泥火山：不喷岩浆喷泥浆

什么是泥火山

提到火山活动，

我们总会联想到

滚烫的岩浆喷涌而出，

铺天盖地的火山灰和熔岩流席卷周边，

宛如末日景象。

火山喷发

与上述炽热的火山不同的是，

在陆地表面和海底

存在着许多“冷火山”，

它们并不是真正的火山，

这些“火山”并没有往外喷岩浆，

而是在喷冰凉的“泥浆”。

它们就是今天本文的主角——泥火山。

新疆北天山地区的泥火山（蒋雨函等，2020）

泥火山定义

泥火山（Mud volcano），又名假火山，是地球表面的一种独特的构造现象，是由泥及其它沉积物构成的周期性或连续性喷出包含水、油气的液态泥浆的具正向地形特征的构造。内部泥浆与气体经由喷发口喷发，并在地表堆积，外型多为锥状小丘，直径在数十米到数千米不等，坡度一般大于5°，丘的尖端部常有凹陷，顶部通常能形成类似火山的喷口；也有的泥火山形如饼状，如泥泉、泥池、泥饼等，其两翼坡度小于5°，规模也较小。

不同样式的泥火山

不同样式的泥火山

据文献报道，泥火山固体喷发物的矿物组成多为石英、伊利石、高岭石和蒙脱石等；液体喷发物主要为高度矿化的流体；大部分气体喷发物中烷烃含量最高，主要是以甲烷为主，甲烷是可燃气体，所以有些地方的泥火山附近有“地火”现象产生，此外还有少量乙烷、丙烷等烷烃，同时含有少量氮气和二氧化碳等。

阿塞拜疆泥火山

阿塞拜疆泥火山

俄罗斯普加切夫斯基（Pugachevskiy）泥火山

泥火山分布

泥火山的喷发在全球很多地方都有分布，包括陆地和海底。目前已经在超过40个国家和地区发现了泥火山。

阿塞拜疆的巴库地区发育有全球最多的泥火山，成为该地区最为独特的风景名片，这里有全球最大的泥火山之一：奥特曼·博兹达格（Otman bozdagh）泥火山，2018年9月，奥特曼·博兹达格泥火山曾经喷发过一次，当时冲出的泥浆高达200-300米，场面极为震撼。

奥特曼·博兹达格泥火山喷发（新闻配图）

2006年5月29日，位于印度尼西亚西爪哇岛的鲁西（Lusi）泥火山喷发，附近的12个村庄和一条高速公路淹没在淤泥之中，时至今日该泥火山还在小规模持续不断地向外喷发泥浆和气体，有科学家认为这是历史上破坏性最大的持续泥浆喷发。不过泥浆湖凝固后形成了固态泥土，人们可以站在上面近距离观察泥火山，这也促成了很多旅客来此地进行“灾难旅行”。

鲁西泥火山的游客（新闻配图）

此外在黑海、里海、地中海、墨西哥湾、北美洲西海岸、北阿拉斯加地区、俄罗斯东部、日本南海海槽、非洲的东海岸及西海岸、南美东海岸、密西西比河及尼日尔三角洲、尼罗河深水扇等地区都发现了很多陆地或海底泥火山。我国的新疆北天山、台湾南部、西藏可可西里等地发育有大量陆地泥火山，南海北部海域则有很多海底泥火山分布。

新疆阿克陶县木吉乡泥火山口（中国地震局地震预测研究所周晓成研究员拍摄）

新疆阿克陶县木吉乡泥火山口（中国地震局地震预测研究所周晓成研究员拍摄）

新疆独山子泥火山

新疆乌苏地区泥火山

新疆乌苏地区泥火山

台湾地区泥火山（蒋雨函等，2020）

泥火山的形成

这时求知欲比较强的读者可能要问了，泥火山是如何形成的呢？一般而言泥火山的喷发需要以下三个条件：

1. 地下有松散的泥岩层分布，提供泥火山喷发的泥浆来源；

2. 有巨大的压力差（一般由天然气聚集而产生），使地下天然气体外涌；

3. 有喷发通道（如断层、背斜轴部等），允许气体与泥浆的喷出。

锥形泥火山示意图（蒋雨函等，2020）

关于泥火山的成因机制一直是学术界研究的热点，许多学者认为油气藏的形成和破坏与泥火山密切相关，世界各地许多发育泥火山的地区都发现有天然气水合物存在的现象和证据。天然气水合物是在水和天然气形成的化合物，在地表出现裂隙或薄弱带时，地下沙泥层在压力差的驱使下，水、气和泥浆就会喷涌而出，在黑海、里海地区此类现象就十分显著。

还有一些泥火山是火山活动与热液流体有关，当火山活动近于停止时，火山附近的温泉或埋藏较浅的淤泥，受到火山气体的影响，蒸发或膨胀为泥浆类物质喷出地表而形成，美国黄石公园泥火山区就是典型的代表。此外，构造挤压、地震活动、人工活动、孔隙流体的异常高压等都可能导致泥火山的产生。

黄石公园泥火山

近日法国学者Arthur Blouin和同事在国际期刊JGR-Earth Surface上发表了一篇论文，研究了里海地区的一座海底泥火山：Absheron mud volcano。里海是石油和天然气勘探的重要地区，是世界上泥火山分布最密集的地方，研究人员模拟了甲烷被困在沉积层中，并在孔隙压力下引发变化，导致泥浆在海床下约3.5公里处形成并开始上升，根据模拟计算，淤泥到达海床并喷发大约需要100年时间。

Absheron海底泥火山形成模式图

（Blouin, et al., 2020）

参考文献：

1. 蒋雨函，高小其，王阳洋，张磊．中国新疆北天山和台湾南部陆地泥火山研究进展［J］．地震，2020，40（3）：65－82．

2. 张伟.南海北部主要盆地泥底辟/泥火山发育演化与油气及天然气水合物成矿成藏[D]. 2016.

3. Blouin, A., Sultan, N., Pierron, A.,Imbert, P., & Callot, J.-P. (2020).Evolution model for the Absheron mud volcano: from stratified sediments to fluid mud generation. Journal of Geophysical Research: Earth Surface,125, e2020JF005623.

来源：中科院地质地球所

原标题：什么是泥火山

编辑：hxg