Эффузивный магматизм: строение и типы вулканов (стр. 2 из 4)
рис.2 Лавовый грот.
При своем появлении на дневную поверхность лава насыщена водяными парами, которые и вырываются из нее с большей или меньшей силой, обуславливая образование близ поверхности пористых шлаков и больших пустот; глубже выделение паров затруднено вязкостью лавы; они собираются в отдельные пузырьки, которые и оставляют после себя овальные и круглые поры, ячейки; наконец, в самых глубоких и внутренних частях потока лава застывает в сплошную массу, лишенную всяких пор и носящую название "каменистой" лавы. От огненно-жидкой лавы следует отличать водную лаву, так называемые грязевые потоки, которые образуются из пепла и т. п. рыхлых продуктов, подхватываемых сопровождающими извержения ливнями; этими грязевыми потоками часто затопляются окрестные низины.
2.Продукты вулканического извержения
Продукты извержений могут быть газообразными (вулканические газы), жидкими (лава) и твёрдыми (вулканиты). Вулканические газы подразделяются на эруптивные, выделяющиеся в ходе извержения, и фумарольные, выделяющиеся в период спокойной деятельности вулкана. В состав вулканических газов входят пары H2O, HCL, HF, H2, H2S, CO, CO2 и летучие соединения (преимущественно галогены) со многими химическими элементами. Фумарольные газы с преобладающим составом сернистого газа и сернистых соединений называются сольфаторами, с преобладанием угольной кислоты - мофеттами, с преобладанием паров борной кислоты - соффиони. Деятельностью вулканических газов в области подземных вод обусловлена деятельность горячих источников.
Излившийся на поверхность магматический расплав называется лавой. Вследствие дегазации магмы при излиянии, лава в значительной мере лишена летучих компонентов. Вязкость лавы зависит от состава пород и температуры. Наиболее подвижны базальтовые лавы, образующие лавовые озёра (Килауэа) и длинные (десятки километров) потоки небольшой (метры) мощности. Наиболее вязкими являются лавы кислого состава, образующие лавовые купола и короткие (километры) мощные (десятки метров) лавовые потоки. Начальная температура лавы Гавайских островов - до 1 200 0С. Самый длинный лавовый поток находится в Исландии, его длина 140 км. Этот поток излился при трещинном извержении вулкана Лаки в июне 1783 года и заполнил собой ущелья рек Скафтау (глубиной до 180 м) и Хвервисфольоут. Скорость движения лавового потока может достигать 60 и даже 100 км/ч на начальном отрезке. При остывании лава становится более вязкой, скорость её снижается. Уже на расстоянии сотен метров от места излияния существенно снижается скорость потока, и застывают его борта. Поверхность лавового потока при остывании образует застывшую кору с глыбовой (у лавы основного состава) или волнистой (кислый состав) поверхностью. Под корой сохраняется существенно более высокая температура, так как кора обладает теплоизоляционными свойствами. Остывание лавового потока сопровождается развитием поперечной и продольной трещинности, разбивающей поток на отдельные вертикальные многогранные блоки, имеющих обычно несколько метров высоты и 10 - 20 см. в поперечнике ("столбчатая отдельность)". При наличии трещин, идущих по кривым поверхностям, образуется "шаровая отдельность" - глыбы с округлёнными очертаниями.
Твёрдые породы образуются при взрывных извержениях. Они разделяются на две основные категории - рыхлые и уплотнённо-сцементированные (туфы, туфобрекчии). Кроме того, выделяют промежуточные типы вулканитов - туфолавы и игнимбриты. Рыхлые вулканиты называются тефрой. Они подразделяются по размеру. Данная классификация является чисто качественной.
Вулканический пепел. Представляет собой мельчайшие (до 1 - 2 мм.) частицы пород, раздробленные взрывом. На пепел приходится основная доля пирокластического материала. Во время мощных взрывных извержений огромные тучи вулканического пепла и газа, поднимающиеся над вулканом, образуют плинианские (эруптивные) колонны, достигающие 1 - 10 и, в исключительных случаях, десятков километров в высоту. Объём пепла достигает кубического километра и более. В этих случаях пепел разносится воздушными течениями на огромные расстояния, со скоростью около 80 - 100 км/ч. При извержении вулкана Пинатубо граница пеплопада проходила на расстоянии нескольких тысяч километров. Пепел извержения вулкана Кракатау распространился по всей Земле.
Вулканический песок - состоит из тех же пород, раздробленных на более крупные частицы (2 - 4 мм).
Лапилли - округлые или угловатые вулканиты, размер которых определяется диапазоном от горошины до грецкого ореха. Состоят как из слагающих вулкан пород, так и из свежей лавы.
Вулканические бомбы - комки жидкой или пластической лавы, принявшие в полёте ту или иную форму. Размер вулканических бомб - от нескольких сантиметров до нескольких метров.
После падения на поверхность Земли рыхлые продукты вулканических выбросов быстро уплотняются под действием сил тяжести и воды, то есть в результате процессов диагенеза. Последние развиваются при участии кислот, образующихся при концентрации и химических воздействиях некоторых магматических газов и в результате разложения затвердевшей лавы. Образующиеся при этом вторичные химические соединения цементирую рыхлый материал, превращая его в твёрдую породу. Эти породы по количеству и размерам обломков и характеру цемента разделяются на вулканические туфы, туффиты и туфогенные осадочные породы.
Вулканические туфы. Твёрдые вулканические выбросы либо падают непосредственно вблизи от вулкана, либо в виде пепла относятся в далёкие его окрестности и затем ложатся на поверхность Земли более или менее толстым слоем. Значительная часть этого слоя уничтожается размывом; сохранившаяся часть в благоприятных условиях уплотняется и отвердевает, образуя неслоистые туфы. Они сложены из отдельных зёрен минералов вулканогенных горных пород, а заполняющая промежутки между зёрнами масса состоит из изменённого вулканического пепла.
Туффиты отличаются от туфов значительно большей примесью нормального осадочного материала (от 10 до 50%), частым присутствием органических осадков, иногда тонкой слоистостью, значительным количеством глинистого или известкового цемента. Очень часто туффиты образуются при подводных извержениях.
Туфогенные конгломераты, песчаники и сланцы характеризуются ещё меньшим (менее 50%) количеством вулканического обломочного материала и в большинстве случаев являются уже типично осадочными образованиями. Они часто образуются за счёт длительного переноса и переотложения пирокластических зёрен, которые в процессе транспортировки частично окатываются и смешиваются с обычным осадочным материалом.
При интенсивном выделении газов во время извержений магма распыляется, и продукт извержения представляет собой тонкую взвесь частиц раскалённого не вполне затвердевшего стекла, кусков раскалённой пемзы и кристаллов, выделившихся в лаве и находящихся в ней в момент взрыва. Эти обломки вместе с горячими газами представляют собой подвижную массу, которая при своём движении по склонам вулкана, подобно настоящей жидкости, заполняет овраги и другие выемки. После отложения вся эта масса преобразуется в своеобразную твёрдую горную породу, которую называют туфолавой или игниморитом.
Наконец, когда лава захватывает обломки пород в жерле на склонах вулкана и вместе с ними застывает, образуются изверженные брекчии, которые отличаются от вулканических тем, что обломки пород цементирует лава, а не пепел, выброшенный из вулкана в твёрдом состоянии. То же самое происходит, когда на лавовом потоке при застывании образуется корка. Корка эта трескается, куски её погружаются при движении лавового потока вниз и не успевая расплавиться образуют своеобразную брекчию однородного состава.
3. Типы вулканов
Вулканы различаются по целому ряду признаков. Среди них выделяют морфологию вулканов, их размещение на поверхности Земли, периодичность, тип и состав вулканических извержений. По морфологическим признакам выделяют вулканы центрального типа и трещинные вулканы. Первые из них представляют собой конусообразные или куполообразные горы либо холмы, сложенные вулканическими продуктами. Первичный магматический очаг находится в верхней мантии на глубине 60 км и более, вторичный очаг – на меньшей глубине. Высота конуса вулкана в зависимости от его возраста обычно изменяется от первых сотен метров (молодые вулканы) до 5000-6000 м (старые вулканы). Самыми высокими вулканами Земли являются вулканы Анд и некоторых островов Тихого океана. Склоны вулканических конусов обычно изрезаны глубокими оврагами экзогенного происхождения - барранкосами. После сильных извержений на поверхности основных склонов образуются небольшие так называемые паразитические конусы вдоль трещин. Таких конусов может быть десятки и сотни.
По размещению на поверхности Земли вулканы делят на наземные и подводные. Первые из них располагаются вдоль глубинных разломов в основном по океаническому побережью материков, на островных дугах и океанических островах. Подводные вулканы находятся на океаническом дне и срединно-океанических хребтах. Для этих вулканов, различающихся типом извержения, всегда характерно образование огромных волн, расходящихся по водной поверхности от центра извержения. Нередки случаи такого нарастания конусов подводных вулканов, что со временем они становятся наземными вулканами или образуют вулканические острова (Азорские, Гавайские, Курильские, Тира и др.)