基于最小作用量原理的复式火山与盾状火山力学韧性差异及其对喷发与坍塌频率的影响

《GeoHazards》:Why Stratovolcanoes Are Mechanically Stronger than Shield Volcanoes

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月16日 来源:GeoHazards 2.3

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与复式火山相比,盾状火山往往更频繁地发生岩脉供给喷发和大型侧向及垂直坍塌,且其侧翼倾角更为平缓。在许多复式火山中,岩脉供给喷发每几百年或几千年才发生一次,而在许多盾状火山中则每几年就会发生一次。以哈密顿最小作用量原理为基础来确定潜在的岩脉/岩板传播路径,研究表明,注入的岩脉/岩板在复式火山中受阻的概率通常远高于盾状火山。这主要是因为复式火山中的岩层和构造单元具有截然不同的力学性质,导致许多岩脉发生停滞,从而无法供给喷发。同样,复式火山中的许多断层被局限在一至数个岩层/单元内,未能延伸至地表,因此无法引发滑坡或环状断层。因此,与盾状火山相比,复式火山中大型滑坡的形成通常更为困难——需要消耗更多的能量。出于同样的原因,复式火山中破火山口的形成通常也比盾状火山更为困难。相比于盾状火山,复式火山中需要更多的能量才能使断裂穿透众多岩层/单元。由此可见,复式火山往往具有更高的韧性,更能抵抗构造断裂的传播,因此在力学强度上强于盾状火山。这或许能部分解释盾状火山与复式火山在岩脉供给喷发、大型滑坡以及破火山口坍塌频率上的差异。
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