火山和温泉

1. 温泉是原来的火山口吗

温泉的形成可分为两种：
一.是地壳内部的岩浆作用形成，或火山喷发所伴随产生，火山活动过的死火山地形区，因地壳板块运动隆起的地表，地底下还有未冷却的岩浆，均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中，因此只要附近有孔隙的含水岩层，不仅会受热成为高温的热水，而且大部份会沸腾为蒸气，多为硫酸盐泉。
二.是受地表水渗透循环作用所形成。也就是当雨水降到地表向下渗透，深入地壳深处的含水层形成地下水，。地下水的地热加热成为热水，深部热水多数含有气体，气体以二氧化碳为主，当热水温度升高，上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路，会使压力愈来愈高，以致热水、蒸气处于高压状态，一有裂缝即窜涌而上。热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少，由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀，减轻热水的密度，膨胀的蒸气更有利于热水上升。上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流，在开放性裂隙阻力较小的情况下，循裂隙上升涌出地表，热水即可源源不绝涌升，终至流出地面，形成温泉。在高山深谷地形配合下，谷底地面水可能较高山，中地下水位低，因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处，而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大，温泉大多发生在山谷中河床上。

2. 活火山死火山有什么区别，温泉是依赖火山而活在吗

火山按其活动性质，分为活火山、休眠火山和死火山三种类型。 活火山：具有活动能力的火山，包括那些现在还在经常喷发的火山和那些虽已长期没有喷发，但在人类历史上有过喷发活动的火山。 休眠火山：长期没有喷发活动，但将来还会喷发的火山。是在沉睡中的火山，离开了地壳移动地带，暂时停止活动，一旦再次进入地壳移动地带，便会有再次爆发的机会。它和活火山之间，很难划出明确的区分界限。 死火山：已经没有活动能力的火山，有的还保存有火山特有的形态，但在历史上既没有喷发的记载，又无活动性表现。 据统计，现在全世界约有500多座活火山，其中四分之三分布在环太平洋沿岸，形成了著名的环太平洋活火山带；其次是阿尔卑斯、喜马拉雅活火山带，它们都位于新生代岩石圈构造活动带内，这就是现代火山分布的规律。 我国境内已发现的死火山、休眠火山遗迹共600余座。主要分布在东北、山西大同、东南沿海、台湾岛和云南西部腾冲等地。活火山与火山活动地区则分布在台湾岛和云南腾冲一带。 火山除对人类造成危害外，还有对人类有利的一面。火山灰是天然的矿物质肥料；火山口附近凝结形成了多种有用矿物，主要有砷、氯、硼、硫，有时还会富集铁、铜、金刚石等矿产资源；火山与火山活动地区地热资源丰富，常以温泉、热泉、沸泉等形式出现，这些自然资源被开发利用后，可为人类造福。此外，活火山还为人类提供了窥测研究地球内部物质组成、动能等多种作用的“窗口”。 活火山 例:台湾大屯火山群的七星山,维苏威火山 死火山 例:山西大同附近的死火山群 休眠火山 例:我国长白山的白头山,黑龙江五大莲池

3. 温泉和地震，火山有必然的关系吗

有一定的联系。
温泉的形成温泉的形成,一般而言可分为两种：一种是地壳内部的岩浆作用所形成,或为火山喷发所伴随产生,火山活动过的死活山地形区,因地壳板块运动隆起的地表,其地底下还有未冷却的岩浆,均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中,因此只要附近有孔隙的含水岩层,不仅会受热成为高温的热水,而且大部份会沸腾为蒸气.多为硫酸盐泉.二则是受地表水渗透循环作用所形成.也就是说当雨水降到地表向下渗透,深入到地壳深处的含水层形成地下水,(砂岩、砾岩、火山岩、这些良好的含水层).地下水受下方的地热加热成为热水,深部热水多数含有气体,这些气体以二氧化碳为主,当热水温度升高,上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路,会使压力愈来愈高,以致热水、蒸气处于高压状态,一有裂缝即窜涌而上.热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少,由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀,减轻热水的密度,这些膨胀的蒸气更有利于热水上升.上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流,在开放性裂隙阻力较小的情况下,循裂隙上升涌出地表,热水即可源源不绝涌升,终至流出地面,形成温泉.在高山深谷地形配合下,谷底地面水可能较高山中地下水位低,因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处,而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大,温泉大多发生在山谷中河床上。

4. 温泉水与 火山有什么关系麽

具有一定热度的地下水称温泉水，是地下水长期运移过程中吸收地壳的热能而形成的，一般与地球上火山和晚期岩浆活动有关。冷却过程中的岩浆使地下水升温，并沿地壳上的深大裂缝——断裂溢出，形成温泉。

5. 火山气体和温泉

火山气体的化学组成是自然变化的，并在样品收集、储存和处理过程中明显改变。大气污染相对较容易识别和修正，但是解决近地表环境的自然污染则要困难得多。因此，识别真正的幔源气体，除了利用氦，仍然存在很大的问题。除了同化混染作用外，历史时期的脱气作用也能够明显改变岩浆挥发分的同位素组成。

3.4.2.1 水

火山喷发和地热系统中水的来源，是一个长久以来地球化学领域的研究难题:有多少水来自岩浆本身?又有多少水是循环的大气水?其中一个最重要而明确的结论来自于对火山热液系统中稳定同位素的研究，认为多数温泉水来自当地大气降水(Craig et al.，1956;Clayton et al.，1968;Clayton ＆ Steiner，1975;Truesdell ＆ Hulston，1980，等等)。

多数温泉水D的含量与当地降水类似，但由于在高温下与围岩进行同位素交换，因此这些温泉水往往富集¹⁸O。氧同位素变化的量级取决于水和岩石的氧同位素组成、岩石的矿物学性质、温度、水/岩石比及其相互作用的时间。

不过，越来越多的证据显示，在研究火山系统时不应将岩浆水成分排除在外。随着全世界越来越多有关火山数据的得出，尤其是高纬度地区的火山相关数据，Giggenbach(1992)证实，¹⁸O的“水平”偏移只是一种巧合，而非一般性规律:氧同位素组成的迁移常伴随有D的偏移(图3.10)。Giggenbach(1992)指出，所有这些水都具有类似的趋势:与当地地下水的混合产生了相对一致的同位素组成，δ¹⁸O值约为+10‰，其δD值约为－20‰。Gigenbach认为普通安山质岩浆中δD值为－20‰，远远高于一般认定的地幔水的组成，因此，其最有可能的来源是，被俯冲板片带至岛弧岩浆源区的循环海水。

图3.10 热液和相关地下水的同位素组成(据Giggenbach，1992)

在分析火山脱气产物的同位素数据时，有时被忽视的因素是沸腾效应。热液中蒸气的丢失可导致同位素分馏。可利用已知的与温度相关的分馏系数，以及沸腾过程中蒸气和液体水的接触时间来定量估算沸腾效应对水同位素组成的影响(Truesdell ＆ Hulston，1980)。

3.4.2.2 碳

CO₂是火山气体中第二种主要组分。对全球构造活跃区的CO₂射气作用研究后，Barnes et al.(1978)认为，CO₂的δ¹³C值在－8‰～－4‰之间，主要为地幔来源。不过，地壳和地幔的同位素组成大致相同，并且许多地表作用也可以改变碳的同位素组成，因此，上述结论受到了质疑。一种具有发展前景的研究方法是，分析直接来自高温岩浆中CO₂的¹³C含量。

夏威夷的基拉韦厄(Kilauea)火山，是世界上进行气体收集和同位素分析历史最长的火山，其数据库包括了1960～1985年期间收集的数据(Gerlach ＆ Thomas，1986;Gerlach ＆ Taylor，1990)。Gerlach ＆ Taylor(1990)对基拉韦厄火山所有的顶部岩浆射气的δ¹³C值进行了估算，结果认为，最佳的平均值为－3.4‰±0.05‰。他们提出了二阶段脱气模型来解释这一结果:第一阶段，顶部岩浆房内的岩浆上升和压力平衡;第二阶段，在岩浆上升和爆发过程中，顶部岩浆在近表面处的快速降压。研究显示，顶部气体可直接代表母岩浆的碳同位素组成(δ¹³C=－3.4‰)，而东非裂谷带爆发期释放气体的δ¹³C值则为－7.8‰，符合浅部岩浆系统中脱气对岩浆的影响。

已有文献资料证实，MORB包裹体中的CO₂来源于上地幔。在俯冲相关的岛弧火山作用中，大部分碳可能来自石灰岩和有机碳。Sano ＆ Marty(1995)证实，CO₂/³He比和δ¹³C值可用于区别沉积物有机碳、石灰岩碳和MORB碳。Nishio et al.(1998)和Fischer et al.(1998)据此得出结论，俯冲带中2/3的碳来自碳酸盐，1/3来自有机碳。Shaw et al.(2003)在中美洲岛弧火山中发现，更高比例的CO(>80%)来自海相碳酸盐。因此源自原生地幔的碳在俯冲环境中只发挥很小的作用。

除了CO₂，文献还报道了在高温热液流体中发现了甲烷(Welhan，1988;Ishibashietal.，1995)。即使在系统中出现了³He的异常，这些甲烷的来源也尚不清楚。而东太平洋洋隆(East Pacific Rise)的甲烷被认为是源于非生物成因的岩浆(Wellhan，1988)，冲绳海槽(Okinawa trough)则认为具有热成因来源(Ishibashietal.，1995)。

近年来，越来越多的证据显示，Fischer-Tropsch型反应(在催化剂作用下CO或CO₂被H₂还原)过程中能够以非生物方式形成甲烷(Sherwood-Lollar et al.，2006;McCollom ＆ Seewald，2006，等等)。非生物热液条件下合成的碳氢化合物(C₁－C₄)与CO₂来源的同位素组成相比，明显亏损¹³C。¹³C的亏损程度与生物作用过程的碳同位素分馏类似，因此，很难区分还原碳是生物成因的还是非生物成因的。这一发现对于讨论地球早期生物圈具有重要意义。Sherwood-Lollar et al.(2002)发现，与生物来源的脱气过程相反，¹³C含量随碳数量C₁－C₄的增加而降低，但是这一变化趋势，在Fu et al.(2007)的实验中未能证实。

3.4.2.3 氮

由于MORB(δ¹⁵N=－5‰)、大气(δ¹⁵N=0)和沉积物(δ¹⁵N=+6‰～+7‰)中存在较大的氮同位素组成差异，因此氮可用作地表和地幔之间挥发分循环的潜在示踪剂。Zimmer et al.(2004)，Clor et al.(2005)以及Elkins et al.(2006)证实，氮同位素非常适用于确定俯冲带中有机物的去向。这些研究已证实，沿哥斯达黎加、尼加拉瓜和印度尼西亚岛弧分布的有机来源氮的贡献是不同的。例如，Elkins et al.(2006)估计，沉积物对尼加拉瓜火山前缘火山气体和地热气体的贡献约占70%。

3.4.2.4 硫

由于火山气体中除了SO₂外，还有较多H₂S、硫酸盐和单质硫，因此其中的硫来源是非常复杂的。硫同位素的总组成必须根据质量平衡进行计算。在低温和高温下与玄武岩熔体达到平衡的主要含硫气体为SO₂。随着温度的降低或水逸度的增加，H₂S变得更稳定。极高温度下，样品中δ³⁴S值是估计岩浆中³⁴S含量的最佳途径(Taylor，1986)。Sakai et al.(1982)指出，基拉韦厄火山硫质气体的δ³⁴S值介于+0.7‰～+1‰之间，与之相比，Allard(1983)测量的埃特纳山(Mount Etna)火山气体的δ³⁴S值则介于+0.9‰～+2.6‰之间。由安山岩和英安岩组成的火山中的SO₂更富³⁴S。印度尼西亚弧火山更是如此，Poorter et al.(1991)测得总δ³⁴S值为+5‰。俯冲大洋地壳向弧火山提供了富³⁴S的硫。

总之，火山气体和热泉的稳定同位素(H、C、S)分析，可用来估计地幔源的同位素组成。但必须注意的是，尤其是地表环境中产生的混染、同化和气相同位素分馏，很大程度上增加了这种推论的不确定性。如果能透彻了解这些次生影响，则火山气体和热泉的H、C、N和S同位素较小的差异可能是源于不同的地质构造背景。

6. 中国有火山吗有温泉的地方会引发火山吗

中国有火山，主要分布在东北地区、内蒙古及晋冀二省北部、雷州半岛及海南岛、云南腾冲、羌塘(藏北)高原、台湾、太行山东麓及华北平原等地。中国火山活动大部分属于环太平洋火山带的大陆边缘火山，主要受华夏系、新华夏系断裂及与之相交的北西向断裂控制，为喜马拉雅造山运动的产物。
有温泉的地方不一定会引发火山。有温泉的地方并不一定有火山，也有是因为地下水受下方的地热加热成为热水，进而形成温泉。
温泉（hot spring）是泉水的一种，严格意义说，是从地下自然涌出的自然水，泉口温度显著地高于当地年平均气温而又低于（等于）45度的地下水天然泉水叫温泉，并含有对人体健康有益的微量元素的矿物质泉水。现在也有很多地区人工打井，一般在600-2000米，用深水水泵抽取地下水，富含多种有益矿物质，水温一般在20度以上，也叫温泉井。
形成原因有两种：
一种是地壳内部的岩浆作用所形成，或为火山喷发所伴随产生，火山活动过的死火山地形区，因地壳板块运动隆起的地表，其地底下还有未冷却的岩浆，均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中，因此只要附近有孔隙的含水岩层，不仅会受热成为高温的热水，而且大部份会沸腾为蒸气，多为硫酸盐泉。
二则是受地表水渗透循环作用所形成。也就是说当雨水降到地表向下渗透，深入到地壳深处的含水层形成地下水，(砂岩、砾岩、火山岩、这些良好的含水层)。地下水受下方的地热加热成为热水，深部热水多数含有气体，这些气体以二氧化碳为主，当热水温度升高，上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路，会使压力愈来愈高，以致热水、蒸气处于高压状态，一有裂缝即窜涌而上。热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少，由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀，减轻热水的密度，这些膨胀的蒸气更有利于热水上升。上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流，在开放性裂隙阻力较小的情况下，循裂隙上升涌出地表，热水即可源源不绝涌升，终至流出地面，形成温泉。在高山深谷地形配合下，谷底地面水可能较高山，中地下水位低，因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处，而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大，温泉大多发生在山谷中河床上。

7. 火山跟温泉有什么关系呢

火山就是两块板块挤压后地表破裂而山里面含有地球比较内层的岩浆，温泉就是地球上的湖水，只不过是湖水下面的地层与地下层比较接近的地方，当男人形容成火山，女人是温泉时，就是说、男人的欲望比较忍不住，容易爆发出来，而女性则不会随便爆发，上面有层水覆盖着。

8. 火山温泉是怎样形成的

温泉的产生往往和火山与断层有关。火山爆发的时候，地球内部大量熔融的岩浆冲出地面。可是也有不少岩浆并没有冲出地面，而是仍在接近地表一带。这部分留在地面以下的岩浆，把自己的热量慢慢地散到地层里，使周围的地下水变成热水，然后再沿断层或裂隙上升到地表而形成温泉。所以在有过火山活动的地区，很有可能出现温泉。

9. 火山附近的温泉是怎样形成的

有些地下水会自动流到地面来，这就是泉水；如果流出的水是热的，我们就叫它温泉，它在地层中的总量有7亿立方千米之多。一般来说，温泉的水温在40℃以上。

温泉大多发生在火山附近，这是因为地下灼热的岩浆把岩层烤热，地下水流经这些岩层的缝隙时也会变热，再流到地面就成了温泉。另外，如果地下水在地下很深的地方流过也会变热，因为越往地下温度越高。出现在远离火山地带的温泉都是这样形成的。

温泉的水里含有很多稀有元素，能消毒、杀菌和治疗某些疾病，所以人们都喜欢到温泉地区洗温泉浴。

10. 为什么火山附近会有温泉

温泉是泉水的一种，传统上，当一处泉水其温度高於当地地面空气年平均温度时会被冠上「温」（thermal）泉或是「热」（hot）泉。现今在我国的温泉子法中则规定，温泉温度需超过摄氏三十度以上，且其内的矿物离子浓度需超过一定的标准。

既然温泉有一定的温度，则泉水必定在地下有经过热源的加热。在火山区域，由於炙热的岩浆库接近地表的缘故，地下水容易接触到热源并涌出地表，因此容易产生温泉露头。而在一般非火山区域，其实也是有温泉的出现，这是为什麼呢？

探勘发现，愈往地球内部深处温度就愈高，地球的热能（地热）也因此会从内部往地表散出。在大陆地壳，平均的地温梯度是每公里增加摄氏三十度。地球内部有些热能是由初生时残留下来的，有些热能则是现今才产生的。除了小部分是由潮汐能所产生外，大部份都是放射性元素蜕变而放出的能量。

若有深入地下的长裂隙提供地下水循环上升的管道（深入地下 2 公里温度便可介於 40~60 度），也可以形成温泉。所以温泉的形成不一定要有很高的温度梯度。这也就是为什麼地球表面到处都有温泉的缘故。