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1、地下热气对火山、地下溶洞和大地震的形成的作用.freel.北京:地质出版社,2005.2宋春青等编着.地质学基础M.北京:地质出版社,1996.3沈春康主编.大气热力学M.北京:气象出版社,1983.4贾月梅主编.流体力学M.北京:国防工业出版社,2006.5马宗晋等.1966-1977年中国九大地震M.北京:地震出版社,1982,44.6耿庆国.旱震关系与大地震中期预报J.中国科学,1984,7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
2、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,在此过程中,岩浆层释放出来的气体物质没有被散发出去而留在岩浆里形成气泡,岩浆冷却后,有气泡的地方就成了地下溶洞或山洞;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
3、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。在这过程中,有的热气体散到了地面上,有的热气体没有被散发出去,而是留在正在岩石化的岩浆中形成各种大大小小和各式各样的气泡,岩浆冷却成形后,这些气泡所在的地方就成了各式各样的地下溶洞;有部分热气体在推动地球表层的过程中,在正在岩石化的岩浆层里的孔洞或拱洞中聚集,形成大气泡,这些大气泡不断得到下面高热气体层释放的高热气体和热量的补充,不断向周围膨胀和扩大,当其积累了足够多的热气体和热能,使其产生的膨胀力能够冲开一条或多条通道到达地表层时,大气泡里的高热气体就顺着这此通道
4、冲出地表层,其后处于高压状态的高热岩浆也跟随其后喷涌而出,形成火山,喷涌出来的岩浆在地面堆成山,冷却后就成了岩石山,如果岩浆里的气体物质没有被释放出来,气体就在岩浆里形成气泡,岩浆冷却后就成了岩石山的山洞,这就是山洞的形成过程;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。正在岩石化的岩浆中热气泡多的地方,有的挤在一起,有的合成较大的热气泡,冷却后这些热气泡所在的地方就变成了地下溶洞群。以上就是地下溶洞和山洞形成
5、的原因。现代玻璃器皿工业从侧面证明了这个过程的正确性,玻璃器皿的主要原料是岩石,即某些岩石按一定的比例组成,经过烧煮成热岩浆,然后用金属管往一定量的岩浆球里吹气,就能制成各种各样的空心玻璃器皿,地下溶洞与山洞的形成与玻璃器皿的空心的形成原因是同一个道理。4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。4.2.
6、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。但是,由于一些因素影响
7、,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。在大热气泡膨胀时期发生爆炸引起大地震的这种情况并不多,主要发生在地壳的深层部位,这种情况不是大地震的主要形式。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
8、气泡逐渐转变成引发大地震的大热气洞。当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力
