火山灰

火山灰由岩石碎片、矿物晶体和火山玻璃组成，在火山喷发期间形成，直径小于 2 毫米（0.079 英寸）。 火山灰一词也经常泛指所有爆炸性喷发产物（正确称为火山灰），包括大于 2 毫米的颗粒。 火山灰是在火山喷发期间形成的，当时岩浆中溶解的气体膨胀并猛烈地逸出到大气中。 气体的力量粉碎了岩浆并将其推入大气层，在那里它凝固成火山岩和玻璃碎片。 当岩浆在岩浆喷发期间与水接触时也会产生灰烬，导致水爆炸性地闪蒸成蒸汽，导致岩浆破碎。 一旦进入空中，火山灰就会被风吹到数千公里之外。

由于分布广泛，火山灰会对社会产生许多影响，包括动物和人类健康、航空中断、关键基础设施中断（例如电力供应系统、电信、供水和废水网络、交通）、 xxx产业（例如农业）、建筑和构筑物。

火山灰是在火山爆发和岩浆喷发过程中形成的，也可能是在火山碎屑密度流输送过程中形成的。

当岩浆在上升时减压，使溶解的挥发物（主要是水和二氧化碳）溶解成气泡时，就会发生爆炸性喷发。 随着更多的气泡成核，会产生泡沫，这会降低岩浆的密度，从而加速它在管道中向上移动。 当气泡占据喷发混合物的 ~70–80 vol% 时，就会发生碎裂。 当碎裂发生时，剧烈膨胀的气泡将岩浆撕裂成碎片，这些碎片被喷射到大气中，在那里它们凝固成灰烬颗粒。 破碎是一种非常有效的灰分形成过程，即使不加水也能产生非常细的灰分。

火山灰也是在岩浆喷发时产生的。 在这些喷发期间，当岩浆与水体（如大海、湖泊和沼泽）、地下水、雪或冰接触时，就会发生碎裂。 当比水的沸点高得多的岩浆与水接触时，会形成绝缘蒸汽膜（莱顿弗罗斯xxx应）。 最终，这种蒸汽膜会坍塌，导致冷水和热岩浆直接耦合。 这增加了热传递，导致水的快速膨胀和岩浆破碎成小颗粒，随后从火山喷口喷出。 碎裂导致岩浆和水之间的接触面积增加，形成反馈机制，导致进一步碎裂和细灰颗粒的产生。

火山碎屑密度流也会产生灰粒。 这些通常是由熔岩圆顶坍塌或喷发柱坍塌产生的。 在火山碎屑密度流中，当颗粒剧烈碰撞时会发生颗粒磨损，导致颗粒尺寸减小并产生细粒灰颗粒。 此外，由于流动中的热量守恒，在浮石碎片的二次破碎过程中会产生灰烬。 这些过程产生大量非常细粒的灰烬，这些灰烬从火山碎屑密度流中以共燃灰烬羽流的形式去除。

火山灰的理化特性主要受火山喷发方式的控制。 火山显示出一系列喷发类型，这些类型受喷发岩浆的岩浆化学、晶体含量、温度和溶解气体控制，可以使用火山爆发指数 (VEI) 进行分类。 玄武岩成分的喷发 (VEI 1) 产生小于 105 立方米的喷射物，而流纹岩和英安岩成分的极度爆炸性喷发 (VEI 5+) 可以向大气中注入大量 (＞109 立方米) 的喷射物。

火山灰中存在的矿物质类型取决于喷发岩浆的化学性质。 考虑到在硅酸盐岩浆中发现的最丰富的元素是硅和氧，火山喷发期间产生的各种类型的岩浆（以及火山灰）最常根据其二氧化硅含量来解释。 玄武岩的低能喷发会产生一种特征性的深色火山灰，其中含有约 45-55% 的二氧化硅，通常富含铁 (Fe) 和镁 (Mg)。 xxx爆炸性的流纹岩喷发会产生二氧化硅含量高 (>69%) 的长英质灰，而具有中间成分的其他类型的灰（例如安山岩或英安岩）的二氧化硅含量在 55–69% 之间。

火山活动期间释放的主要气体是水、二氧化碳、氢气、二氧化硫、硫化氢、一氧化碳和氯化氢。