说起火山,大家脑海中冒出的肯定是这样的画面,火红的岩浆从火山口喷涌而出,炽热、激烈,就像地球在宣泄它的愤怒一样,让人不得不折服于它们巨大的威力。但是,还有一种火山,它虽有火山之名,却没有我们想象中的“火光四起”,因为它喷出的不是火红的岩浆,而是黏糊糊的泥浆,这就是泥火山。

火山泥浆有哪些(喷泥浆的火山了解一下)(1)

▲泥火山的外形很像火山,但是它喷出的不是岩浆,而是泥浆。摄影/吴志学

泥火山并不是真正意义上的火山

火山是由地球内部的岩浆喷发形成的。地球内部有一个“液态区”,区内温度和压力都很高,岩石在这里被熔融成岩浆。这些岩浆平时都在100—150千米的地底,被地壳“封印”着。直到它们找到地壳断裂的地方,巨大的压力让它们迫不及待地喷薄而出,声震四野,火光冲天,这就是我们看到的火山。

而泥火山不同,泥火山顾名思义就是由泥构成的火山。在地底10—30千米处,蕴藏着大量的水和碳氢化合物,那些水和气体,在高压状态下遇到地壳裂隙,就会膨胀上升,并裹挟着周围的黏土、岩屑、盐粉等喷出地表,形成泥火山。还有一部分是受火山活动影响,在火山间歇期,火山附近的温泉或埋藏较浅的淤泥,受到火山气体的影响,蒸发或膨胀变为泥浆类物质喷出地表,形成泥火山。

所以可以看出,泥火山与火山在本质上并不相同:火山是由来自地壳深部或者地幔的,主要成分为硅酸盐的岩浆喷发、堆积形成;而泥火山则是由来自地壳浅部的,水和黏土、岩屑等混合组成的泥浆喷发、堆积而成。

火山泥浆有哪些(喷泥浆的火山了解一下)(2)

▲泥火山的泥流干涸后常会在表面形成网状裂纹,颜色也由黑色变为灰色。图为新疆克拉玛依独山子的泥火山。摄影/沈久泉

火山喷发一般发生在板块的交界处,板块运动是火山喷发的主要原因,板块相对稳定的内部,火山活动较少。而泥火山大多分布在大断层的交汇处,以及沉积速率较快和有横向挤压构造作用的盆地中,断层活动、地震、人工钻井等都有可能诱发泥火山。

地震和泥火山的联系,已经被许多学者证实。研究发现,地震过后不久,往往会发生泥火山喷发,如2001年影响印度西北部和巴基斯坦南部的7. 7级大地震之后,巴基斯坦南部出现Kandewari泥火山喷发。在地震发生前后,泥火山还会发生显著变化,比如气体流量增大、冒泡频率增加,液面发生一定规律性波动等。

火山喷发过程中,岩浆火热的温度让人望而却步,而泥火山却相反。如果我们近距离观察泥火山,可以看到在泥浆表面经常会有许多鼓起的气泡,好似泥浆在沸腾。其实这些气泡是泥火山喷发的气体形成的,泥火山温度并不高,如果用手去触摸泥火山,你甚至会感到丝丝凉意,泥火山也因此被称为“凉火山”。不过泥火山喷发出的泥浆中经常伴有甲烷、硫化氢等气体,在高温下这些气体可以自燃,点燃泥火山。这也让泥火山终于有了与“火山”这个名字符合的地方。

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▲高雄的泥火山形态完整,活动性强,是很典型的泥火山,吸引了众多游人来此观赏观察。摄影/刘嘉麒

说起符合,泥火山与火山也有很多相似的地方,比如外形,它们都有锥形的山体,以及漏斗状的火山口;两者都有连接地下的途径,火山是岩浆通道,泥火山则是比较小的管孔,泥浆沿着管孔静静流淌。不过与高大雄伟的火山比起来,泥火山要“娇小”许多。泥火山的底座直径通常只有几米到几十米,高度一般也不超过10米,只有少数规模较大。如果说火山是一个暴脾气的小伙子,那泥火山就是一个温婉的江南美人。

在我国,新疆和台湾泥火山分布最多

据统计,中国已查明的泥火山有200余处,其中陆地泥火山主要分布于新疆北天山地区、台湾南部高雄和屏东一带、西藏可可西里地区,以及江苏南部等。这些地方中,新疆北部和台湾南部分布最多。

新疆泥火山地处准格尔一北天山盆山过渡带,长度350—500千米,宽度约100千米,自西向东依次分布着温泉县泥火山群、乌苏市白杨沟泥火山群、乌苏市艾其沟泥火山、独山子泥火山、沙湾一霍尔果斯泥火山。其中,乌苏白杨沟泥火山群是目前中国境内最大规模的泥火山群。

火山泥浆有哪些(喷泥浆的火山了解一下)(4)

▲在新疆乌苏市白杨沟,泥火山似一口口“泥潭”般,慢慢地流淌着,时不时咕噜咕噜地冒泡。供图/乌苏市文化体育广播电视和旅游局

乌苏白杨沟泥火山群,位于天山北麓的山谷里。步入白杨沟,你会发现这里的泥火山个体不大,但是数量很多。在山坡和谷地里,约半平方公里的范围内,星罗棋布地分布着众多的泥火山。据当地县志记载,乌苏市白杨沟泥火山群泥火山口最多时有100多个。根据调查(截止2012年),尚有21—40个左右正在喷发,其余的已经停止喷发。在白杨沟,几乎看不到高大的泥火山,它们似一眼眼“泥泉”,一口口“泥潭”般,慢慢地流淌着,时不时咕噜咕噜地冒泡。

白杨沟的泥火山喷发口大多呈圆形和椭圆形,青灰色和褐红色喷发物在喷发口不停地翻腾,在阳光照射下,形成各种各样的气泡和花纹。每个泥火山喷发口距离相距不远、坡度也不大,喷出的泥浆沿着北侧的溢出口流入谷地、形成黑色的泥浆小溪。从高处往下看是红色的山谷,动与静形成一处别样的风景。

火山泥浆有哪些(喷泥浆的火山了解一下)(5)

▲位于白杨沟泥火山群的中心地带,有一条长不过200—300米的河谷,被称为“红河谷”,这里分布着数个泥火山喷发口。供图/中国国家地理 2002年第12期

台湾的泥火山主要沿着南部高雄、台南等地发育的断裂构造带分布。高雄地区因为地层受到挤压,呈背斜构造,并发育有断层,为泥火山的喷发提供了便利的条件,因此这里分布有众多的泥火山。其泥火山范围在高雄、台南、屏东和台东一带,目前在陆上已经发现有60余处。其中大部分分布在高雄境内,燕巢乡和田寮乡的乌山顶、深水、南势湖、滚水坪、千秋寮等是其中比较出名的。

乌山顶泥火山位于乌山顶海拔175米高的山腰,这里排列分布着三座壮观的泥火山,最大的一座呈圆锥状,高约4米,底座直径达10米,处于休眠状态。整座泥火山表面被风化冲蚀出一道道冲沟,底部还淤积了许多厚厚的泥土,十分松软;另外两座泥火山规模较小,高2米多,顶部有直径约2—3米的喷出口。这两座泥火山仍处于活动状态,从火山口中不断喷出泥浆和气体,表面不时有气泡冒出,好似泥浆在沸腾,如果用手触摸,可以发现这些泥浆其实是冰凉的。

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▲泥火山表面不时有气泡冒出,好似泥浆在沸腾,但是如果用手触摸,可以发现这些泥浆其实是冰凉的。供图/乌苏市文化体育广播电视和旅游局

泥火山是寻找油气的重要线索

石油和天然气是深深埋藏于地下的,该如何去发现它们呢?想要寻找石油或天然气,一个重要的线索就是“油气苗”,即油气出露到地表形成的油气显示。

油气一般位于地下2—10千米处,想要从地下涌出,只能通过地壳裂隙。而泥火山几乎都是沿着断层、裂隙发育,有着连接地表的管孔。当含油层遇到可以直通地表的泥火山管孔,就好似迷路的人找到了出口泥火山自然成为油气涌出的首选途径。

油气沿泥火山管孔涌出,形成油气苗,虽然量比较少,但足够人们发现它,并由此探测附近地层深部的油气资源。人们利用泥火山寻找油气藏已有几十年的历史,在目前发现的许多比较大的含油气盆地,如准噶尔盆地、阿塞拜疆和墨西哥湾等,都发育有泥火山。

新疆独山子泥火山位于著名的油城克拉玛依市的南部,这里有着众多的泥火山喷发口,这些泥火山喷发口是石油最先涌出的地方。2019年底开始,独山子泥火山上不断有新的石油涌出地表,它们或涌动成泉,或汇聚成沼,成为了独特的地质景观。

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▲泥火山喷发携带出的油气苗, 在一定条件下可以自燃。供图/2014年02期中国国家地理繁体版

在海里,泥火山在喷发过程中也会带出许多天然气的“气苗”,它们常常在水中呈连续或断续的气泡冒出。在探测天然气的过程中,如果发现有这一类的现象,可能那里的地层中就有天然气。我国南海莺歌海盆地油气田就是通过泥火山逸散到海面的油气泡发现的。

目前,我国已先后在多处海底发现泥火山的存在,包括南海东沙群岛附近及其西南海域、琼东南海域、莺歌海盆地,以及台西南海域。另外,在冲绳海槽也有少量泥火山的发现。其中,东海外陆架和冲绳海槽的海底泥火山就发现含有水合物;台西南盆地海底泥火山也有天然气喷溢。可以说,泥火山是深部油气的指示器。

在深海海底,泥火山还滋养了许多的海底生物。深海环境被称为“生命禁区”,因为阳光无法到达,不能进行光合作用,生物缺乏必要的食物来源。但是在海底泥火山周围,却是一片“绿洲”。这是因为海底泥火山喷发物中富含大量的甲烷,为周围的化能自养型微生物提供了充足的能量。这些微生物构成了食物链的第一环,在此基础上又衍生出了蠕虫、蚌类、蟹类等二级、三级消费者。因而即使在暗无天日的深海环境,泥火山周围也是生机盎然。

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▲甲烷是深海生物生存的能量来源,图为南海海底甲烷喷溢。摄影/陶军

除了偶然的事件,泥火山带来的破坏极小

泥火山对人类有着极大的益处,那它有害处吗?答案是肯定的。2006年5月29日清晨,印度尼西亚东爪哇诗都阿佐地区,沉浸在甜梦中的人们被家门外“轰隆隆”的响声惊醒。离他们家园不远的地方,一座泥火山在毫无预警之下突然喷发,泥浆从地面裂口滚滚涌出,淹没了当地的村庄、农田,在当地形成了一片面积超过700公顷的泥浆湖,致使几万人流离失所。至今,这里的泥火山还有泥浆不断冒出,不过速度比较缓慢。专家曾估计,此泥火山可能将持续涌泥80年。

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▲在印尼东爪哇诗都阿佐地区的波龙,泥火山喷出的泥浆覆盖了大片土地。供图/2014年02期中国国家地理繁体版

当泥火山大量喷发时也会对人们的生活造成巨大的影响,不过像印度尼西亚这样大规模的泥火山喷发毕竟是少数。在通常情况下,泥火山的活动比较平缓,泥浆从喷出口里静静地流淌出来,不会对周边的环境造成灾害性的破坏。

偶尔有一些小规模的泥火山喷发,对人类及周围环境造成的破坏也比较小。比如台湾2014年3月在屏东发生的泥火山喷发事件,有3个喷发点同时喷发,在地表上出现一个大概30米的裂缝。绿色的玉米田被泥火山的裂缝切开,泥浆不断翻滚喷发,高度近3米,并燃起了熊熊火焰。这次泥火山喷发看似比较剧烈,但损失很小,当地民众甚至乐观地认为,这里刚好可以变成一个旅游景点。

泥火山作为一种奇特的自然景观和地质现象,不仅是寻找油气资源的线索,还滋养了种类繁多的深海生物。在不少旅游圣地,泥火山已然成了一道独特的风景,给游客留下了深刻的印象,让人们不禁感叹“造物者之无尽藏也”。

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▲泥火山泥浆沿着火山口静静流淌,好似一个温婉的美人。摄影/Azerbaijian Tourism Board

参考资料

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