火山中的“战斗机”！世界上唯一喷发碳酸岩浆的活火山|喷发|岩浆|活火山|火山|火山口

在东非大裂谷（East African Rift）的东支——格雷戈里裂谷（Gregory Rift）中，有一座独特而迷人的火山，即伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai，地理坐标：2°45′52″S、35°54′58″E，海拔2960米）。作为东非大裂谷火山系统的一部分，伦盖伊火山的独特性是它喷发钠质碳酸盐熔岩（natrocarbonatite lava）。20世纪60年代，伦盖伊火山喷发引起地质学家的关注，并最终确认这些碳酸盐岩石来自于岩浆。

从纳特龙湖（Lake Natron）方向看伦盖伊火山

（图片来源@维基百科英文版）

伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai）在东非大裂谷中的地理位置示意图

（图片来源@维基百科英文版）

位于坦桑尼亚北部、纳特龙湖南端的伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai）的地理位置示意图

（图片来源@维基百科英文版）

伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai）的地理位置

伦盖伊火山（图片来源：commons.wikimedia.org）

伦盖伊火山（图片来源：https://sacredsites.com/）

伦盖伊（Ol Doinyo Lengai），在马萨伊语（Maasai language）中是“神山”（Mountain of God）的意思。这座火山位于坦桑尼亚北部阿鲁沙（Arusha）地区，著名的纳特龙湖以南（Lake Natron，被称为非洲火烈鸟的摇篮，该湖因水深较浅、水温较高并呈强盐度、强碱性，一般的食肉动物生存不了，因此成为了上百万只火烈鸟的理想栖息之地）。

纳特龙湖（Lake Natron）往南看远处的伦盖伊火山

（来源：http://www.wayfarer-media.com/）

纳特龙湖（Lake Natron）中的火烈鸟

（来源：https://charismaticplanet.com/lake-natron-tanzania/）

伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai）在全世界的活火山中是独一无二的，因为它产生的熔岩是火成碳酸盐岩，而不是我们常见的硅酸盐熔岩！这些由含钠质和钾质的碳酸盐矿物组成的熔岩在地表极不稳定，容易吸水后迅速风化，很快由黑色变为灰白色。由此产生的火山地貌景观与世界上任何其他地方的火山完全不一样！

伦盖伊火山的火山口

（图片来源：https://www.volcanodiscovery.com/，摄影：Tom Pfeiffer）

伦盖伊火山的火山口

（图片来源：http://legacy.earlham.edu；摄影：Brian Rippon）

伦盖伊火山的火山口

（图片来源：www.gettyimages.fr）

伦盖伊火山口内固结的碳酸盐岩熔岩

（图片来源@维基百科英文版）

伦盖伊火山的火山口内景观及最新的碳酸盐岩熔岩

（几个小时前刚形成的，图片来源@维基百科英文版）

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虽然世界上绝大多数火山喷发的熔岩都是富含硅酸盐矿物，但伦盖伊火山喷发的熔岩却是火成碳酸盐岩。它富含非常罕见的钠质碳酸盐（碳酸钠，Na2CO3）和钾质碳酸盐（碳酸钾，K2CO3）、尼碳钠钙石（nyerereite，一种非常稀少的钠、钙碳酸盐矿物，化学分子式：Na2Ca(CO3)2）和格碳钠石（gregoryite，一种无水的碳酸盐矿物，富含钾、钠，化学分子式：(Na2,K2,Ca)CO3）。

伦盖伊火山喷发的火成碳酸盐熔岩中的格碳钠石（gregoryite）的圆形晶体

（视场=2毫米，放大10倍，图片来源@commons.wikimedia.org）

由于这种不寻常的成分，熔岩在大约500-600℃的较低温度下喷发（相比玄武质熔岩超过1100℃来说要低很多）。因为这个温度如此之低，使得熔融的熔岩在阳光下看起来是黑色的，而不是像大多数熔岩那样有红色的辉光。它也比硅酸盐熔岩含有更多的流体，通常粘性很小。碳酸盐熔岩在晚上会发出橙色的光，但由于它没有硅酸盐熔岩那么热，所以它远不如硅酸盐熔岩明亮。白天，大多数流体看起来非常像流动的黑油，或棕色的泡沫，这取决于气体含量。在过去，一些到火山口的游客认为他们看到了“泥石流”。

伦盖伊火山喷发的熔岩流

（图片来源：http://www.dailymail.co.uk，摄影：Martin Rietze）

伦盖伊火山口内喷发的碳酸盐熔岩

（图片来源：https://www.volcanodiscovery.com/，摄影：Tom Pfeiffer）

伦盖伊火山喷出的黑色碳酸盐熔岩

（来源：https://www.zmescience.com/science/geology/volcano-facts/）

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大多数新凝固的熔岩是黑色的，并且含有在阳光下闪耀的晶体。也有一些小的流体在流动和硬化后是浅灰色的。当熔岩吸收水分时，由于化学反应，与水的接触会迅速使碳酸盐熔岩变白。最终，水的吸收过程使熔岩流变成了软棕色的粉末。在干燥的天气条件下，流体的“白化”过程发生在几天到几个星期的时间内，这取决于流体的厚度。在雨天，熔岩表面立即变成白色。在火山口的某些部位，已经停止活动几个月之后，地面是浅棕色/白色的，非常柔软，走路的时候会陷进去。

2000年10月伦盖伊火山口内T49角（hornito T49）流出的熔岩四天的变化

第一天是黑色，第二、三天逐渐风化，第四天已经风化为白色

来源：Zaitsev and Keller, Lithos, 2006, 91: 191-207，

摄影：D. Szczepanski

自20世纪80年代中期以来，有许多人目睹了熔岩流喷发。碳酸盐熔岩喷发通常集中在一个或多个小的锥体（cones）上，这些锥体是由先前的熔岩喷发在火山口底部形成的。这些喷发通常以开放的熔岩池（lavepools）或熔岩湖（lavalakes）的形式出现，这些熔岩流可能是溢出的，也可能不溢出。熔岩流来自锥体底部或附近的孔洞或裂缝，也可能来自锥体顶部喷口的熔岩飞溅或喷泉。

人们对这一活动过程并不十分了解，但通常认为它与火山口的柱体、柱体内的熔岩以及熔岩中的气体含量有关。没有人知道是什么原因导致熔岩在一个特定的时间流出，也没人清楚火山口内的各种喷口（vents）是如何相互连接的。

矿物学家和岩石学家很想了解岩浆是如何在地表下演化的，以及它为什么有不寻常的化学成分，因此前人对该火山开展了大量的岩石学和地球化学研究，提出了一些看法。目前认为其岩浆作用的演化过程如下（引自：李王晔和滕方振，2015，地质学报）：

（1）橄榄石黄长岩由地幔的低程度部分熔融形成，代表了该地区岩浆作用的初始熔体成分；

（2）该熔体经过高度演化形成过碱性的响岩质或霞石质熔体；

（3）火成碳酸盐的形成经历了“硅酸盐-碳酸盐熔体不混溶”过程，该过程形成“初始碳酸盐熔体”和“共轭的”硅酸盐熔体（其产物是Lengai ⅡB岩石单元）；

（4）LengaiⅠ岩石单元和Lengai ⅡA岩石单元则与“不混溶”过程无关，它们是初始的橄榄石黄长质熔体经历高程度硅酸岩浆分异的产物；

（5）“初始碳酸盐熔体”经历分离结晶作用后形成火成碳酸盐岩。

伦盖伊火山（Ol Doinyo Lengai）的历史喷发活动

1883-1915年

这座火山的喷发记录最早可追溯到1883年，1904-1910年以及1913-1915年之间有熔岩流动记录。

1917年

1917年6月的一次大喷发，在48公里之外沉积了火山灰。

1926年

1926年发生了一次持续几个月的喷发。

1940年

1940年7月至12月的一次喷发，在100公里外的罗里安多地区（Loliondo）沉积了火山灰。

20世纪50年代

1954年、1955年和1958年观测到几次小的熔岩喷发。

20世纪60年代

20世纪60年代早期，观测到了一些小的熔岩喷发。

1966年8月14日发生了一次大喷发。一周后，地质学家道森（J. B.Dawson）和克拉克（G. C.Clark）造访了这个火山口，并报告说，他们看到了“厚厚的黑色火山灰柱”，从火山上方大约3000英尺的高度上升，向北漂向纳特龙湖。当他们爬上圆锥形的喷发口时，他们报告说看到从坑中心不断排放气体、灰白色的灰烬和灰尘。

1966年伦盖伊火山喷发

（图片来源@维基百科英文版）

在伦盖伊火山的历史喷发过程中，活跃的火山口（北部）的深度和形态发生过巨大的变化。从20世纪中叶大约200米深的陡峭坑壁到20世纪末火山口的大部分区域都被充满的浅平台，其中，1983年开始的山顶火山口的长期熔岩流，到了世纪之交大部分填满了北部火山口，1998年底，熔岩开始溢出火山口边缘。

伦盖伊火山的火山口1988-1995年的逐步充填过程

（图片来源：http://www.swisseduc.ch/）

2007年

从2007年7月12日至2007年7月18日晚上8时30分，火山活动每天在肯尼亚和坦桑尼亚引起地动，最强震级为里氏6.0级。地质学家怀疑，地震的突然增加可能表明岩浆在伦盖伊火山下的移动。火山于2007年9月4日爆发，喷出的火山灰和蒸汽至少在顺风方向延伸了18公里远，并以新的熔岩流覆盖了火山锥体的北翼和西翼。

2007年伦盖伊火山开始喷发

（图片来源@www.volcanodiscovery.com）

一次爆炸性火山喷发之后的伦盖伊火山

（图片来源@维基百科英文版）

火山喷发出的火山灰和蒸汽向南喷射的景象

（图片来源@维基百科英文版）

2008年

2007年的火山爆发持续到2008年。2月底，火山正在积蓄能量，终于在3月5日发生了一次大爆发。在一段时间的沉寂之后，又于4月8日和17日爆发。爆发活动一直持续到2008年8月下旬。2008年9月对火山顶部的一次观察发现，熔岩排放已经从新的火山口底部的两个喷口中恢复。2009年3月/4月对火山口的访问表明，这一活动似乎已经停止。

空中俯拍2008年3月伦盖伊火山喷发

（图片来源@维基百科英文版）

2008年伦盖伊火山从新的火山口内喷发火山灰

（图片来源@www.volcanodiscovery.com）

2010年

2010年10月，在一次飞越火山口的行动中，拍摄到两条分开的熔岩流和一个小熔岩湖。

2010年10月10日，伦盖伊火山的火山口以及正在流出的碳酸盐岩熔岩

（图片来源：https://www.volcanodiscovery.com/，摄影：Michael Dalton-Smith）

2011年空中拍摄的伦盖伊火山

（图片来源@维基百科英文版）

伦盖伊火山的火山口

（摄于2011年1月，图片来源@维基百科英文版）