山顶一个圆形凹地,边上是陡崖,常被直接叫成火山口。凹地可以只是喷发通道的出口,也可以是整个山体塌下去留下的坑,两者直径差一个数量级,成因也完全不同。
先量直径:数十米到 2 公里是火山口,5 公里以上是破火山口
火山口位于锥顶,直径多在 50 米到 2 公里,深 100–500 米,坑壁是喷发物与熔岩层。破火山口直径多在 5–50 公里,深可达 1 公里,规模整整大一个量级,坑底常被后期熔岩覆盖。
直径落在 2–5 公里时判据变弱,要结合别的证据。本文判断:直径 3 公里左右、坑缘还保留层状锥体轮廓的,按大型火山口处理更稳,不必急着归入破火山口,量直径要取坑缘最高点的连线。
再看坑缘:破火山口的边缘是塌陷断层崖,切穿整个山体
破火山口的边缘是环形正断层崖,断层面向坑内倾,倾角 45–70 度。崖壁上能看到被切断的熔岩层与碎屑层,层理在崖边突然终止,两侧对不上,断层面上的擦痕近水平。
火山口的边缘是堆积面,坑壁由层状熔岩与碎屑构成,层面向坑内倾,倾角与坡角一致,没有切断关系,两种接触在崖壁上很好分辨。崖壁上是切断还是顺层,比直径更可靠。
最硬的判据是坑内充填:水平湖积层与泉华说明大幅沉降
破火山口形成后常被后期产物充填:中央可能隆起新的熔岩穹丘,坑底堆积湖相纹层与温泉泉华,厚度 20–100 米。这些充填物产状近水平,与坑缘的陡倾层明显不协调,中央穹丘顶部常有放射状裂隙。
火山口内的充填简单,多是后期的小锥与熔岩流,规模与坑口匹配,厚度一般不超过几十米。本文判断:坑内出现厚度超过 100 米的水平湖积层,说明沉降幅度大,应按破火山口处理。
混进来的是爆裂坑、冰斗与陨石坑
爆裂坑由蒸汽或岩浆与水的爆发形成,直径几十米到 2 公里,坑缘低平,抛出物以围岩碎块为主,少见新鲜熔岩。冰斗由冰川挖蚀,坑底平、后壁陡、前缘有冰碛垄。
陨石坑有抬升的坑缘与坑外的放射状溅射物,坑内常见冲击锥与熔融玻璃,溅射物分选差、无层理。本文判断:坑外 1–2 倍坑径范围内出现放射状溅射条带,按陨石坑处理,与火山机构无关。
关键数据
下列数值为常见范围,破火山口的直径跨度很大,与岩浆房规模相关。本文判断:三项判据中,坑缘的切断关系最不容易被后期改造抹掉。
- 火山口直径 50 米至 2 公里,深 100–500 米
- 破火山口直径 5–50 公里,深可达 1 公里
- 破火山口边缘为正断层崖,断层面倾角 45–70 度
- 坑内湖积与泉华充填厚 20–100 米,产状近水平
- 水平充填层厚度超过 100 米指示大幅沉降
- 爆裂坑直径几十米至 2 公里,坑缘低平
- 陨石坑溅射物分布在 1–2 倍坑径范围内
边界:强侵蚀与多期塌陷会让直径失去意义
边界出现在强烈侵蚀区。破火山口的断层崖被剥蚀成缓坡后,切断关系消失,只剩一圈环形谷地,直径成为唯一线索,而直径又与后期充填范围混在一起,环形谷地的宽度也常被误当成坑径。
另一处边界是多期塌陷。大型破火山口常由数次塌陷套叠而成,坑内有坑,直径从 3 公里到 20 公里不等,单量一个直径会低估规模。本文判断:坑缘出现两级以上环形崖时按套叠记录,分别量各级直径。
参考文献
- Sigurdsson H. (ed.) Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, 2000. —— crater 与 caldera 条目。
- Cas R. A. F., Wright J. V. Volcanic Successions: Modern and Ancient. Allen & Unwin, 1987. —— 塌陷破火山口的沉积充填。
- 路凤香, 桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002. —— 火山机构与火山口类型。