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一本正經(jīng)的“吐”泥巴!它竟然是“假”火山

中國地震局火山研究所 徐智濤
原創(chuàng)
火山學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)、地震與火山災(zāi)害等領(lǐng)域科普視頻
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泥火山(Mud volcano)是一種獨(dú)特的地質(zhì)現(xiàn)象,其形態(tài)與巖漿作用形成的火山相類似,但泥火山噴發(fā)物主要為泥漿、水和氣體(如甲烷、二氧化碳等),而非熾熱的巖漿。所以說,泥火山喜歡一本正經(jīng)的“吐”泥巴,竟然是“假”火山!

泥火山的分類多種多樣,依據(jù)形態(tài)可以分為堆積錐式、凹盆式和半堆積錐凹盆式等;依據(jù)錐體高度可分為大型、中型和小型;依據(jù)地理位置可分為陸地和海底泥火山;還可以依據(jù)泥火山口大小、天然與人工成因劃分等等。泥火山主要發(fā)育在沉積速率較快和大陸邊緣的橫向擠壓構(gòu)造作用的盆地中,形成和噴發(fā)均與地下富含石油與天然氣、地震和火山活動等有關(guān)聯(lián)。泥火山的噴發(fā)須具備泥漿源、上升通道和承壓的氣體三個要素。并且,泥火山對區(qū)域大地構(gòu)造、生物地球化學(xué)、地質(zhì)災(zāi)害、全球氣候變化和油氣勘探等問題的研究有著重要意義,現(xiàn)今已成為地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。

全球陸地范圍內(nèi)發(fā)育的泥火山區(qū)超過40個,海底發(fā)育的泥火山區(qū)超過20個。每個發(fā)育區(qū)的泥火山從幾座至百余座不等??傮w而言,全球陸地和海底擁有的泥火山已超過2000座,分布在中國、意大利、美國、阿塞拜疆、伊朗和羅馬尼亞等地。此外,陸地泥火山釋放的氣體以甲烷為主,還有氮?dú)狻⒍趸己土蚧瘹涞?,而海底泥火山釋放的氣體則包含氮?dú)?、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、硫化物和惰性氣體等。

阿塞拜疆泥火山群(上圖,圖源于網(wǎng)絡(luò))、意大利那不勒斯圣費(fèi)利西塔地區(qū)泥火山與噴口附近的硫磺結(jié)晶體(下左一和下左二,原創(chuàng)圖件)、中國臺灣省屏東縣鯉魚山泥火山(下右二,圖源于網(wǎng)絡(luò))和中國新疆維吾爾自治區(qū)艾其溝2號泥火山(下右一,原創(chuàng)圖件)

我國的泥火山群主要分布在新疆維吾爾自治區(qū)、青海省、臺灣省和四川省等地區(qū)。其中,新疆維吾爾自治區(qū)是我國泥火山群的主要分布區(qū),泥火山主要分布在烏蘇(白楊溝和艾其溝)、獨(dú)山子和霍爾果斯等地。這些泥火山出露區(qū)的地層主要為泥砂質(zhì)巖,富含多層地下水,這些地下水通常具有層壓高、礦化度高、天然氣或石油含量高的特點(diǎn)。

新疆維吾爾自治區(qū)部分泥火山群的空間展布圖和數(shù)字高程模型圖(圖源于吉林一號高分衛(wèi)星對地觀測影像和國家地理信息公共服務(wù)平臺)

烏蘇泥火山群位于我國天山北坡丘陵地帶,處在紅車斷裂與烏魯木齊西–西古南斷裂交匯區(qū)域(其中,烏魯木齊西–西古南斷裂活動時(shí)間至少為晚更新世),主要包含白楊溝泥火山群和艾其溝泥火山群。其中,白楊溝泥火山群位于新疆維吾爾自治區(qū)烏蘇市西南約43公里處,所有泥火山集中分布在白楊溝鎮(zhèn)附近不到0.5平方公里的范圍內(nèi),星散分布在方圓約半公里的山坡和谷地里,泥火山群的分布區(qū)第四紀(jì)地層以分成沙丘、風(fēng)成黃土和砂石沙土為主。泥火山口最多時(shí)有100多個,目前有21–40個正在噴發(fā),最大直徑泥火山口約1.6米,也是我國最大規(guī)模的泥火山群。這些泥火山口多呈圓形或橢圓形,噴涌出的天然氣和泥漿在火山口內(nèi)不斷地翻騰。噴發(fā)較為劇烈的泥火山,每分鐘噴發(fā)次數(shù)超過60次,噴發(fā)出的泥漿粘稠且滑潤,味道略帶咸味。有的泥火山噴發(fā)出的泥漿表層還漂浮著石油,猶如大地在沸騰。經(jīng)過科學(xué)家測定,噴涌出的泥漿中富含甲烷、氡、氫氣和二氧化碳等氣體。白楊溝泥火山群噴涌出的泥漿溫度均很低,以至于將手放進(jìn)去都會感到冰涼,當(dāng)?shù)厝艘卜Q之為“涼火山”。

新疆維吾爾自治區(qū)艾其溝泥火山群1號泥火山(原創(chuàng)影像)

艾其溝泥火山群的泥火山大多呈孤立圓錐狀,而且泥火山群的分布區(qū)第四紀(jì)地層以砂、泥和亞砂土為主。其中,兩座泥火山高約9米,相距約10米,是我國罕見的“孿生噴泥錐泥火山”。與白楊溝泥火山群相比,其噴發(fā)物粘稠度更高,外形與巖漿作用形成的火山相似。泥堆外表布滿密集的流痕和沖跡,這些痕跡相互交織,酷似將兩座泥火山纏在一起的“大樹根”。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,兩座泥火山宛如身著拖地長裙的姐妹,在群山中格外醒目。兩座泥火山中北側(cè)的泥火山略顯高大一些,噴口直徑約3.2米;而南側(cè)的泥火山稍小,噴口直徑約3米。艾其溝泥火山群比白楊溝泥火山群的噴發(fā)更為強(qiáng)烈,約十幾分鐘噴發(fā)1次。噴發(fā)時(shí),泥火山的噴口仿佛一口正在沸騰的大鍋,漂著彩色油花的泥漿由噴口的中部向四周翻騰滾動,同時(shí)發(fā)出咕嘟咕嘟的響聲。在泥火山噴口邊緣,有泥漿外溢而形成的豁口,噴涌出的泥漿像水的波紋一樣,一圈圈向外延伸涌動,沿著泥火山口的豁口緩慢地外流。

新疆維吾爾自治區(qū)艾其溝1號與2號泥火山(上左一,原創(chuàng)圖件)、白楊溝泥火山群1號泥火山(上右一,原創(chuàng)圖件)、獨(dú)山子泥火山群(下左一,圖源于網(wǎng)絡(luò))和馬達(dá)加斯加的冷泉(下右一,原創(chuàng)圖件)

獨(dú)山子泥火山群位于新疆石油管理局獨(dú)山子礦區(qū)西南約1公里的黃土山,鄰近紅車斷裂,海拔高度約950米,1995年曾發(fā)生大規(guī)模噴發(fā)。泥火山群的分布區(qū)第四紀(jì)地層以風(fēng)成沙丘、風(fēng)成黃土和礫石沙土為主,新近紀(jì)地層以砂巖、硅質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)礫巖和介殼灰?guī)r為主。獨(dú)山子泥火山群的噴發(fā)口主要有4處,集中分布在黃土山山頂平臺500平方米范圍內(nèi)。泥火山噴口最大直徑約1.4米,最小的直徑約5厘米。噴出的黏稠泥漿,多呈灰綠色,略帶油氣味。涌出的泥漿在地表形成錐型丘,泥火山群底部直徑超過10米,表面是干裂的泥漿塊。目前多數(shù)噴口已停止噴溢泥漿,但仍有少量氣體溢出。

與非洲東南部的馬達(dá)加斯加冷泉相比,新疆維吾爾自治區(qū)的泥火山顯示出了獨(dú)有的“醇厚”。如果說意大利坎皮佛萊格瑞超級活火山、意大利斯通博利大型活火山和長白山天池大型活火山展示了大自然的力量與美麗,那么新疆維吾爾自治區(qū)的泥火山則展現(xiàn)出了自然界的奇妙與獨(dú)特!

意大利坎皮佛萊格瑞超級活火山(左圖)、意大利斯通博利大型活火山(中圖)和中國長白山天池大型活火山(右圖)(均為原創(chuàng)圖件)

泥火山按成因可劃分為天然泥火山(由地質(zhì)作用形成)和人工泥火山(因油氣開采或鉆井誘發(fā))。其中,天然泥火山大體上可分兩大成因類型:一種泥火山的形成與沉積作用有關(guān),即在地下存在著厚層塑性的富含有機(jī)質(zhì)的沉積物,蘊(yùn)藏著大量水和碳?xì)浠衔餁怏w,它們常具有很大壓力,遇到地殼運(yùn)動出現(xiàn)裂隙或斷層,那些處在高壓下的水與氣體會膨脹上升。裹挾上升通道周圍的泥土與巖屑噴出地表,伴隨著噴氣(包含水蒸氣)和泥漿,有時(shí)還會噴火(甲烷等氣體在高溫下自燃)而形成泥火山。這類泥火山多形成在油氣藏發(fā)育地區(qū),如阿塞拜疆巴庫油田的泥火山、中國新疆維吾爾自治區(qū)的獨(dú)山子和白楊溝泥火山,也被人們稱為“汽油火山”。因此,從某種意義上說,泥火山是尋找油氣藏的一個重要標(biāo)志;另一種泥火山的形成與火山活動有關(guān),如美國黃石公園中的泥火山,不僅數(shù)量多,而且規(guī)模大。

全球范圍來看,大多數(shù)泥火山的噴發(fā)強(qiáng)度并不劇烈,不會對周邊自然環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響或者破壞。少數(shù)泥火山會有極其強(qiáng)烈的噴發(fā),噴出的大量氣體會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定影響或者明顯的破壞作用。泥火山的噴發(fā)也會伴隨著火焰和高溫泥漿噴射,并且噴發(fā)出來的泥漿可覆蓋數(shù)平方千米以上,對周圍城鎮(zhèn)、村莊和基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生重大的破壞。2004年10月,我國臺灣省發(fā)生了6.2級地震,地震發(fā)生前高雄縣的泥火山發(fā)生多次噴發(fā),而且噴發(fā)頻率和強(qiáng)度均有明顯增加。該次地震發(fā)生后不久,臺灣省相關(guān)部門開始對發(fā)震斷層附近的泥火山群進(jìn)行氣體地球化學(xué)和地震觀測。同樣,科學(xué)家們對我國新疆北天山區(qū)域泥火山與地震活動的相關(guān)性進(jìn)行了研究,并認(rèn)為泥火山活動是天山區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力加強(qiáng)過程中地殼運(yùn)動的一種表現(xiàn)形式。總之,泥火山雖然沒有劇烈構(gòu)造運(yùn)動形成的山巒和巖漿作用形成的火山那樣擁有著壯麗的自然景觀,但其形成機(jī)制與資源和災(zāi)害的關(guān)聯(lián)性備受科學(xué)家們關(guān)注。而且,泥火山也是揭示地下流體運(yùn)移、油氣生成及構(gòu)造活動的重要研究對象。

冬季的四川省薩武神山(左圖)與夜晚極光(中圖)和春季的吉林省長白山天池火山(右圖)(原創(chuàng)圖件)

此外,泥火山噴溢出的泥漿通常含有鈣、鎂、鐵、鋇、銅、鋅等礦物質(zhì)和微量元素,具有一定的抗菌和控油作用?;鹕侥嗟奈⒖捉Y(jié)構(gòu)可吸附皮膚表面的油脂、污垢及老化角質(zhì),可以起到物理清潔作用,類似活性炭的原理,適合油性皮膚或T區(qū)(額頭和鼻子)護(hù)理??傊?,火山泥在美容領(lǐng)域中的應(yīng)用并非毫無依據(jù),而是有著一定的科學(xué)基礎(chǔ),但其效果和適用性還需結(jié)合個人膚質(zhì)和科學(xué)的使用方法。

哥倫比亞泥火山洗浴池(圖源于網(wǎng)絡(luò))

本期科普結(jié)束!小伙伴們,我們下期見!

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本期作者:李萌萌 中國地震局火山研究所 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 火山實(shí)驗(yàn)室 工程師

徐智濤 中國地震局火山研究所 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 高級工程師/博士

葉希青 中國地震局火山研究所 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 火山實(shí)驗(yàn)室 工程師

孫立影 吉林地震臺 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 工程師

潘波 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 中國地震局活動構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國地震局地質(zhì)研究所 研究員/博士

姚遠(yuǎn) 新疆帕米爾陸內(nèi)俯沖國家野外科學(xué)觀測研究站 新疆維吾爾自治區(qū)地震局 研究員/博士

烏尼爾 新疆維吾爾自治區(qū)地震局 高級工程師

閆瑋 新疆維吾爾自治區(qū)地震局 高級工程師

王君賢 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 工程師/博士

張勇 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所 研究員/博士

Alessandro·S 意大利地球與物理火山研究所(羅馬) 高級研究員/博士

Ventura·G 意大利地球與物理火山研究所(羅馬) 高級研究員/博士

Lupi·M 瑞士日內(nèi)瓦大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 教授/博士

徐岳仁 中國地震局預(yù)測研究所 研究員/博士

李文巧 中國地震局預(yù)測研究所 高級工程師/博士

焉恒琦 吉林地震臺 吉林省地震局 助理工程師

李一宏 吉林省地震局信息中心(應(yīng)急服務(wù)中心) 工程師

任芳語 吉林地震臺 吉林省地震局 助理工程師

張玙 中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心 高級工程師

李海艷 福建省自然災(zāi)害防治技術(shù)研究院 福建省地震局 高級工程師/博士

Eugenio·N 意大利卡拉布里亞大學(xué) 生物、生態(tài)與地球科學(xué)學(xué)院 副教授/博士

Carolina·B 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 英國劍橋大學(xué) 博士

白令安 桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 教授/博士

韓世炯 吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 副教授/博士

閆慶賀 云南大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 副教授/博士

劉艷鵬 北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院 助理研究員/博士后

衣健 吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 副教授/博士

魏費(fèi)翔 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 中國地震局地質(zhì)研究所 中國地震局活動構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 副研究員/博士

顧國輝 中國地震局火山研究所 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 火山實(shí)驗(yàn)室 工程師

徐丹 吉林省長白山天池火山監(jiān)測站 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 工程師

金文虎 吉林省地震局 二級主任科員

趙春花 吉林省地震局 三級調(diào)研員

李冰溯 廣西壯族自治區(qū)地震局 高級工程師/博士

Sveva·R·M 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 佛羅倫薩大學(xué) 博士

李忠偉 吉林省震災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防治中心 吉林省地震局 高級工程師

馮靖喬 吉林省震災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防治中心 吉林省地震局 高級工程師

馬小溪 吉林地震臺 吉林省地震局 高級工程師/博士

宋雨佳 中國地震局火山研究所 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 火山實(shí)驗(yàn)室 工程師

趙春濤 中國科學(xué)院 青海鹽湖研究所 助理研究員/博士

褚小磊 東南大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 博士

關(guān)升 中國地震局火山研究所 吉林長白山火山國家野外科學(xué)觀測研究站 吉林省地震局 火山實(shí)驗(yàn)室 工程師

賈寶金 內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局 高級工程師

包寶小 內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局 高級工程師

席文雅 內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局 工程師

梁小龍 內(nèi)蒙古自治區(qū) 包頭稀土研究院 工程師

章鑫 廣東省地震局 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 高級工程師/博士

付姝 吉林省地震局 中級會計(jì)師

任笑言 吉林省地震局 四級主任科員

Salvotore·G 意大利卡塔尼亞埃特納火山觀測站 高級研究員/博士

Stefano·C 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 高級研究員/博士

孫永剛 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 地球和空間科學(xué)學(xué)院 副教授/博士后

張坤 東北師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院 助理研究員/博士后

Pablo·R·P 西班牙馬德里康普斯頓大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 副教授/博士

Roberto·M 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 那不勒斯費(fèi)德里科二世大學(xué) 德國波茨坦地學(xué)研究中心 研究員/博士

劉松軍 吉林省長白山天池火山監(jiān)測站 吉林省地震局 工程師

張森 長安大學(xué) 地質(zhì)工程與測繪學(xué)院 博士后

古阿雷 中國地質(zhì)調(diào)查局 天津地質(zhì)調(diào)查中心 高級工程/博士

張笑天 東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 副教授/博士

陳明陽 中國冶金地質(zhì)總局西北局 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 工程師

徐川 成都理工大學(xué) 地球物理學(xué)院 博士后

侯頡 中國地震局第一監(jiān)測中心 工程師/博士

徐智愷 中國科學(xué)院 海洋研究所 助理研究員/博士后

劉朝陽 中國科學(xué)院 廣州地球化學(xué)研究所 助理研究員/博士后

張朋 中國地質(zhì)調(diào)查局 沈陽地質(zhì)調(diào)查中心 高級工程師/博士

鄒耀遙 中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心 工程師/博士

Priyeshu·S 印度地磁研究所(印度孟買) 研究員/博士后

Arsène·T·S 剛果(金)共和國戈馬火山觀測站 高級工程師

Francesco·L 意大利那不勒斯維蘇威火山觀測站 高級工程師

聲明:本期文中所有圖片及文字均為公益科普,不存在任何商業(yè)價(jià)值

該文章由中國地震局地質(zhì)研究所國家野外科學(xué)觀測研究站公益性項(xiàng)目(NORSCBS22–05)資助。

評論
科普老兵聞向東
大學(xué)士級
火山泥在美容領(lǐng)域中的應(yīng)用并非毫無依據(jù),而是有著一定的科學(xué)基礎(chǔ),但其效果和適用性還需結(jié)合個人膚質(zhì)和科學(xué)的使用方法。
2025-03-13
尖刀情懷永遠(yuǎn)跟黨走
大學(xué)士級
泥火山人們常稱“假火山”,大多數(shù)泥火山的噴發(fā)強(qiáng)度并不強(qiáng)烈,不會對周邊自然環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響或破壞。但是,其噴出的灼熱和有毒氣體,對人畜以及植物還是會造成一定的傷害,特別是人千萬不要輕易靠近!
2025-03-13
星光不問趕路人!
少傅級
圖文介紹——泥火山知識——爆發(fā)時(shí)噴射泥巴——攜帶:甲烷、氮?dú)?、硫化氫等——區(qū)別于:爆發(fā)時(shí)噴射巖漿的真火山——世界多國境內(nèi)分布——包括中國!??????????????????????????????
2025-03-13