳从底层到表层的不同形式的通孔立体网状结构。2.1.3火山的爆发 地壳底层下面的高热流体内含有的各种物质,如H、O、CL、C等气体形态被释放出来,逐渐推动地壳底层的软岩浆形成大热气泡,或在地壳底层的拱洞中大量聚集起来,形成大热气泡;另外,高热流体物质与其他物质进行化学反应生成各种化合物的气体形态,如H2 O、CO2、N2、HC、HCL等气体化合物,在孔洞聚在一起,形成混合热气泡。高热流体不停地的运动和进行化学反应,大量的各种热气体被不停地创造出来,不断得到加热和气体补充的热气泡向四周膨胀,扩大空间变成大热气泡,或多个小热气泡在膨胀扩大中合并成一个大热气泡,大热气泡顺着岩土层的裂缝或空穴不断向上伸展膨胀扩大,冲出一条或多条从大热气泡到地表的通道。地壳底层下面高热流体的加热和地壳的地层重量的压力作用下,大热气团处于高热高压的状态,当其能量的膨胀力积累到能顺着它已冲开的通道冲出地面时,高热气体就会从这个通道喷涌而出,大气泡下面受高压的热岩浆流体也跟随其后,喷出地面,这就是火山爆发。2.2 不同时期火山的一些特征2.2.1地球早期火山的一些特征总体来说,地球早期的地壳岩土层比较薄,温度比较高,质地也比较软,韧性比较大,较容易弯曲,地壳移动时,岩土层受推挤容易弯曲而在底层下面也较容易形成拱洞。地壳底层下面的高热流体物质在运动中与其外面压进的物质进行化学反应,生成各种热气体物质,这些热气体在地壳底部形成很多热气泡,或在地壳底部的拱洞之中大量聚集成大热气泡,或多个小热气泡在膨胀中合成一个大热气泡,大热气泡向周围膨胀扩大,向上冲开较薄的地壳表层,热气与热岩浆从地下喷涌而出,向地面推积热岩浆,就形成了火山。12.2.2地球现阶段火山的一些特征 现阶段火山的一些特征有:1)现阶段火山爆发的次数少,间隔的时间长。原因是:第一,现阶段地球内部的地热量已大大减少,地壳也大大增厚了,在地壳底层的拱洞里聚集的大量的高热气泡,积累足够的膨胀力来冲破厚厚的地壳岩土层,并不很容易;第二,厚厚的地壳岩土层的地质结构是一个有很多小通气孔和小空洞组成的立体网状结构,它有很多空间可以吸收和容纳很多高热流体释放或进行化学反应生成的热气体,对已形成的大高热气泡的膨胀力还有缓冲的作用,要形成强大的足以爆发火山的大高热气泡,需要较长时间的能量积累。2.3 现代火山的分布 对火山分布的考察,必须考虑前面所述的火山爆发的三个条件,前两个是火山孕育的条件,是火山形成的内在因素,也是考察火山理论分布必须的参考因素;后一个条件是火山最终喷发的外在因素,分析火山实际分布时必须加予考虑。2火山的分布可分为理论分布区和实际分布区,理论分布区指的是从理论上说,火山威胁仍存在但很可能不再喷发火山的区域;实际分布区指的是火山威胁存在并一定会喷发火山的区域。2.3.1现代火山的理论分布区 地球表面上凡是大高原或大山脉的地区都属于火山的理论分布区,因为大高原或大山脉地区都孕育着火山,都应该喷发火山,历史上这些地方曾经是火山的多发地,现在,由于地壳地层太厚,准备喷发火山的大热气泡的膨胀力最终无法打通一条从地壳底层到地面的通道而喷发火山,至多只能喷发温泉而已。2.3.2现代火山的实际分布区 有长山脉,地质运动较活跃,海拔较低的地区,是火山实际分布的地区。具体来说,火山实际分布的地区有: 3 地下热气与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蚀或侵蚀的结果。而是,在地球表面厚厚的热岩浆层冷却凝结成岩石的过程中,某些仍留在岩浆里的气态物质被压成大小不同的各种气泡,岩浆层冷却成岩石层后,这些气泡所在的地方就成了地下溶洞或山洞。3.2 地下溶洞和山洞形成的几种情况 就地球形成的早期来说,喀斯特地下溶洞和山洞的形成有以几种情况:第一,地球表面的岩浆层因与其表面的物质发生反应耗热和向外空间散热而逐渐冷却,变成岩石层。第二,正在岩石化的地球表面岩浆层的下面是流动着的高热岩浆流体,高热流体释放的各种热气体物质和同其表相接触的其他气体物质发生反应生成的各种热气体化合物质,在高热流体强大的热力的推动下,向外推动着正在岩石化的地球表面层,并穿过地球表面层向外散发。 第三,有的已经冲开了一条或几条通道准备爆发火山的大气泡,后来没有力量冲破地表层形成火山的,地表层冷却成岩石层后,这个大气泡和它冲开的通道就成了大溶洞和延绵几公里甚至几十公里的地下溶洞通道。34 地下热气与大地震的形成4.1 大地震的源头 大地震的源头是地层深处含有各种热气体的大热气泡,没有形成火山转而引发大地震。4.2 大地震的形成 大地震的形成主要有两种,一是地下大热气泡在膨胀扩大中发生爆炸而产生大地震;二是地下大热气泡在降温收缩的过程中,大热气泡上面的岩石层拱顶坍塌发生爆炸而产生大地震。44.2.1大热气泡的膨胀爆炸 地壳下面高热岩浆流体层不断向其外面散发热量,并与周围的气体物质进行各种热反应生成高热气体,在强大热力的推动下,高热气体向上推动正在岩石化的软岩石层而在其中形成热气泡,或在因岩石层运动形成拱洞的地方聚集形成热气泡,下面活跃的高热岩浆流体生成的各种高热气体不断充实这些已形成的热气泡,并继续加热,使其不断地向周围膨胀,扩大空间,经过长期的积累,或多个热气泡合并,最终形成具有巨大能量的大热气泡,大热气泡里的气体很多是易燃易爆的各种气体化合物,并处于高热高压状态,使得大热气泡就像一个大火药库,准备向地面继续扩张喷发火山。5但是,由于一些因素影响,没有爆发火山之前就发生爆炸,造成地面大面积山体坍塌,形成大地震。4.2.2大热气泡的岩石层拱顶的坍塌爆炸准备喷发火山的地下大热气泡,由于地热的消耗,即高热流体物质不断向外散热而使地层温度逐渐降低,原来的高热岩浆流体层随着温度的逐步降低而相应地岩石化,大热气泡的洞壁也因岩石化而逐渐固定下来,泡里的高热气体也因周围温度的逐渐降低而相应地降低,其受到来自下面的热量和热气的补充也在逐渐减少,使大热气泡里的热气膨胀力大大减小,从而使本来要发生火山的大热气泡逐渐转变成引发大地震的大热气洞。4.4 大地震的分布大地震是由孕育火山的大热气泡转变过来的,火山的理论分布区也就是大地震的分布区。具体来说,地面上凡是有大高原或大山脉的地区,都是大地震的分布区。4.5 天坑或“陨石坑”的产生 某个地面向下坍塌而出现的大井坑,谓称天坑,也可称之微型地震。天坑产生的原因是,地热因不断散耗而向地心退去,使地热气向上的推动力减弱,对液体层的液体物质的推动力也减弱,造成地下水位、石油和天然气储藏位的下降,最直接的反应是,地下水位的下降,使原储存地下水的充满孔隙的疏松的土层因缺水而出现空洞和能游动的软泥土,引起上面土块下陷弥补地下空间而出现天坑。65 结语纷繁多变的地质活动和现象,都是地下热气发生作用的结果,地下热气的消长是地球地质运动和变化的主要原因。地球地质的运动,如地壳的地质构造、火山、地下溶洞和山洞、大地震等地质运动,地下热气都直接参与其中,没有地热气的作用,就没有这些现象的发生。地热气的耗散是地球与其外宇宙进行物质能量交换的结果,地热气耗散的过程也是地球从生产、发展到消亡的不可避免的自然过程,当今,石油、天然气和深矿石的大量