火山碎屑岩是火山物理学研究的最直接对象, 也是鉴别碎屑化过程最重要的研究对象。 一些特殊类型的火山碎屑岩及相关岩石往往可以反映出某些特征的火山岩浆作用过程, 这正是甄别不同类型火山灾害发生概率的基本依据。 火山灾害是与火山和火山喷发有关的灾害, 它是人类在自然界面临的最重要的灾害类型之一。 火山灾害与火山喷发类型直接相关, 其中的爆破性火山喷发则可以形成最为致命的强烈火山灾害。 爆破性火山喷发的直接产物是形成各式各样的火山碎屑岩, 它们代表了喷发过程所带来的不同类型与强度的火山灾害。 原生火山碎屑与次生碎屑反映了火山喷发期与喷发间歇期火山表面过程的差异, 而岩浆喷发、 射汽岩浆喷发和射汽喷发堆积物的鉴定则标志了现代火山学研究的系统性深化, 它们是从事火山灾害研究的先导性工作。 细粒空降火山灰在水盆地里保存的火山灰纹层因其良好的等时面与环境指示意义而受到人们的重视, 与其伴生的岩石则可能需要区分层凝灰岩、 沉凝灰岩、 凝灰质泥岩等各种不同火山沉积作用类型。 熔岩流动碎屑化产生的自碎角砾岩和熔岩流水下淬火形成的碎玻熔岩代表了与熔岩流直接相关的碎屑化, 而不是与爆破性火山作用相关的碎屑化。 通常把它们划归为原生火山作用碎屑, 但其灾害意义却完全不同。 不同类型的火山碎屑岩形成于不同的碎屑化机理与成岩方式, 其中一些特定的火山碎屑岩更是代表了极为特殊的火山灾害类型与规模。 对于隐爆角砾岩, 尽管它是一种火山碎屑岩的岩石名称, 但其实我们更关心它的资源经济学意义。

文中以琼北峨蔓、 海口等地200ka以来喷发形成的38座火山为研究对象, 基于Google Earth高分辨率遥感卫星影像及ALSO(12.5m)数字高程模型(DEM)数据, 并基于无人机倾斜摄影测量生成的高精度、 高分辨率数字正射像图(DOM)和数字高程模型(DEM)数据, 详细测量了锥体形态, 对其形态进行定性和定量研究。文中提出了一种新的方法: “Sco^h(火山锥水平截面积)-H^h(锥体山顶至截面垂直距离)法”, 可精确分析琼北锥体形态上的差异。研究表明, 在Sco^h-H^h投图中, 根据曲线的不同, 火山锥体总体可分为3类: 1)曲线坡度较小, Average(H^h/Sco^h)^h>3m=0~0.6, 区内约有22%的锥体属于该类型; 2)曲线坡度较陡, Average(H^h/Sco^h)^h>3m=1.0~6.0, 区内约有65%的锥体属于该类型; 3)曲线坡度最陡, Average(H^h/Sco^h)^h>3m=4.0~12.0, 区内约有13%的锥体属于该类型。野外地质调查证实, 第1类火山锥以罗经盘为代表, 由火山砾、 火山灰、 围岩碎屑构成, 具有平行层理, 属于凝灰岩环(tuff ring)型锥体, 为射汽岩浆喷发(phreatomagmatic erutpion)成因。第2类火山锥以马鞍岭为代表, 由火山弹、 熔岩饼等岩浆爆破成因的火山碎屑组成, 属斯通博利型(Strombolian)-夏威夷型(Hawaii)火山喷发成因。第3类火山锥以笔架岭火山为代表, 多由直径>30cm的熔岩块构成, 推测为侵出成因(extrusion)。研究表明, 不同喷发类型形成的火山锥具有不同的形态特征, 这些形态差异可以准确地反映在Sco^h-H^h曲线中。因此, 利用该方法基于火山锥高精度DEM数据可能能够限定火山喷发的类型, 这对于高效统计确定大型火山群的喷发类型、 评估火山喷发灾害类型和灾害预期提供了一个新的研究思路。

文中以雷琼火山群海南岛儋州地区峨蔓镇的兵马角海岸火山为研究对象, 在卫星影像及无人机影像数据解译的基础上, 分析了海岸火山锥不同位置典型剖面的火山喷发序列, 并利用显微镜及扫描电镜分析碎屑物成因, 再现火山喷发物理过程。兵马角剖面存在3类玄武质碎屑。第1类碎屑整体呈绳状、 树根状, 经历明显的塑性变形, 碎屑内部气孔构造极发育, 代表纯岩浆爆破喷发成因。第2类碎屑表壳之下呈蜂窝状细密气孔构造, 表面龟裂与内部普遍的脆性破裂显示其经受过淬火作用; 内部仍保留的气孔构造说明其内部可能没有受到影响, 以上证据支持该类碎屑形成于中度的水-岩浆相互作用。第3类碎屑有强烈塑性变形特征, 表面出现大量龟裂纹; 内部碎裂为大量薄皮碎屑并重新熔结, 不规则气孔或空腔占碎屑的绝大部分, 说明该类碎屑形成于相对较强的水-岩浆相互作用。兵马角剖面显示, 兵马角火山喷发于滨海环境, 具有水下火山向陆上火山过渡的特点。火山活动早期发生水下“火喷泉”式喷发, 在水下构筑火山碎屑堆积, 主要由第3类碎屑构成。碎屑松散无层理, 粒度分选不明显, 其中出现大量有塑性变形的、 气孔构造极其发育的黑色熔岩浆屑。在火山活动的中期, 当碎屑堆积物高出水面时, 火山作用转变为射汽岩浆喷发, 产生具有明显平行层理与交错层理的涌流凝灰岩, 以第2类碎屑为主。火山活动晚期以斯通博利型-夏威夷型喷发为主, 形成不同熔结程度的黑色、 砖红色集块岩, 含有大量第1类碎屑。火山喷发最终过渡为熔岩溢流, 形成熔岩台地。根据兵马角火山喷发的物理机制, 推测未来潜在的滨海火山喷发灾害包括水下“火喷泉”、 射汽岩浆喷发成因的涌流、 弹道喷射坠落的火山弹、 熔岩喷泉以及熔岩流。其中涌流可能贴海平面高速运动, 影响火口周边约10km范围的区域, 是最有威胁的火山喷发灾害类型。

2011年5月4日至5月30日,由中国地震局地质研究所和新疆维吾尔自治区地震局组成的科考队,完成了2010年度地震行业专项 "新疆于田7.3级地震与阿什库勒火山综合科学考察"的野外综合科学考察。火山地质组通过对阿什库勒火山群的野外地质、地貌实地考察,初步查明了阿什库勒盆地新生代火山类型、数量、结构参数和火山活动历史,并且对该地区存在的一些有争议的问题,如阿什火山1951年5月27日喷发事件的报道、大黑山火山的喷发方式、高台山火山的存在与否等问题提供了野外证据。