[地质知识]柱状节理是如何形成的？

柱状节理（columnar jointing）几组不同方向的节理将岩石切割成多边形柱状体，柱体垂直于火山岩的基底面。如熔岩均匀冷却，应形成六方柱状，上细下粗，二者由顶柱盘面隔开。

传统理论认为柱状节理形成是岩浆喷发冷却形成的。火山喷发过程中，火山内部岩浆外溢,但同时外部岩浆冷却固结成岩会阻止下部的岩浆的外溢, 如果下部的岩浆积累了超过上覆岩浆所能承受的压力，就可以冲破外部冷却的岩浆而继续外溢, 当下部的岩浆压力不足时, 岩浆便留在火山通道中慢慢冷却。在这个冷凝的过程中，柱状节理和等温面就会随之发育。在山东昌乐国家地质公园的团山子火山的火山口较小，火山喷发时喷出的岩浆体积小，导致喷出的小体积熔岩流非常容易冷凝固结而阻挡岩浆外溢，下部的岩浆因为喷发体积小，累积压力少，无法将上覆的凝结的岩浆冲开，压力没有办法释放，只能继续在火山通道中凝结，承受喷发的岩浆的向上压力，而逐渐向两侧分开，也就是在此中情况下形成了柱状节理。

然而虽然传统冷却收缩说仍占主导地位,也有人,例如Sosman,R.B.曾提出过“对流作用”假说。最近，Kantha,L.H.还提出了玄武岩柱状节理形成是由于“双扩散对流作用”假说，Kantha认为，高度规则的玄武岩柱状节理，是由熔融岩浆在冷却期的双扩散对流作用所引起的。这种对流作用与在实验室和海洋中所观察到的“盐指”作用相类似。“盐指”是在稳定的成层水柱中,由于顶、底部的热量与含盐量具有一定的差异性所造成。而在熔融的玄武岩浆中，粘滞岩浆的顶、底部之间的温度与化学成分的差异性，也能产生高度规则的“柱指运动”(columnar finger motions)。最后，当岩浆发生固结作用,在冷却期，由收缩作用所产生的张裂隙，就沿着互相毗连的“玄武岩指”的接合处,即沿着由对流作用所形成的“路径”(Paths)从表层传播、深入到岩体内部,从而导致柱状节理的形成。