火山
火山（汉语拼音：Huoshan；英语：Volcano），地球内部炽热的岩浆及伴生气体、碎屑物质经地下通道喷出，在地表冷凝、堆积形成的山体。火山一词来源于拉丁语vulcanus或volcanus，意指地壳上的一个开口，通过它有炽热的物质被抛出形成的“山”。火山一词的来源与古代神话有关，在希腊神话中赫菲斯托斯是火神，而在罗马神话里伏尔甘(Vulcan)被认为是火与锻冶之神。古代文献里说伏尔甘的熔炉就是位于意大利西西里岛海岸附近的武尔卡诺火山。
由于火山喷发的高温和不可接近性，以及巨大的破坏性，人类最初对火山的印象是恐惧和灾难，在不能对火山喷发作出科学解释的历史条件下，只好将其归因于“神”的驱使。直到公元79年小普林尼详细记述了维苏威火山喷发过程，人类才将火山及火山喷发纳入科学认识的轨道。由于火山灾害造成众多的人员伤亡以及巨大财产损失，才引起科学家、政府官员和当地居民的高度关注，从而促进了火山学的发展。尽管这样，1815年印度尼西亚坦博拉火山极其猛烈的喷发，因全球通信联络不发达，以及当时自然科学尚不成熟，在火山学研究史上并没有产生重大影响。19世纪末，全球的运输和通信联络已得到极大发展，1883年印度尼西亚喀拉喀托火山的喷发才得以引起科学界的关注，推动并出现了全球第一次组织完善的火山灾害调查，并出版了有关的科学研究文章。20世纪初，加勒比海地区几大灾难性的火山喷发，促使1911年在日本和美国夏威夷火山观测站的建立，火山学才作为一门现代科学出现并发展起来。
火山喷发是地球自形成以来一直存在的一种地质作用。它参与了地球各圈层的形成和演化，将地球内部的碳氢氧及其化合物带至地表，从而为地球上生命的起源和演化提供了物质基础，为现代工业的发展提供了许多重要的矿产资源。但是强烈的火山喷发会造成严重灾害。
目录
活火山和死火山
火山喷发多具间歇性，正在喷发和人类有史以来常作周期性喷发的火山称活火山，其周期一般为数年至数百年不等。近期不活动处于宁静期的火山称休眠火山，但它在将来还可能再次喷发，成为活火山，二者之间无严格界限。但那些最后一次喷发距今已很久远，且火山构造已遭严重破坏的并被证明在可预见的将来不会发生喷发的火山，称为熄灭火山或死火山。
判断一座火山的“死”和“活”，迄今并无严格而科学的标准来加以界定。经验上或传统上将有历史喷发记载的火山称为活火山，这样的火山在全球有534座。但历史记录对各国和各地是很不同的，无人地区没有任何历史记载。于是一些火山学家根据对大量活火山喷发的间隔期（取其中值）和熄灭的火山最后一次喷发时间的统计，提出一个有一定时间条件限制的、改进的活火山定义，即把那些在过去10,000年、5,000年、2,000年来有过一次喷发的火山称为活火山。这一时间条件可根据不同地区的不同情况采用其中任何一种。如日本火山活动频率高，采用2,000年以来有过一次喷发的火山称为活火山。中国大陆处于板块内部，采用10,000年的间隔标准。
火山的“死”与“活”是相对的，对喷发体积超过500～1,000立方千米的“超级火山喷发”，由于其岩浆的生成和积聚体积大、时间长，喷发间隔期往往也很长，因此1万年的时间限定对它就不适用。例如美国黄石火山，在距今15万～7.5万年间，曾发生过一次巨大的流纹岩质岩浆喷发，其喷发体积达1,000立方千米以上，按上述年代限定，该火山已属“死”火山，但强烈的水热活动和地面上隆，以及在数十年或数百年来已经有过多次骚动，表明其岩浆房系统仍在工作，有可能导致该火山在将来再次喷发，仍将其归入活火山。法国中央地块的帕维火山，其最后一次喷发在5,860年前，按时间限定，应归入活火山之列，但由于深部地质过程控制的火山活动性在此区已经停止，因而认为该火山应是死火山。又如夏威夷热点火山，当海洋岩石圈板块向西北方向漂移时，相对固定的热点火山岩浆仍不断在新的洋壳裂口处形成新的热点火山，而早先形成的火山，由于已被切断其岩浆供给通道而成为熄灭的火山。于是有人把在火山下面是否存在活动的岩浆系统作为判断火山“死”和“活”的标准。岩浆系统活动可根据以下现象作出初步判断：在活火山区存在水热活动或喷发现象；以该火山为中心的小范围内的微震活动明显高于其外围地区；火山区出现某些可观测到的地壳形变；分析研究该火山所处的构造环境及过去的喷发历史等进行综合分析评价。当火山下面存在活动的岩浆系统或岩浆房时，这个火山被认为具有潜在喷发危险性，应置于现代的火山监测系统之中。
火山地貌
高温的地下岩浆熔体经地下通道喷出地表后，喷发物形成的锥形山或负锥形凹地、穹状、环形、盾状、席状、墙状体等形成了各种各样的火山口地貌。典型的火山口地貌表现为顶部有漏斗状洼地的锥状孤立山峰（火山锥），如日本的富士山。山顶的洼地即地下岩浆喷出地表的出口，称为火山口。外形呈近圆锥形，底部呈漏斗状或不规则凹坑状的火山口可蓄水成为湖泊，称为火口湖，如中国的长白山天池火口湖。火山地貌既取决于当地的地形和地质构造，也取决于喷出岩浆的化学成分。岩浆的黏度低则易于流淌，可以形成广阔的熔岩被、熔岩高原或熔岩台地，如玄武岩大面积流淌形成的印度德干高原。岩浆越是黏稠则流动性越差，从火山口溢出后易于变冷凝固形成熔岩穹或岩钟，有时还会堵塞火山通道，使得地下压力上升，超过一定限度时，便造成更加猛烈的喷发并掀掉部分火山锥，如美国的圣海伦斯火山。当地下岩浆大量、连续喷出后，由于地下岩浆房变空而缺少支撑，火山口发生塌陷即形成破火山口，这种情况多发生在火山大体积爆炸喷发之后。
火山成因
火山的形成应包括岩浆的生成、聚集、搬运直到喷出地表以及火山喷发物与水、大气圈相互作用的整个过程。
岩浆形成
火山喷发的熔体（流体）在地幔或地壳特定部位温度上升，当上地幔温度达到1,000～1,300℃、压力大于1.5×109Pa(帕)，地壳温度在650～900℃、压力在(0.5～1.0)×109Pa时，可分别使地幔岩石和地壳岩石发生部分熔融生成岩浆。它们最初分散于岩石的矿物粒间，当这些分散的粒间液相岩浆，通过动力作用迁移、流动、聚集时，才能形成规模不等的地幔或地壳的岩浆房，为火山喷发或岩浆侵入提供物质基础。在上地幔中的岩浆，可直接喷出地表，也可在地壳中形成二次岩浆房，岩浆在这里停留并进行分异作用形成密度不同的层状岩浆房，当岩浆喷出后就出现不同成分的岩石。这种情况在意大利维苏威火山和中国长白山天池火山喷发物中都可以看到。另一种情况是，地幔岩浆在二次岩浆房中停留时间较短而未及分异就喷出地表，如夏威夷冒纳罗亚火山和基拉韦厄火山喷发。
岩浆搬运和喷发
岩浆由岩浆房喷至地表的过程。当溶解有挥发分（主要是H2O和CO2及HCl, HF, SO2等）的岩浆上升而温度压力下降时，挥发分会从岩浆中逸出，继而沸腾出现碎屑化和泡沫化，并发生爆炸，快速冲出地表形成喷发。特别是当岩浆中含有饱和甚至过饱和H2O时，或此岩浆与地下水、地表水相互作用，会发生猛烈的爆炸喷发。岩浆房中的岩浆源源不断地通过火山管道向大气层喷射形成喷发柱，其高度可达10～30千米甚至50千米，这取决于岩浆房的规模、内压力、挥发分含量和火山喷发口的直径。当岩浆中挥发分含量较低，岩浆上升至地表喷出时并未遇到地表水或含水地层，就不会出现碎屑化和泡沫化，岩浆（主要是玄武岩质的）比较平静、连续不断地由火山口或裂隙通道溢出地表，形成广阔的熔岩被或高原。在水下喷发时，常形成枕状熔岩。
火山喷发类型
长期观察火山喷发时，发现有许多种类型的喷发。常见的类型是中心式喷发和裂隙式喷发。中心式喷发指岩浆沿颈状管道的一种喷发，其通道在平面上为点状，又称点状喷发。
多数近代火山属于这种喷发，最大特点是形成火山锥，火山口中心多凹成盆状。根据组成物质的不同，火山锥可以分为碎屑锥、熔岩锥和混合锥。裂隙式喷发指岩浆沿一定方向大断裂（裂隙）上升的一种喷发，由于喷发通道呈线状分布，又称线状喷发。法国人A.拉克鲁瓦在1908年提出四种主要的喷发类型：斯特龙博利式、武尔卡诺式、夏威夷式和培雷式；后来A.斯托帕尼使用“普林尼式”这一术语来描述极端猛烈的爆炸式喷发。除夏威夷式喷发外，上述几种大都属于中心式喷发。由于冰岛是大西洋中脊通过之处，是唯一可以在陆地上观察到洋脊形成过程和火山喷发状况的地方，因此冰岛式喷发作为洋中脊喷发的代表，属于裂隙式喷发。
夏威夷式
以美国夏威夷岛火山喷发为代表。特点是很少发生爆炸，常从山顶火山口和山腰裂隙溢出玄武质熔岩流，而且是稳定而非间歇性释放熔岩。岩浆黏度小，流动性大，形成比较广阔的熔岩穹或熔岩盾。有时由于气体释放量较多，喷发时岩浆受到较大的静压力以及气泡的膨胀作用，当其到达地表时可形成熔岩喷泉，高达300米或更高。喷发产物主要是熔岩，也有少量火山渣和火山灰。wiki
武尔卡诺式
以地中海西西里岛附近的武尔卡诺岛火山喷发为代表。以数分钟至数小时间隔内多次重复的不连续喷发为特点，通常为玄武质安山岩或安山岩浆。岩浆黏度大时，喷发较为猛烈。不喷发时火山口上部形成较厚的固结外壳，气体在固结的外壳下聚集并使熔岩中气体含量趋于饱和，当压力超过上覆的压力将发生猛烈的爆炸，有时足以摧毁部分火山锥，一些碎片和面包皮状火山弹和火山渣被喷出，同时伴随着含相当数量火山灰的菜花状喷发云，随后熔岩流从火山口或火山口侧缘的裂隙中流出。日本浅间山、樱岛火山也属此类型。
斯特龙博利式
以西西里岛附近的风神岛上的斯特龙博利火山为代表。该火山经常有喷发活动，古代起即被称为“地中海的灯塔”。喷发特点是定期有或多或少的中等强度喷发，是开放的岩浆柱顶部大的气泡或气泡群断续爆炸的结果。喷出岩浆限于黏性较低、挥发分含量较少的熔岩，因而常为玄武岩浆喷发，破碎作用不很充分，仅产生少量火山灰。如果在短间隔期内多次重复爆炸，则在火山口上方可产生对流喷发云，夹带的细粒火山碎屑会有较广泛的散布。但大多数火山的碎屑紧靠火山口堆积，并形成由火山渣、火山砾、火山弹、火山块组成的火山锥。
培雷式
以西印度群岛马提尼克岛上培雷火山为代表。特征是高黏度的岩浆喷发猛烈，产生炽热火山灰云和火山灰微粒，熔岩被火山灰中含量很高的气体所推动而流出。从火山口逃逸的气体常被熔岩堵住，当压力增加发生爆炸时，就像从瓶塞底下喷出的一阵疾风。历史上发生培雷式喷发的火山较多，如1835年尼加拉瓜的科西圭纳火山、1883年印尼的喀拉喀托火山、1902年圣文森特岛的苏弗里耶尔火山、1912年美国阿拉斯加的卡特迈火山、1951年巴布亚新几内亚的拉明顿火山、1955～1956年俄罗斯堪察加半岛的别兹米扬火山、1968年菲律宾马荣火山、1982年墨西哥埃尔奇琼火山等火山喷发均属此类型。
冰岛式
以冰岛火山喷发为代表。特点是大量玄武质熔岩不是从中央火山口，而是从裂谷的张性裂隙中喷出。喷出熔岩流长达数十千米，并向附近漫流，能覆盖数百平方千米。如冰岛的长达27千米的斯卡夫特裂谷就是在1783年拉基火山的裂隙喷发后而裂开的，其中的拉卡基格裂缝有5千米长的墙状喷发和熔岩瀑布，颇为壮观，裂开后的8个多月里，喷出了13立方千米的熔岩和大量的火山灰及火山气体。历史上曾记录到该裂隙带上16次喷发，最近的几次包括有海克拉火山1980年和1990年两次喷发。一些以大规模裂隙喷发为主的溢流玄武岩，如哥伦比亚河谷高原玄武岩、中国峨眉山玄武岩都可以归入此类喷发。近代一些科学家认为，大规模溢流玄武岩喷发是地幔柱活动的结果。
普林尼式
极端猛烈的爆炸喷发。喷出物主要是浮岩、岩屑和火山灰，而很少有熔岩喷发，其喷发的岩浆成分多是高黏度的泡沫化岩浆，喷发时不断伴有爆炸声。大多数此类喷发都形成高达十余千米直到55千米高度不等的喷发柱，使大量火山灰进入平流层。由于多是大规模、大体积喷发，火山口易于塌陷而形成破火山口。形成广布的空降浮岩堆积和厚大的火山碎屑流以及次生的火山泥石流，也是此类喷发的特征。1200年中国长白山天池火山、1815年印尼坦博拉火山、1980年美国圣海伦斯火山、1982年墨西哥埃尔奇琼火山和1991年菲律宾皮纳图博火山喷发等属于普林尼式喷发。
上述各种类型喷发，大多是以某座火山的一次不同于其他类型喷发而命名的，但这并不表示一座火山喷发只存在一种喷发类型。相反地同一火山在不同年代的喷发完全可以是不同类型的喷发。即使是一座火山的同一次喷发活动，也可以从一种喷发类型开始，以后又被另一种喷发类型所代替。
其他类型
按喷出岩浆与气体（主要是H2O、CO2、SO2、H2S和亚硫酸等）比例的不同可以分出爆炸喷发、岩浆喷发、蒸汽岩浆喷发、蒸汽喷发及硫质喷气活动等类型。一般低平火山口大都是由岩浆–蒸汽喷发所形成。但这种情况发生在当高温岩浆喷出与地下水或地表水作用，水/岩浆质量比小于0.2%时，水被迅速汽化，但又不能立即排出，迅速积蓄的能量即岩浆热能转化为机械能，发生爆炸，使周围岩石爆破形成低平火山口。但当岩浆、水相互作用停止后，岩浆仍将从火山口继续喷出。当岩浆中含饱和甚至过饱和水，或有外部水加入，但水/岩浆质量比在0.3%附近时，喷发活动虽可归入岩浆–蒸汽喷发，但往往是较为猛烈的普林尼式喷发。单纯的蒸汽喷发往往以衰老期的火山居多，日本有许多这样的火山发生过蒸汽喷发。除蒸汽外，一般只喷出围岩碎屑及沙土，而没有岩浆喷出。
如按火山和火山喷发的地质构造位置的不同，又可分为与板块俯冲作用有关的火山和火山喷发，热点火山、洋中脊火山和大陆裂谷火山喷发等。
火山分布
全球的火山分布是有规律的，一般火山都分布在两板块相互作用的地带，它们与板块运动相联系。
与板块俯冲作用有关的火山
当两板块会聚碰撞时，其中一个板块被挤压到另一个板块下方而形成俯冲带（多是较薄的海洋岩石圈板块俯冲到大陆岩石圈板块之下）。而当两板块离散时，也会产生大量岩浆喷出。正是由于太平洋板块向东西两侧大陆或岛弧的俯冲，以及向南北两侧岛弧的俯冲作用，导致形成全球火山数量最多的环太平洋火山带。根据海底地形和地磁带的分布，将太平洋板块靠近南美板块部分单独划分为纳斯卡板块，其北为加勒比板块和科科斯板块。分布在南美西部边缘及中美洲的诸多火山，分别与纳斯卡板块和加勒比板块的俯冲作用有关。而中美洲的危地马拉火山链位于科科斯板块插入北美板块之下的俯冲带一端。新西兰南岛和北岛，分属太平洋板块和印澳板块。由于太平洋板块的俯冲而在新西兰北岛分布有众多的活火山。太平洋板块沿阿留申海沟向北俯冲，导致形成阿留申岛链和阿拉斯加半岛一系列活火山分布；堪察加半岛和萨哈林岛以及日本岛弧的众多活火山都是太平洋“火环”的一部分。日本南部及琉球弧和菲律宾的火山，则被认为与菲律宾板块（太平洋板块的次级板块）的西向或北西向俯冲作用有关。构成太平洋“火环”西南部火山带的是包括巴布亚新几内亚和南太平洋许多著名火山的火山岛，以及新西兰北岛的火山。整个环太平洋分布的火山带占全球火山的大部分，在全球火山分布图上也最为醒目，但这些大都是海洋板块对大陆的俯冲作用形成的火山。
海洋岩石圈板块之间的碰撞俯冲，也同样可以形成火山。如加勒比海东侧包括著名的培雷火山在内的小安的列斯火山岛弧，包括蒙特塞拉特岛上的苏弗里耶尔火山、多米尼克岛上的迪亚布洛廷火山和瓦特山火山等，它们在宏观上也可看作是环太平洋火山带的一部分。环太平洋火山带不仅火山数量多，活动性强，而且喷发猛烈，这与太平洋板块向大陆一侧的俯冲导致产生的安山–英安岩浆喷发有关。而且产出安山岩浆的火山分布在环太平洋四周，特别是中南美西部边缘或岛屿上，其分布平行于海沟，呈弧形分布，这一安山岩分布特点被称为环太平洋的安山岩线。
东太平洋洋脊以每年20厘米速度加宽，但在其通过加利福尼亚湾切割北美板块西部边缘，从旧金山以北入海这一段，太平洋板块与北美板块之间是剪切走滑而非俯冲关系，形成著名的圣安德烈斯断裂带，因而在这一地段很少有火山活动。入海后的洋脊，虽方向上略有变化，但仍对北美板块俯冲形成喀斯喀特火山链，包括有雷尼尔火山、圣海伦斯火山及拉森火山等著名的火山。
紧接菲律宾火山带南端呈近东西向弧形分布的印度尼西亚火山链，是由印澳板块向欧亚板块俯冲作用的产物。印尼历史上曾发生过多次灾难性大喷发甚至超级大喷发。与俯冲作用有关的火山还包括地中海火山带，这是由于欧亚板块与非洲板块之间的碰撞和俯冲而形成意大利许多著名的火山和西班牙的一些火山。
在南极板块1,425.4平方千米面积内，除约有2%的岩石露头外，大都为冰雪覆盖。埃里伯斯火山是南极已知唯一的活火山，它是由英国探险家J.C.罗斯于1839年发现并命名的，该火山高4,024米，火山口直径800米，经常有熔岩或熔岩弹从火山顶喷出。
与板块离散有关的洋脊火山和洋脊裂谷火山
著名的大西洋中脊的大量岩浆喷出是在数千米以下的洋脊中进行的，人们很难观察到，但从大西洋中脊北端穿过的冰岛伴随有众多火山喷发，人们可以观察到。大西洋中脊以每年2厘米的速度向两侧裂开，来自地幔的岩浆从张开的裂缝中涌出，形成新的洋底。如此经过千百万年，它们成长得如此之大，以致伸出海面成为岛屿，冰岛就是这样形成的，全岛13,000平方千米范围内分布数以百计的火山，所以通过对冰岛的火山喷发就可以目睹新的洋壳及洋脊山脉或海山的形成过程。冰岛许多著名的火山，如拉基火山、海克拉火山、瑟尔塞火山、卡特拉火山等，仍不断喷发。而与火山有关的温泉电站，则是冰岛的主要能源。冰岛周围海域，因火山喷发生成新岛，也时有发生，如1963年11月，在冰岛西南海底发生了一次猛烈的火山喷发，产生了一个后来被命名为瑟尔塞的新火山岛。
在大西洋扩张脊以西靠近非洲大陆海域里有亚速尔群岛、佛得角群岛、阿森松岛、圣赫勒拿岛等，它们中的大多数都是火山岛，这些岛上的火山究竟是热点火山还是与扩张脊有关，还不清楚，但它们并不位于扩张脊上。
红海的裂开是由于印度洋洋脊向西北方向延伸的结果，也伴随一些火山活动，如厄立特立亚的杜比火山。
大陆裂谷火山
它与洋脊裂谷相似之处是均处于拉张构造体系的火山活动，只是发生在大陆地区。最有名的是东非裂谷火山带，包括非洲最高峰的乞力马扎罗火山、阿耶卢火山、乌穆纳火山、阿夫雷拉火山、梅鲁火山、泰莱基火山、卡里辛比火山、尼拉贡戈火山、尼亚穆拉吉拉火山等。中国华北裂谷在第三纪及第四纪时期曾有强烈的火山活动，但自全新世以来未见有火山喷发。
热点火山
由来自地幔相对固定的岩浆库源源不断地上升喷出地表，形成熔岩流和熔岩喷泉，经过数十万年至数百万年，形成一系列无根的火山岛，如夏威夷群岛及其北西向排列的毛伊岛、瓦胡岛和考爱岛等。它们都是由现在的夏威夷热点火山喷发所形成的火山岛。随着太平洋板块向西北方向漂移，这些火山岛按其形成年代由夏威夷岛向考爱岛依次变老。尽管夏威夷的冒纳罗亚火山和基拉韦厄火山仍在喷发，但随着海洋地壳向北西方向漂移，固定的热点火山将会在夏威夷东南的洛希海山上形成。
印度洋留尼汪岛上的火炉峰火山，它是高达7千米的海底火山的山顶。在过去3,000万年间，留尼汪岛已漂移离开原来的热点4,000千米，被称为徘徊的热点火山。美国怀俄明州的黄石国家公园有壮观的间歇泉和天然温泉，是大陆上著名的热点火山，科学家认为在今后数十万年内，黄石公园地区将持续发生火山喷发。
中国的火山
根据有过历史火山喷发记载、确切的年代学资料或火山区地质、地貌、地表和地下活动性等特征，全新世以来中国火山喷发有9处，其中半数分布在东北境内。它们既有大陆内部的，也有海岛的，包括黑龙江五大连池老黑山火山和火烧山火山，镜泊湖地下火口森林火山和蛤蟆塘火山，吉林长白山天池火山，吉林龙岗的金龙顶子火山，内蒙古阿尔山火山，云南腾冲火山群（以马鞍山、打莺山、黑空山和大小空峰最为著名），新疆于田以南250千米的阿什库勒阿什山火山，台湾岛北部大屯火山和龟山岛火山，以及海南岛北部海口附近的雷虎岭火山和马鞍岭火山。上述活火山基本上都位于第四纪火山活动区，以中心式喷发、中–小型火山锥成群出现为特征，除了长白山天池火山，很少形成大面积熔岩台地或大型层状火山。
火山喷出物
由于岩浆成分、岩浆中所含气体量的差异、火山喷发类型或喷发方式的不同，形成了多种多样的火山喷出物。
熔岩
释放了大部分挥发分而喷出地表的岩浆，以及由这种岩浆固结形成了熔岩。熔岩中SiO2的含量控制着熔岩的黏度及流动性。含SiO2较低的基性或玄武质岩浆，因其低黏度而易于流动，可形成熔岩流、熔岩盾或宽阔的熔岩台地。熔岩流又可分为绳状熔岩流和块状熔岩流，前者的流动比后者快，当其表面冷却时会形成一层表面光滑、柔韧易变形的薄皮，但在皮下的熔岩仍在流动，使柔软的薄皮扭曲变形而成绳状熔岩。当熔岩流动较慢且冷却较快时，就易于形成块状熔岩，或者基本冷却的熔岩又被新喷发的熔岩流所推挤而破碎，形成块状熔岩流。这几种熔岩流在中国五大连池火山均可见到。厚大的熔岩流冷凝收缩，可形成颇为壮观的柱状节理。如中国吉林伊通小孤山呈放射状发散分布的玄武岩，柱状节理从山脚至山顶长近100米，而福建漳州、龙华及台湾澎湖玄武岩柱状节理阵列更是令人惊叹。海底喷发的玄武质岩浆，冷却时具有典型的枕状构造。当熔岩流表面冷却凝固，而其下的岩浆仍在流动，在没有新喷出的岩浆补充时，成为熔岩隧道，这在中国镜泊湖、五大连池及海南岛的熔岩流中可见到。在韩国济洲岛一个保存很好的宽大的熔岩隧道长达数千米。
火山碎屑物
火山喷发特别是爆炸喷发和熔岩喷泉喷发，或在近地表的岩浆通道中，岩浆已被气泡化和碎屑化，这时喷出的固态或液态岩浆就是大小不等、形态各异的岩浆碎屑物。这些碎屑中粒径大于64毫米者喷发时如为塑性称为火山弹，如为刚性则称为火山块，2～64毫米之间的碎屑称为火山角砾或火山砾，小于2毫米的火山碎屑称火山灰。它们多由火山玻璃、浆屑、火山岩石和细小晶体碎屑组成。按形成机制不同，又可分为火山碎屑流、空降火山碎屑、火山碎屑涌浪和基浪堆积，以及次生的火山碎屑二次堆积和火山泥石流、火山岩屑流等。
火山气体
在板块俯冲带形成的岩浆中，由于富水洋壳物质的加入，其水或挥发分的含量往往比洋中脊形成玄武岩浆或其他来自地幔的岩浆要多很多。挥发分的参加还可降低俯冲带岩浆生成的温度，从而提高岩浆的产出率，这也就是俯冲带火山喷发更为频繁，而且更易于发生爆炸性喷发的原因。
火山气体是硅酸盐（也可有碳酸盐）质岩浆中所溶解的挥发性组分，包括H2O、CO2、CO、SO2、H2S、HF、HCl、H2、N2、CH4和亚硫酸气体等。其中主要成分是H2O，有时可占气体总量的90%以上，蒸汽岩浆喷发或蒸汽喷发，主要指的是水蒸气。岩浆中挥发气体的含量或溶解度是有限度的，挥发性气体在中–酸性岩浆中的溶解度要比基性岩浆高。当中–酸性岩浆中溶解的挥发分气体（主要是水）达到饱和或过饱和时，岩浆上升温度下降，岩浆中的挥发分出溶就会形成很大的气体压力，它们就是形成爆炸性喷发并形成喷发柱的主要动力。冷水与炽热的岩浆接触时，瞬间高速汽化也可形成爆炸，这就是大多数低平火山口爆炸喷发的原因。
除火山的水蒸气喷发以外，在火山喷发的晚期也有单纯以硫质喷气和CO2喷气为主者。随岩浆喷发到大气层中的高温火山气体，将会与周围环境、生物和大气相互作用而产生火山灾害。
火山灾害
火山喷发通过喷出大量炽热的熔岩、火山碎屑、火山灰以及对生态环境、气候有致命性破坏的火山气体，并伴随火山泥石流、火山崩塌、海啸、地震、地形变、火山爆炸冲击波、闪光、酸雨等，从而造成严重的人畜伤亡和财产损失，摧毁建筑物、农田、森林、桥梁、道路、通信、能源、水源等城镇基础设施，甚至发生火山喷发物掩埋整个城镇（如庞贝、赫库兰尼姆、圣皮埃尔、阿尔梅罗等）的惨剧。因此，“国际减灾十年”将火山灾害列为第六位主要的自然灾害。
一次火山喷发是否导致火山灾害，以及灾害大小和轻重的程度，既取决于火山喷发的地点（人口稠密区、有人居住区和无人居住区）、火山喷发的类型及其引发的火山灾害类型，也取决于是否对该火山进行监测与研究及制定可操作实施的减灾对策而减少间接灾害。
据有关资料，1600～1986年全球因火山灾害共死亡约56万人，其中大多数是因喷发后的间接灾害造成的，如气候明显变化，造成农作物歉收、饥荒、瘟疫等。如1783年日本浅间山火山喷发后与饥饿有关的死亡人数就有30万人；而1815年印度尼西亚坦博拉火山猛烈大喷发，直接死亡约1万人，另有8.2万人则死于喷发后的饥荒和疫病。
除间接死亡外，因大的火山碎屑流、泥石流而死亡的人数是主要的，其次是火山灰降落和因火山喷发和地震而引起的海啸。火山碎屑流、泥石流的高活动性和易流动性，加上具有较高的温度，使得火山碎屑流流经之处很难再有生命存在，所以火山碎屑流是主要的火山灾害之一。公元79年意大利维苏威火山喷发是火山碎屑流灾害的典型例子。若伴随有火山坡体塌陷并导致定向爆炸，则碎屑崩落、溅射的灾害影响范围将更大。据统计1900～1986年因火山灾害死亡人数为7万多人，其中86%与火山碎屑流和火山泥石流有关，另有大约4%与喷发后的饥饿死亡有关。
印度尼西亚坦博拉火山1815年发生大爆发，浓密的火山灰云使500千米外的马都拉岛黑暗了3天，9.2万人丧生，成为有史以来最猛烈、死亡人数最多、对气候影响最大的大喷发之一。马提尼克岛培雷火山1902年喷发，圣皮埃尔市被摧毁，全城2.8万人葬身于炽热的火山气体、碎屑流和熔岩流中，是20世纪最惨重的火山灾难事件。哥伦比亚鲁伊斯火山1985年喷发，火山碎屑和灼热的火山灰融化了火山顶部的冰帽，由此触发形成火山泥石流，阿尔梅罗镇23,008人丧生，被认为是20世纪除培雷火山灾难之外的第二大“死亡喷发”。
火山喷发还对空中飞行器造成影响。1982年印尼加隆贡火山爆发，喷出的火山灰弥漫广大地区和空间大气层，喷发柱高达50千米。一架波音客机四架引擎因吸入火山灰而失灵，飞行员设法重新发动了其中一台引擎，才使飞机脱离险境而免于坠毁。阿拉斯加火山喷出的火山灰降落在安克雷奇机场上，客机的双翼因不堪湿火山灰的重压而遭破坏。皮纳图博火山1991年喷发的火山灰降落到美国在菲律宾的空军基地，使其所有飞机停飞并被迫关闭了该基地。因此所有航线都应考虑火山灰进入高空殃及飞行器的问题。其中阿拉斯加和狭长的阿留申群岛属“太平洋火环”的北部，每年有至少5座火山强烈喷发。而在这个经常有火山喷发的地区，每年有欧美及亚洲的约5万架次航班通过，平均每天通过旅客近万人，成为全球最繁忙的空中走廊之一。因此从1993年以来美国在阿拉斯加建立一个全球最大也是最先进的火山观测中心，它可同时观测22座最大的火山活动状态。
火山喷发特别是强火山喷发喷出的有毒气体CO2、SO2、HCl、HF、H2S等对低层大气环境的有害影响显而易见，炽热的火山灰和火山碎屑流对火山周围的野生动物和森林植被和生态环境有毁灭性打击，而强火山喷发由喷发柱进入高层大气圈会对全球气候变化产生影响。1783年冰岛拉基火山和日本浅间山火山喷发使欧洲、美洲在随后几年中变得寒冷。阿拉斯加火山群由于强火山喷发频率高，进入高空的炽热火山气体和火山灰，形成特殊的高压气带，从而给全球大气环流造成影响。此外，进入高层大气圈的有害火山气体还会破坏臭氧层。1991年皮纳图博火山喷发对南极上空臭氧洞的扩大(15%～25%)就负有责任。因此，强火山喷发是全球气候变化中不可忽视的一个外强迫因子。
其他行星及卫星上的火山
由太空探测获得的资料显示，火山活动是太阳系许多行星最重要的地质作用。已知太阳系中许多行星的地表布满坑洞（环形山），但只有少数是火山口，其他大多是由陨石撞击造成的。和地球一样，月球、金星和火星上也有由火山作用形成的地貌。
火星上的火山
火星表面有许多大小不同的陨石撞击坑，南半球高而崎岖不平，北半球低而平坦。火星上的奥林波斯山是一座宽550千米、高约27千米的死火山，它不但是火星上的最高点，更是太阳系中已发现的最大火山，总面积相当于美国的亚利桑那州。火山斜坡缓慢上升，坡度极小，照片上清楚地显示叠层环形分布于火山口四周的熔岩，这或许说明此火山是经历过多次熔岩喷发形成。火山顶部巨大的破火山口中还有一连串叠套的破火山口。在同一区域长达2,000千米的塔拉西斯高地上，还有其他类似于奥林波斯山的大型火山。
木卫一上的火山喷发
太阳系中最大的行星——木星有许多卫星，其中木卫一经常发生火山喷发，喷出硫云，它是已确知在太阳系有活火山的几个天体之一。木卫一有一层很稀薄的大气，其中一部分是SO2。1977年美国发射“旅行者”1号和“旅行者”2号两艘飞船，共拍到8张木卫一照片，发现该卫星上有大约200个破火山口，有些看起来像熔岩湖。同时还发回普罗米修斯火山爆发的情形，火山喷出高达160千米的火山气团，由于该卫星的引力很小且没有大气层，这些喷发物都逃逸进入太空中。1979年“旅行者”1号太空探测器测得木卫一上有9处火山喷发。这是除地球外，已确定存在喷发的活动火山的行星。
海王星上的“冷火山”
1989年据美国“旅行者”2号太空探测器发射后的12年传回的资料。海王星的8颗卫星中，海卫一是已知卫星中最大的一颗，大小几乎与月球相当，具有由氮和甲烷组成的极稀薄的大气。其表面温度为-240℃，被冰雪覆盖，其中分布着为数不多的陨石坑及一些山峦起伏地带。在一些圆锥形凹坑中有暗色条纹上升，科学家认为它可能是由火山喷出的氮气造成的。氮在极寒冷气候条件下变成了液体，即海卫一喷出的不是热岩浆而是液氮。
金星上的火山
金星外面有一层云环绕，云中主要含有浓硫酸微滴，表面温度高达460℃左右。麦哲伦太空船运用雷达波穿透金星浓密的云层，拍摄到假彩色照片。从照片中可以看到隐藏在云层下的大型火山和陨石冲击坑。这些火山都是以女性命名的，如西芙火山和姑拉火山。
月球上的火山
月球是离地球最近的天体。1979年，美国两艘“旅行者”号太空探测器相继传回的一些照片显示月球表面布满了红、黄、橘及褐色的斑点，即大部分为火山形成的环形山，是月球火山活动停止后，硫磺在逐渐冷却、凝固过程中呈现出的颜色。富铁或富钛的月海玄武岩则是在距今39.5亿～31.5亿年前由月球内部的局部熔融而喷发的火山熔岩。
火山监测与减灾对策
活火山，特别是那些具有潜在灾害性喷发的危险火山，必须置于火山监测技术的监视之下。20世纪80年代以来，通过对一些活火山的监测，已观测到其地球物理和地球化学上的变化，获取了喷发前的前兆信号，对预报喷发事件取得很大进展。在火山地震震源过程的解释和岩浆补给系统的模拟，以及对喷发动力的了解和对喷发前兆演化等方面也已取得相当程度的进展。如对夏威夷基拉韦厄和日本樱岛火山非爆炸式火山喷发的预报，对美国圣海伦斯火山、日本有珠火山和菲律宾皮纳图博火山爆炸性喷发的预报，以及1998年7月11日印尼默拉皮火山喷发前的预报等，从而大大地减轻了火山灾害损失。但目前还不存在预报火山喷发的某种简单唯一性的规律，离精确预报喷发仍有较大距离。反常的地球物理信号和错误的警报仍然较高，对导致喷发的物理的和化学过程的了解仍然有限。如岩浆侵入和岩浆喷发在地震表现上很难区分；同一火山不同深度的震源可以产生非常类似的地震曲线；同一火山不同次喷发也可出现不同的前兆信号；经过长期静止之后的那些近代喷发的火山，所观测到的前兆型式十分不同；一些大的破火山口显示频繁的骚动信号，但绝大多数不是喷发前兆，这增加了处理破火山口喷发前兆的不确定性。
全球有大约1,500余座在全新世（10,000年）以来至少有过一次喷发的活火山（据Simkin和Siebert,1994），其中534座火山在历史时期喷发过。在这些活火山中，只有少数（大约150座）火山被不同程度地监测。全球每年大约有50座火山喷发，其中6%造成了火山灾害。显然，人们无法预报那些未被监测的火山的未来喷发。为唤起国际社会对高危险火山的更多了解和关注，国际火山及地球内部化学协会(IAVCEI)为配合“国际减灾十年”(IDNDR)计划设计和执行了“十年火山计划”（1990～2000），科学家们从全球精选出一小部分活火山，列入了“十年火山计划”。火山学家们期望，在21世纪的前10年内，完成对所有活的或潜在活火山的灾害评价，并将在某种监测水平下被监测，以获取可信的长期和短期喷发前兆，从而在全球范围内大大减轻火山灾害。
由于靠近大城市的火山喷发将带来极其严重的火山灾害，IAVCEI前任主席格兰特·黑根向国际大地测量和地球物理学联合会（IUGG）提议将2001～2010年定为“国际城市地球科学十年”，并建议每个国家至少选出一个“十年城市”，这个计划当然也包含城市火山在内。全球已有59个城市靠近潜在火山喷发的火山或火山群，其中有两个特大型城市是马尼拉和墨西哥城。处于将来火山喷发危险之中的人数超过5,000万。对于像靠近墨西哥城的波波卡特佩特尔火山、靠近马尼拉的塔尔火山，以及位于170余座火山组成的火山群中的奥克兰市等这样一些大城市，火山的监测和预报以及减灾对策应给予特别的关注。越来越多的火山学家正在进行有关城市交通运输、能源、通信、地下水分布和公众健康状况等数字模型方面的灾害研究。对城市火山危险性评估在很大程度上依赖于对火山喷发物理过程及结果的模拟和想象，这样就容易被突发事件受理者、保险业、政策制定者和公众所接受。
在全球55个火山观测所中，较普遍采用的火山监测技术是火山地震学方法（92%的观测所采用）、地形变测量(71%)和火山气体地球化学观测(55%)。大约有1/3的火山观测所还设有地热和地温场观测、重力及电磁监测。以预报未来喷发和减轻火山灾害为目的的火山监测，要求在对被观测的火山进行详细的火山学研究，对该火山过去的喷发历史有详细了解的基础上进行；对它们的喷发历史追索得愈久、愈详细，对预报未来喷发愈有用。此外，还应当对岩浆的物理化学性质和补给岩浆系统几何学及深部岩浆构造条件有较充分的了解。
火山喷发前兆
火山构造地震或高频地震群，可作为喷发的长期或中期前兆，它反映岩浆压力变化产生的应力上升。低频地震和火山颤动反映火山–流体系统内部向上的运动，是比较可靠的喷发短期前兆。临近喷发的短临前兆有地下深处传来不同寻常的噪声、升起火山黑云等。如日本富士山和有珠山、巴布亚新几内亚拉明顿火山、冰岛拉基火山等，在喷发前都有明显的前兆。当岩浆上升并向近地表运动时，或者由岩浆上升导致浅层地下水热活动时，在地表可产生某些可测量出的变化。如地裂缝加宽、土壤或地表沉积物发生弯曲褶皱或上冲、出现岩石滚落或滑坡、火山顶部或侧翼出现大规模隆起等。最大的地形变发生在火山喷发之前，当岩浆压力因喷发而下降甚至完全解除时，则地形变趋向于回到它早先的位置。
大多数火山都含有刺激性臭味的亚硫酸气和臭鸡蛋味的硫化氢等硫气型火山气体。对其气体的异常增加或减少等综合分析，可作为喷发前兆与地震前兆和地形变前兆，并确定其处于喷发前兆的何种状态。富含碳酸气的称为碳酸气型，一般是衰老乃至死火山区居多，但在一些活火山也可出现含量异常增加，甚至形成CO2喷气等，如1986年喀麦隆尼奥斯的CO2喷气。那些有火口湖的火山，异常增加的火山气体与湖水反应，将使湖水的pH值发生变化而成为酸性湖水，如卡哇艾京火山口湖水。
此外，如地下水位的异常变化、测量火山口湖水中Mg/Cl比值和硫酸盐的浓度变化，也可考虑作为一种前兆指示。由于大部分火山区的气体来自火山下方深部的岩浆，因此火山气体含量的异常变化作为一种重要的喷发前兆而受到重视。
火山监测方法
地震方法是一种重要而有效的监测火山活动和预报喷发的工具，是大多数火山监测的支柱。但是，只有与其他方法如地形变测量、气体取样、水化学监测，以及与火山学研究结果相结合时，才是最有效的。
近年来使用的新方法主要有：
- 卫星红外监测技术。火山喷发本质上是地球内部热物质通向地壳的热发散，这些物质在通向地表过程中的热活动很容易被每天都在高空游弋的卫星热红外仪器所捕捉到。
- 合成孔径雷达干涉测量。使用星载雷达的相位信息，以应用于地面点的高程及其动态变化测量。能全天候获得地面的三维信息，空间分辨率高，具有比GPS更高的地形变化测量精度。
- 实时地震振幅测量。用于火山地震的快速分析工具。
- 密集阵列宽频带地震仪连续观测。是最有希望、最先进的技术，与高灵敏钻孔应变观测、应力–应变测量相结合，最有希望改进和查明喷发前兆信号。
火山灾害预测
重点是预测火山灾害发生的时间、地点、规模和灾害类型。不同的喷发类型会产生不同的火山灾害类型，而不同的喷发规模则涉及灾害范围。这要求火山的监测台网提供尽可能准确的中期（数月至1年）和短期（数周至数天）警报以及可能的喷发类型和规模，同时要求对该火山在历史上多次喷发的类型和规模及不同类型喷发物的分布范围有尽可能详细准确的研究资料，还要求对火山周围居民村镇的分布、工农业、能源供应、交通通信，水库、河流等人文地理公共设施有基本的了解，并表示在灾害预测图上。在此基础上作出该火山区未来可能发生喷发的火山灾害预测或者灾害区划图，在图上应表示不同灾害类型影响的范围和可能的受灾程度和等级。这样的火山灾害预测或灾害区划图是制定火山减灾对策的基本依据。
火山减灾对策
当监测资料显示必须发出火山喷发警报时，必须及时向政府及主管部门报告，由政府和主管部门组成包括有火山学家参加的减灾对策指挥机构。减灾对策的内容包括：地区隔离限制，居民撤离顺序，人员、财产转移，紧急避难场所的开辟，交通、通信的保证，水、食物、居住场所的安排，卫生医疗条件的保证，临时营救措施等。实际上，对于那些高危险火山，早在警报发出前就应对该火山区的工、农、林业和旅游设施布局，根据灾害区划图作出必要规划和限制，紧急避难场所也应在警报发出前就已规划出来。减灾对策中最重要也是最容易被忽视的是对社会公众，特别是对火山危险区公众，进行有关火山及火山灾害、减灾对策的宣传教育。火山学家应通过同政府官员的会谈对话，与新闻媒体的对话及由此产生的报道，举办有关的展览，向学校、机关团体和旅游者作有关讲演宣传，编写有关科普读物等多种途径，使公众了解火山喷发、火山灾害、减灾对策等基本常识。这样做的结果将是在出现火山紧急情况时，公众与政府部门和火山学家之间相互理解、相互协调一致地面对火山紧急情况，从而最大限度地减轻火山灾害。
在日本、意大利、冰岛等一些多火山国家，在多次蒙受惨重的火山灾害并与之作斗争的长期过程中，也积累了一些通过工程措施以减轻火山灾害损失的方法，如通过人工筑坝阻挡或延缓泥石流流速，或改变其流动方向；用大量海水浇灌熔岩流头部，使熔岩流停止前进等措施减轻火山灾害的损失。
火山资源
人们常常将火山喷发与恐惧、灾难相联系，确实，火山喷发曾造成大量人员伤亡，破坏生态，产生不利于人类的局部乃至全球的气候、环境变化等严重后果。但是火山作用也赐予人类许多财富，诸如与火山作用直接或间接有关的金属、非金属矿床，地热资源和旅游资源等。火山喷发的岩浆来自地球深部数十乃至100～200千米深部，科学家们通过对这些来自地球深部的岩浆及其所携带的不同深度岩石标本的研究，获取火山所在地区地球深部的各种信息，而这些标本和信息是目前用钻探技术无法获取的，可见火山及火山喷发也是科学家们了解地球深部的一个窗口。因此，如何趋利避害，通过加强火山监测及喷发预报，制定切实可行的减灾对策，把火山灾害减少到最低，同时又合理地开发利用火山赐予人类的各种资源。既不能因为利用火山资源和火山周围肥沃的土壤而忽视对火山的监测，也不应因为有火山灾害威胁而远离火山，放弃对火山资源的利用。现代科学技术和火山监测技术的发展，将为达到上述目的提供保证。
火山作用与矿产资源
火山喷发是自地球形成以来一直存在的重要地质作用，许多金属与非金属矿产都直接或间接与火山作用有关。由于火山喷发的岩浆是由地下深部急剧或缓慢地，或经过地壳、地幔岩浆房多阶段地上升并最终喷出地表，岩浆在上升途中遇有适宜的环境和条件，就可能将其中有用组分析离出来形成矿床；或在岩浆房中分异，使有用组分高度富集，随后被喷出地表形成矿床；或就地逐渐冷凝形成含矿侵入体。如与细碧角斑岩有关的铜、铅、锌矿床、镜铁山铁矿床，产于更新世安山岩中的台湾金瓜石超大型金矿床，南非布什维尔德铬与铂矿床，中国金川镍矿床，攀枝花钒钛磁铁矿床等。哥伦比亚加莱拉斯火山1993年的喷发物中发现一条金矿脉，这可作为近代火山喷发形成金矿床的例子。全球主要的金刚石矿床，均与金伯利岩浆或钾镁煌斑岩的爆炸喷出有关。中国科学家在云贵交界地带发现自然铜矿床产于峨眉山玄武岩中，海南、福建、山东等地一些红宝石或蓝宝石矿，直接产于喷至地表的玄武岩中。许多火山喷发晚期往往有含硫火山气体喷出，它们会在冷凝过程中形成结晶的硫磺矿。意大利西西里岛与火山作用有关的硫磺矿，已开采了好几个世纪，多火山的印尼爪哇岛也有许多这样的硫磺矿。有许多火山喷出的喷发物本身就是可供利用的资源，如中国最大的浮石矿就是1199～1200年由长白山天池火山喷出的，火山渣以其多气孔、比重小、体轻坚韧而成为颇受欢迎的建筑材料。澳大利亚、新西兰等地以玄武岩作为街道、房屋及公共设施的建筑石料。韩国济州岛以多孔的火山岩雕刻成大小不同的“石头爷爷”和“海女”，不仅是旅游工艺品，也是济州岛的象征。至于由岩浆房加热使其围岩中有用组分活化迁移而富集成矿的实例更多。与火山作用直接或间接有关的矿产资源为人类物质文明的发展和进步作出过重要贡献。
火山地热资源
火山喷发是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。火山与地热犹如孪生兄弟，经常共生，这是因为火山下面高温的岩浆房可以将循环的地下水加热，被加热的地下水或储集于地下，或喷出地表形成温泉、沸泉、间歇喷泉、蒸汽喷气孔或沸泥塘等，像冰岛、日本、新西兰北岛，既多火山，而与之有关的地热资源也很丰富，它们除用于日常生活和种植业等外，还用来发电成为最清洁的能源。在冰岛，地热发电约占其能源总量的40%；日本也建有16座火山地热电站，日本北九州八丁原地热电站发电量达11万千瓦；中国云南腾冲火山区和长白山天池火山区也有较丰富的地热资源尚待开发。由于在一些火山周围因分布有富含钾、磷等的火山灰而使土壤变得很肥沃，特别有利于农业和种植业的发展，所以在印尼居住在活火山岛屿上的居民比无火山岛屿上的居民还多。
火山景观——旅游资源
火山喷发虽然破坏原有的地面景观，却可塑造出新的更为壮观的火山景观。有高耸的锥形或圆锥形火山，如作为日本象征的富士山火山；神秘的熔岩隧道，如韩国济州岛长达十余千米高大宽阔的熔岩隧道；壮观的火山碎屑流峡谷，如中国长白山鸭绿江峡谷和锦江上游的峡谷；还有清澈的火口湖和火山堰塞湖，如新西兰的陶波湖，美国俄勒冈州的梅扎马山火口湖，中国的镜泊湖、五大连池等；以及由火山熔岩和其他喷发物所形成的千姿百态的火山熔岩景观，再加上火山温泉、瀑布，像美国黄石火山那样的间歇、蒸汽–水喷泉；还有火山周围由火山灰形成的富钾和磷的肥沃土壤，既有利于种植业的发展，也可形成茂密的森林。所以像美国、日本、新西兰等多活火山国家，以火山或火山景观为主要内容的国家公园占有很大比例。中国的镜泊湖、五大连池和腾冲火山区，都以其奇特的火山景观而吸引众多游客，其中有的也已辟为国家地质公园，实际上都是典型的火山公园。
