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火砕岩は、爆発的な火山噴火によって生成および噴出された岩石の破片で構成される砕屑岩です。個々の岩石の破片は火砕物として知られています。火砕岩は、主に火山粒子で構成される堆積物である火山砕屑堆積物の一種です。水蒸気爆発火砕堆積物は、火山の水蒸気爆発によって形成された火砕岩の一種で、完全に偶発的な砕屑物で構成されています。マグマ水蒸気爆発火砕堆積物は、マグマと地下水の爆発的な相互作用によって形成されます。火砕物は、西暦79年のベスビオ山の噴火、1980年のセントヘレンズ山の噴火、イエローストーンカルデラの大規模噴火、1991年のピナツボ山の噴火など、歴史上最も強力な火山噴火のいくつかで生成されました。火砕流という言葉は、古代ギリシャ語の「火」を意味するpyrと、 「粉々に砕かれた」を意味するklastosに由来する。[ 1 ]
固まっていない火砕物の堆積物はテフラと呼ばれます。テフラは、高温ガス（噴気孔変質）や地下水（例えば、熱水変質や続成作用）の通過と埋没の結果として、膠結作用や化学反応によって火砕岩に固まることがあります。また、非常に高温の場所に堆積すると、柔らかいガラス質の火砕物が点接触でくっつき、変形します。このプロセスは溶接と呼ばれます。[ 2 ]
最も注目すべき火砕堆積物の一つに、イグニンブライトがあります。これは、地表に沿って流れる軽石質の火砕流（ガス中に高温の火砕物が懸濁した高速流）によって形成された堆積物です。イグニンブライトは、緩い堆積物の場合もあれば、固い岩石の場合もあります。また、地形全体を覆い尽くすこともあります。個々のイグニンブライトは、体積が1,000 km 3 (240 cu mi)を超えることもあり、 20,000 km 2 (7,700 sq mi)の土地を覆い、厚さが1 km (0.62 mi)を超えることもあります(例えば、火山のカルデラ内に溜まった場合など)。
火砕物には、冷えたマグマから生じた若い火砕物と、周囲の岩石の破片である偶発的な火砕物が混ざったものが含まれます。さまざまな大きさの火砕物は、（小さいものから大きいものへ）火山灰、ラピリ、または火山ブロック（あるいは、定置時に高温で溶融していた証拠がある場合は、火山弾）に分類されます。これらはすべて、例えば爆発的減圧、せん断、熱的破砕、または火山導管、火山噴流、または火砕流における摩耗や擦り減りによって火山爆発によって形成（破砕）されたため、火砕物であると考えられています。[ 3 ]
火砕物は主に 2 つの方法で運ばれます。1 つは大気噴煙で、そこから火砕物が沈降して地形を覆う火砕物降下層を形成します。もう 1 つは火砕物密度流 (PDC) (火砕流と火砕サージを含む) [ 4 ]で、そこから火砕物は火砕物密度流堆積物として堆積し、谷では厚く粗くなり、地形の高い場所では薄く細かくなる傾向があります。
プリニー式噴火では、発泡した珪長質マグマが火山導管内で減圧と微細気泡の成長によって引き起こされる急速なせん断によって破砕され、軽石と火山灰が形成されます。火砕物はその後、高温ガスに巻き込まれて超音速ジェットを形成し、火山から噴出し、冷たい大気と混ざり合って加熱し、成層圏まで数キロメートル上昇する強力な浮力を持つ噴煙柱を形成し、航空機に危険をもたらします。[ 5 ]大気中の噴煙から粒子が落下し、地上に層状に堆積し、これは降下物堆積物と呼ばれます。[ 6 ]
火砕流は、高温の火砕物とガスの混合物が大気よりも密度が高く、浮力で上昇する代わりに地形全体に広がるときに発生します。これらは火山における最大の危険の1つであり、「完全に希薄」（下層まで希薄で乱流の灰雲）または「粒状流体ベース」（下層は相互作用する火砕物と部分的に閉じ込められたガスの集中した分散で構成される）のいずれかになります。[ 7 ]前者のタイプは、火砕サージと呼ばれることもあります（「サージ」ではなく持続する場合もあります）。後者の下部は、火砕流と呼ばれることもあります（これも持続的で準定常的またはサージする可能性があります）。火砕流は移動しながら、粒子を地面に堆積させ、冷たい大気を巻き込み、それが加熱されて熱膨張します。[ 8 ]密度流が十分に希薄になって上昇気流になると、「フェニックスプルーム」[ 9 ]（または「co-PDCプルーム」）として大気中に上昇します。[ 10 ]これらのフェニックスプルームは通常、凝集した細かい灰の小さな粒を含む薄い降灰層を堆積させます。[ 11 ]
キラウエア火山のようなハワイの噴火では、ガス中に浮遊する熱いマグマの滴や塊が上向きに噴出する。これは溶岩噴水[ 12 ]または「火の噴水」[ 13 ]と呼ばれる。着地時に十分に高温で液体であれば、熱いマグマの滴や塊は凝集して「飛沫」（「凝集」）を形成したり、完全に合体して砕屑性溶岩流を形成したりする。[ 12 ] [ 13 ]
西暦79年、ベスビオ山が噴火し、大量の灰、軽石、ガスが空高く舞い上がり、火砕流となって山腹に崩れ落ちた。火砕流は山腹を流れ下り、ポンペイやヘルクラネウムなどの近隣の都市を埋め尽くし、数千人の命を奪った。噴火によって都市は火砕岩に覆われ、その下の都市は数世紀にわたって保存された。[ 14 ]
1980年5月、セントヘレンズ山が噴火し、大規模な地滑りと大きな横方向の爆発が発生し、灰、ガス、岩石が周囲の森林に流れ込み、甚大な被害をもたらした。噴火により巨大な灰の柱が空高く噴き上がり、それが火砕流となって山の麓に堆積し、火砕岩となった。[ 15 ]
約64万年前、大量のマグマが噴出し、灰、軽石、その他の火山岩が数千マイルにわたって飛散し、厚い火砕物の層が残され、それが固い凝灰岩に「溶着」しました。この噴火は、それ以前の2回の噴火とともに、イエローストーン高原火山地帯にあるイエローストーン・カルデラとして知られる地形を形成しました。イエローストーン・カルデラは、世界で最も研究されている火山システムの1つです。[ 16 ]
1990年6月15日、フィリピンのピナトゥボ山が噴火し、巨大な火山灰の柱が空中に舞い上がり、火砕流が山から流れ落ち、周囲の谷を厚い火砕岩の破片で埋め尽くした。この噴火は、約2,500km離れたインド洋まで、広大な地域を火山岩の破片と細かい火山灰で覆った。[ 17 ]