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熔岩洞

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熔岩洞
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熔岩洞是指在火山岩中形成的任何洞穴,尽管它通常是指由火山过程形成的洞穴,这些洞穴更恰当地称为火山洞穴。海蚀洞和其它类型的侵蚀和缝隙洞穴,也可能在火山岩中形成,但通常是通过非火山过程,且在火山岩形成被放置很久之后[1]

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美国加利福尼亚州熔岩床国家纪念碑的经典熔岩管通道

类型

熔岩管

熔岩管是最常见和最广泛的熔岩洞穴类型。熔岩管通常形成于绳状熔岩流中,但也存在例外。当熔岩从喷口区域喷出时,它会沿阻力最小的路径扩散。熔岩的外层变硬,而内部形成水平管道,引导熔岩流的前进。这些管道是熔岩管的起始阶段,用于将热量与熔岩隔离开来,然后为熔岩流提供一种方式,使其向前推进更长的距离。根据斜率地势和熔岩黏滞度,可以形成不同种类的熔岩管。多边管通常是分支管,是那些形成平行网状英语anastomosing的管。多边管是直接位于另一根管子的顶部或下方的管子,也有时位于几根管子的上方或下方。一些熔岩流包含多边和多分支管道的混合。熔岩管还可以采取的另一种形式是管中管,如果墙壁的衬里足够脆弱,可以向内倾斜,在旧地板上形成新的地板,则可以在熔岩管内形成管中管。管中管通常是在主熔岩管最后一次排出熔岩时形成的[2][3][4]

一些熔岩管因为它们内部含有冰,因此被称为冰洞[4]

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表面管

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小表面管

地表管曾是熔岩流动的小溪,或流入熔岩通道的高流动性熔岩的流道。它们形成于现有的硬化表面上,大多数都太小而无法进入。它们是由流动的熔岩翻转而成的。有时被称为“脚趾”,它们被认为在熔岩管的生长(纵向)中起著重要作用。它们通常是在火山口、通道或熔岩库溢出时形成的[5]。它们非常浅,通常位于地表下只有几英尺内。一些地表管可以连接到地表以下更深的熔岩管[6]。表面管通常具有均匀的壁厚和半圆形横截面,平面在下方,紧贴其形成的表面。分枝是常见的,广泛的树枝状网络并不罕见。宽度范围从大约四英寸(十公分)到几码(公尺)。长度主要取决于熔岩的不间断供应,范围很广。表面管的数量远远超过通常的认识,因为大多数随后都被埋入地下了[4]

膨胀洞穴

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充气洞穴可以位于像这样的压力脊内。

膨胀洞穴往往是熔岩受到加压并推动外部岩石时形成的小洞穴。然后,熔岩可能会在稍后排出,留下一个膨胀的洞穴。在某些情况下,火山气体可能会对固体或半固体熔岩施加压力,并形成一个基本上被称为水泡的薄岩石气泡。这些水泡有时大到足以构成洞穴。膨胀洞穴可能会被误认为是熔岩管,因为它们通常具有许多相同的特征[7]。膨胀洞穴的一个例子可以在压力脊 (熔岩)英语Pressure ridge (lava)中找到。压力脊是硬化熔岩的断裂裂片,有时可能是中空的。

隆起洞穴

隆起洞穴与压力脊和膨胀过程有关。隆起洞穴可以在压力脊的边缘,或者在压力脊的压力高原形成,在压力脊或高原凸边开始向外扩展的地方,它通常会在下面留下一个空隙。尽管已经发现了更长的洞穴,长度可达30英尺(9.1米),但隆起洞穴通常不超过5—10英尺(1.5—3.0米)[7]

开放式垂直管道

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从以前的岩浆室往上看冰岛特里努卡吉古尔(Thrihnukagigur)的火山口,这是一个开放的火山管道。

开放式垂直管道或,OVCs是熔岩上升到地表然后消退的垂直通道[5]。它们有一个圆形或椭圆形的通道[8]。深度从几英尺到至少165英尺不等,直径从不到一英尺到25英尺不等[8]。它们的内部由重新熔化的衬里组成,通常装饰著短钟乳石[8]。OVC通常,但不一定形成在通风口结构的顶部,如飞溅锥飞溅脊熔岩丘英语Hornito。熔岩丘是在熔岩管顶部形成的开放式垂直管道[4]。已知最深、最壮观的OVC之一是冰岛的特里努卡吉古尔英语Thrihnukagigur。它从地表下降120米,到达岩浆室的上层。

锅状火山口

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带有内坑的坑式火山口,一个开放的垂直火山管道。

当未完全到达地表的岩浆排出形成空隙,其上方的地面坍塌时,就会形成锅状火山口。这些巨大的露天坑,有著陡峭的墙壁,类似于由溶液形成的一些大型竖井,通常需要绳索下降进行勘探。虽然大多数岩浆库没有延伸到可见的地板之外,但其它岩浆库可能有通往相邻(现在是空的)岩浆室的入口,例如瑞士洞穴探险队在夏威夷火山国家公园探索韦厄峰英语:Mauna Ulu火山口时看到的那样。在夏威夷Hualālai火山的Na One,一个深达430英尺(130米)锅状火山口底部的狭窄开口通向一个总深度为880英尺(270米)的开放垂直火山管道[9]

裂谷洞穴

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裂谷洞穴

裂谷或裂隙洞穴,沿著火山裂缝带和喷发裂缝形成,或在与火山活动相关的裂缝中形成。这些是构造形成的,是由“熔岩在凝固过程中和凝固后的应力”引起的。它们也可能是裂缝爆发的地点,墙壁上布满了飞溅物。著名的裂谷洞穴包括水晶冰洞,形成于爱达荷州的大裂谷(现在是月球陨石坑国家纪念碑和保护区的一部分)。已知大裂谷中的洞穴深达800英尺(240米)。

熔岩模洞

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在树干中的熔岩模洞
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熔岩溶洞图解

熔岩模洞,有时被错误地称为“熔岩铸件”,是在熔岩围绕树木(熔岩树模英语Lava tree mold)甚至大型死亡动物流动时形成的。被熔岩吞噬的物质会燃烧或腐烂,最终会留下一个具有原始形状的中空空间。通常这些熔岩模洞不会很大,但在倒下的原木群接触的地方可能会变得有些复杂,然后可能会形成洞穴,这些洞穴在产生的空隙相交的几个方向上延伸。在华盛顿州(美国)圣海伦斯火山国家火山纪念碑英语Mount St. Helens National Volcanic Monument附近已知的这种洞穴是猿洞,而最著名的是在日本吉田太奈地区。非洲的尼拉贡戈火山有大象熔岩模洞,华府的蓝湖有一个第三纪时代犀牛形状的熔岩模洞[10][11]

参考资料

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