Под вязкостью подразумеваются «липкость» («клейкость», «сцепляемость»),.или
Сопротивление вещества течению.
Магма, достигающая поверхности, и лава, вытекающая из жерл, гораздо более вязкие, чем большинство известных нам жидкостей. Иногда лава выглядит очень-жидкой, и в таких случаях часто говорят, что лава «течет как вода». В действительности же вязкость самой жидкой лавы в 100 тысяч раз больше, чем вязкость воды (вода при комнатной температуре, лава при температуре 1100'С или выше). Ложное представление о большой текучести возникает вследствие высокой плотности лавы; создается впечатление, что лава обладает текучестью, которая характерна для жидкости, имеющей гораздо более-низкие плотность и вязкость. Лава с такой «низкой» вязкостью постепенно переходит в лаву с очень высокой
Вязкостью, а затем в твердое состояние.
Магма, поднимаясь вверх по каналу и, достигнув поверхности Земли, изливается в
виде лавы (лаваре - мыть, стирать, лат.), отличающейся от магмы тем, что она уже
потеряла значительное количество газов. Термин лава вошел в геологическую литературу
после того, как он стал использоваться для излившейся магмы Везувия.
Главные свойства лавы - химический состав, температура, содержание летучих,
вязкость - определяют характер эффузивных извержений, форму, структуру поверхности
и протяженность лавовых потоков. Если вязкость у лав низкая, то они могут растекаться,
покрывая большие пространства и далеко уходя от центра излияния. Высокая вязкость,
наоборот, вынуждает лавы нагромождаться недалеко от места извержения, а кроме того,
они текут гораздо медленнее, чем маловязкие лавы.
Наиболее важным фактором, определяющим вязкость, является температура. Повышение температуры магмы вызывает понижение ее вязкости.
Внешние формы и внутренние структуры лавовых потоков определяются физическими
Свойствами магмы и внешними условиями, в которых находится поток. Под внешними
Условиями подразумевается крутизна склона, по которому стекает поток, наличие или отсутствие воды и льда и т. п. Большое значение имеет также скорость поступления магмы в
поток, так как она определяется скоростью, с которой магма вытекает из жерла.
Вязкость лав - важная характеристика, определяющая подвижность лавовых
потоков, их мощность и морфологию. Вязкость лав контролируется давлением,
температурой, химическим составом, содержанием летучих, в частности, растворенной
воды, количеством газовых пузырьков и содержанием кристаллов - вкрапленников. Все
эти факторы действуют одновременно и поэтому вклад каждого из них оценивается с
трудом. Чем ниже температура, тем выше вязкость. Увеличение содержания летучих
приводит к ощутимому снижению вязкости лав. Чем более кислая лавы, тем ее вязкость
выше. Количество вкрапленников в лаве влияет на ее вязкость при постепенном
увеличении их количества сначала незначительно, но, затем, после порога в ∼60%
возрастает почти мгновенно.
Химический состав лав изменяется от кислых, содержащих больше 63% SiO2 и до
ультраосновной, SiO2 меньше 45%. Все остальные лавы имеют промежуточное
содержание оксида кремния.
Кислые лавы (SiO2 > 65%) представлены риолитом, состоящим из кварца, кислых
плагиоклазов, биотита, амфибола и ромбического пироксена. Основная масса
представлена вулканическим стеклом. Характерна флюидальная текстура. К кислым
лавам относятся и дациты с несколько меньшим содержанием SiO2.
К средним лавам (SiO2 -65-53%) относятся широко распространенные андезиты
(от гор в Южной Америке Анд), содержащие кварц, плагиоклазы, биотит, реже роговую
обманку.
Наибольшим распространением пользуются основные лавы - базальты (SiO2 53-
45%), породы темного цвета, часто черные, с вкрапленниками основного плагиоклаза,
оливина и пироксена (ромбического и моноклинного). Быстрое остывание лавы приводит
к появлению зональных минералов вкрапленников.
Ультраосновные лавы (SiO2 <45%) - коматииты (от р.Комати в Ю.Африке) сейчас
не встречаются, но были широко распространены в докембрии. Вкрапленники
представлены оливином и редко клинопироксеном.
3.Как отражается состав магмы на содержание в ней летучих на характере вулканических извержений?
Если жидкий магматический расплав достигает земной поверхности, происходит его извержение, характер которого определяется составом расплава, его температурой, давлением, концентрацией летучих копмонентов и др. параметрами. Одна из самых важных причин извержения магмы является ее дегазация. Именно газы, заключенные в расплаве, служат тем «двигателем», который вызывает. извержение. В зависимости от количества газов, их состава и темепаратуры они могут выделятся из магмы относительно спокойно"тогда происходит изменение – лавовых потоков. иногда газы отделяются быстро, происходит мгновенное вскипание расплава, и магма разрывается газовыми пузырьками, вызывающими мощное взрывное извержение – экслозию. Для основных лав типично трещинное извержение. Лава, выходя из трещины, растекается в различных направлениях, заполняя все понижения рельефа и уравнивая поверхность земли, после застывания образуются покровы. Пример: 1873 г. вулкан Лаки. Трещинное извержение наблюдаются также на Гавайских островах, на Камчатке. Гавайскгсй щит; – извержения этого типа но характеру и продуктам близки к трещинны, но извержения происходят через щирокий трубообразный канал. По форме гавайские вулканы напоминают щит, поэтому они и получили название щитовых. Жидкая лава переливается через борт кратера, а характерное озеро в тот момент кипит, из него возникают фонтаны лавы.
В Восточной Африке, Новой Зеландии, Исландии.
флюидные компоненты, обладающие высокой растворимостью в
расплавах, т.е. трудно отделяемые от него, понижают температуру кристаллизации
расплава, а компоненты труднорастворимые, наоборот, повышают температуру
кристаллизации. Если в магме содержится много летучих компонентов, которые могут
легко от нее отделяться, то она приобретает способность взрываться, что проявляется в
мощных эксплозивных извержениях вулканов. Отделение летучих компонентов от магмы
происходит обычно в верхних горизонтах земной коры, где давление ниже. Обогащение
одних участков расплава по сравнению с другими флюидными компонентами приводит к
тому, что первые дольше сохраняют жидкое состояние, способствуя появлению
полосчатых текстур и приводя к образованию несмешивающихся расплавов, т.е. к
ликвации. Важно подчеркнуть, что потоки глубинных флюидов, проходя через расплав и
взаимодействуя с ними, изменяют его состав за счет привноса одних и выноса других
компонентов. Таким образом, флюидный режим, различная растворимость
(магмофильность) флюидных компонентов в расплаве, повышение или понижение их
давления оказывают решающее влияние на дифференциацию магматических расплавов,
их вязкость и температуру кристаллизации.
4. Типы вулканических продуктов?
Газообразные продукты или летучие, как было показано выше, играют решающую
роль при вулканических извержениях и состав их весьма сложен и изучен далеко не
полностью из-за трудностей с определением состава газовой фазы в магме, находящейся
глубоко под поверхностью Земли. По данным прямых измерений, в различных
действующих вулканах среди летучих содержится водяной пар, диоксид углерода (СО2),
оксид углерода (СО), азот (N2), диоксид серы (SО2),триоксид серы (SО3), газообразная
сера (S), водород (Н2), аммиак (NН3), хлористый водород (HCL), фтористый водород.
(HF), сероводород (Н2 S), метан (СН4), борная кислота (Н3ВО3), хлор (Сl), аргон и другие,
но преобладают Н2О и СО2. Присутствуют хлориды щелочных металлов, а также железа и
меди. Состав газов и их концентрация очень сильно меняются в пределах одного вулкана
от места к месту и во времени. Зависят они и от температуры и в самом общем виде от
степени дегазации мантии и от типа земной коры. По данным японских ученых,
зависимость состава вулканических газов от температуры выглядит следующим образом.
Температура, ° С Состав газов (без воды)
1200-800 HCl,CO2,H2O,H2S,SO
800-100 HCl,SO2, H2S, CO2, N2, H2, HCl
100 -60 H2, CO2, N2, SO2, H2S
60 CO2, N2, H2S
Данные таблицы показывают, что наиболее высокотемпературные газы являются
скорее всего ювенильными, т.е. первичными магматическими эманациями, тогда как при
более низких температурах они явно смешиваются с атмосферным воздухом и водой,
которая проникает в вулканические каналы по многочисленным трещинам. Такая
атмосферная вода называется вадозной (вадозус - неглубокий, лат.). Ниже +100°С пары
воды превращаются в жидкость, которая реагирует с малорастворимыми соединениями
типа HСl, образуя агрессивные кислоты. В газах Ключевского вулкана на Камчатке при
800-300°С преобладали H2, HF, CO, CO2, SO2; при 200-150°С - H2,HCl, CO, CO2, SO2;
при 100-50° С - CO2, SO2; при 81-50° С - CO2. Газы континентальных вулканов
отличаются от газов вулканов, расположенных на островах в океанах.
Состав газов очень изменчив, не только в разных типах вулканов, но даже и в
пределах одного вулкана, что хорошо показал известный французский вулканолог
Г.Тазиев, на примере газовых эманаций вулкана Стромболи в Липарских островах у
северного побережья Сицилии. Содержание и состав газов непрерывно изменялись при
опробовании через каждые две минуты. Как уже говорилось, вулканические газы - это
главный движитель извержений. Характер выделения газов зависит от состава и вязкости
магмы, а скорость отделения газов от расплава определяет тип извержений.
Магма, поднимаясь вверх по каналу и, достигнув поверхности Земли, изливается в
виде лавы (лаваре - мыть, стирать, лат.), отличающейся от магмы тем, что она уже
потеряла значительное количество газов.
Твердые продукты эксплозивных извержений.
Помимо жидких продуктов - лав, при извержении вулканов, особенно
экплозивных, выбрасывается огромное количество твердого обломочного материала -
тефры, как назвал его когда-то Аристотель. Сюда же включаются выбросы жидкой лавы,
в процессе полета быстро остывающей и падающей на склоны вулкана уже твердой.
Классификация тефры может основываться на различных признаках, в частности
на размерах обломков. Наиболее крупными из них являются вулканические бомбы (более
7 см в диаметре). Выбрасываясь из жерла вулкана фрагменты разорванной газами магмы,
обладая пластичностью, изменяют свою форму. Вращаясь в воздухе они приобретают
веретенообразную форму, причем наветренная сторона бомбы отличается от
противоположной (рис.15.4.9). Жидкая лава дает струи, которые превращаются в
ленточные или цилиндрические бомбы. Отдельные куски лавы, разорвавшись в воздухе,
образуют сферические бомбы. Ряд бомб, сформировавшись, вновь падают в расплав, тогда
формируются бомбы обволакивания. Если бомба падает, еще не полностью остыв, она
сплющивается, называясь бомбой типа коровьей лепешки. Ряд бомб, остыв в полете с
поверхности еще выделяют газы из внутренних частей, которые разрывают уже почти
твердую поверхность и называются бомбами типа хлебной корки.
При взрывах выбрасываются не только фрагменты и хлопья лавы, но и куски и
глыбы ранее затвердевших пород, в том числе и субстрата, захватываемых со стенок
жерла. Тогда образуются бомбы типа глыб, с неправильными гранями и более мелкие
обломки, называемые лапилли (лапиллус - маленький камень, лат.).
Если лава фонтанирует, особенно во время извержения жидких базальтов, то
образуются быстро застывающие капли, называемые слезы Пеле (богиня Гавайских
вулканов), а если лава разбивается на тонкие стекловатые нити - они получают название
волос Пеле.
Любое скопление глыб или лапиллей называется агломератом. Когда обломки
лавы цементируются такой же лавой, получается порода, называемая лавобрекчией.
Самые мелкие обломки тефры, размером меньше 2-1 мм - называются
вулканическим пеплом. Пепел состоит из мельчайших частиц вулканического стекла,
напоминающих по виду колбочки, рогульки, треугольники, полумесяцы. Все они
представляют собой остатки перегородок между пузырьками газа, выделившихся со
взрывом из магмы при извержении. Частицы могут представлять собой обломки
кристаллов и ранее сформировавшихся пород. Основные порции пепла выпадают вблизи
вулканов, но иногда, будучи поднятыми высоко в стратосферу, ветром переносятся на
огромные расстояния. Например, в 1912 г. при взрывах вулкана Катмай, на Аляске, пепел
выпадал в Калифорнии, на расстоянии почти в 4000 км. Извержение вулкана Гекла в 1997
г. в Исландии, дало пепел, выпавший в Шотландии и Финляндии, а граница пеплового
облака вулкана Квизапу в Южном Чили, проходила севернее г.Рио-де-Жанейро, т.е. в 3500
км от вулкана.Т.к. пеплы выпадают на обширных площадях, то пепловые слои служат
хорошими корреляционными реперами при сопоставлении удаленных друг от друга
разрезов. Метод корреляции по пепловым горизонтам называется тефростратиграфией.
Эксплозивные извержения, как уже говорилось, сопровождаются выбросами
огромного количества пирокластического материала, т.е. горячего _______обломочного
материала, состоящего не только из пепла, но и обломков кристаллов и ранее застывшей
лавы. Такой рыхлый материал называется тефрой. Когда он литифицируется, т.е.
превратится в плотную породу, то получит название вулканического туфа. Он может
состоять из обломокв вулканического стекла (витрокластический туф), осколков
минералов – вкрапленников (кристаллокластический) или обломков пород
(литокластический). Чаще всего туфы состоят из всех перечисленных выше
разновидностей.
Существует очень интересный и необычный тип вулканогенных образований,
сочетающий в себе признаки как лав, так и туфов. Они обладают почти исключительно
кислым - риолитовым или дацитовым составом и порой покрывают площади во многие
тысячи км2. По отношению к подстилающему рельефу они ведут себя как жидкие лавы,
затопляя все понижения и нивелируя рельеф, образуя обширные плато. В вертикальных
разрезах часто наблюдается грубая столбчатая отдельность. В основании разреза нередко
располагается горизонт черных стекловатых пород или рыхлых пемз. В самих породах
наиболее характерным структурным признаком являются линзовидные в разрезе и
изометричные в плане стекловатые обособления, размером в первые см. Эти породы
лишены лавобрекчий как в кровле, так и в подошве.
Под микроскопом они имеют вид туфов и состоят из раздробленных
вкрапленников минералов и пепловых стекловатых частиц, нередко тесно
соприкасающихся между собой и как бы сваренных или спекшихся. Эти кислые породы
получили название игнимбритов (игнис - огонь, имбер - ливень, лат.) и сформировались
они из пепловых потоков (рис. 15.4.10). Последние возникают в случае особого типа извержений, когда газ, насыщающий
кислую. магму, на некотором уровне от поверхности в жерле подводящего канала
начинает быстро отделяться от расплава, резко увеличиваясь в объеме. Наконец,
наступает стадия взрыва и газ, вместе с разорванной на мельчайшие частички магмой,
являющимися лишь перегородками между стремительно расширяющимися пузырьками, и
обломками вкрапленников, вырывается на поверхность. Все частицы, пепловой
размерности и капли расплава окружены раскаленной газовой оболочкой и
поддерживаются во взвешенном состоянии давлением газа, по силе равным весу частиц
или превышающим его. Такая высоконагретая масса, ввиду очень малого трения, ведет
себя как жидкость и скатывается при малейшем уклоне рельефа от места извержения.
Когда движение пеплового потока прекращается, масса оседает, газ улетучивается и еще
высоконагретые пепловые частицы под собственным весом спекаются и свариваются, а в
основании потока даже до обсидианоподобных пород. Потоки могут поступать
непрерывно один за другим или через какое-то время и тогда образуются мощные
игнимбритовые толщи со столбчатой отдельностью. Дело осложняется тем, что подобные
извержения на глазах человека не происходили, хотя примеры совсем молодых потоков
известны.
5 Структура, происхождения «пиллоу-лав» и их значение для реконструкции обстановок геологического прошлого.
В глубоководных океанических рифтовых зонах, где гидростатическое давление
препятствует эксплозивным извержениям, из трещин происходит выдавливание
базальтовой лавы, как зубной пасты из тюбика. Как только порция лавы в виде капли
попадает в воду, поверхность лавы мгновенно охлаждается и превращается в стекловатую
корочку, в то время как центральная часть образовавшейся лепешки еще расплавлена. Эта
капля или, скорее «подушка», уплощается, т.к. она еще пластична, а на нее перемещается
новая порция «подушек» и так возникает толща, называемая пиллоу или подушечными
лавами (pillow - подушка, англ.) В разрезе остывших «подушек» хорошо видна раскристаллизованная внутренняя
часть и стекловатая корочка, а сама «подушка» нередко нарушена радиальными и
концентрическими трещинами, образовавшимися в результате сокращения объема при
остывании. Нижняя поверхность у подушек уплощена, а верхняя выпуклая. Это позволяет
в древних толщах уверенно определять кровлю и подошву пластов, сложенных пиллоу-
лавами.Очень часто подушки напоминают толстые сардельки, как бы выходящие одна из
другой. Это происходит вследствие того, что выдавившись из трещины и немедленно
покрывшись корочкой порция лавы испытывает давление со стороны новой порции
вытекающей лавы, которая прорывает тонкую корку и образует очередную «сардельку»,
пока ее корку также не прорвет очередная порция лавы. Пиллоу-лавы нередко
ассоциируются гиалокластитами. Промежутки между лавовыми подушками заполняются
кусочками корки стекловатой или осадками. Т.к. базальтовые пиллоу-лавы образуются в рифтовых зонах срединно-
океанических хребтов, впоследствии они входят в состав 2-го слоя океанической коры и в
этом смысле крайне важны для геологических реконструкций, как порода-индикатор
определенной глубоководной обстановки.
Более кислые и более вязкие, лавы андезитов, дацитов и риолитов, образуют, в
отличие от базальтовых, короткие потоки, обладающие всеми признаками, описанными
выше - бортами, напорными валами, крутым и высоким фронтом и, как правило, глыбовой
поверхностью.
6 Характерные черты игнимбритов и их происхождение?
Существует очень интересный и необычный тип вулканогенных образований,
сочетающий в себе признаки как лав, так и туфов. Они обладают почти исключительно
кислым - риолитовым или дацитовым составом и порой покрывают площади во многие
тысячи км2. По отношению к подстилающему рельефу они ведут себя как жидкие лавы,
затопляя все понижения и нивелируя рельеф, образуя обширные плато. В вертикальных
разрезах часто наблюдается грубая столбчатая отдельность. В основании разреза нередко
располагается горизонт черных стекловатых пород или рыхлых пемз. В самих породах
наиболее характерным структурным признаком являются линзовидные в разрезе и
изометричные в плане стекловатые обособления, размером в первые см. Эти породы
лишены лавобрекчий как в кровле, так и в подошве.
Под микроскопом они имеют вид туфов и состоят из раздробленных
вкрапленников минералов и пепловых стекловатых частиц, нередко тесно
соприкасающихся между собой и как бы сваренных или спекшихся. Эти кислые породы
получили название игнимбритов (игнис - огонь, имбер - ливень, лат.) и сформировались
они из пепловых потоков. Последние возникают в случае особого типа извержений, когда газ, насыщающий
кислую. магму, на некотором уровне от поверхности в жерле подводящего канала
начинает быстро отделяться от расплава, резко увеличиваясь в объеме. Наконец,
наступает стадия взрыва и газ, вместе с разорванной на мельчайшие частички магмой,
являющимися лишь перегородками между стремительно расширяющимися пузырьками, и
обломками вкрапленников, вырывается на поверхность. Все частицы, пепловой
размерности и капли расплава окружены раскаленной газовой оболочкой и
поддерживаются во взвешенном состоянии давлением газа, по силе равным весу частиц
или превышающим его. Такая высоконагретая масса, ввиду очень малого трения, ведет
себя как жидкость и скатывается при малейшем уклоне рельефа от места извержения.
Когда движение пеплового потока прекращается, масса оседает, газ улетучивается и еще
высоконагретые пепловые частицы под собственным весом спекаются и свариваются, а в
основании потока даже до обсидианоподобных пород. Потоки могут поступать
непрерывно один за другим или через какое-то время и тогда образуются мощные
игнимбритовые толщи со столбчатой отдельностью. Дело осложняется тем, что подобные
извержения на глазах человека не происходили, хотя примеры совсем молодых потоков
известны.
7 Столбчатая отдельность в извержённых породах, её образование и значение для реконструкции положения экзоконтактов.?
Многим известна т.н. столбчатая отдельность, прекрасные примеры которой есть в
многих местах: на Военно-Грузинской дороге, в базальтах верхнего плейстоцена
Гудаурского потока; на южном склоне Эльбруса в среднеплейстоценовых дацитах; на о-ве
Малл в Шотландии, где находится знаменитая «мостовая гигантов» и т.д. (рис. 15.4.5)
Столбчатая отдельность образуется благодаря трещинам, возникающим в остывающем
лавовом потоке. Возникает несколько вопросов: какой формы чаще всего бывают столбы;
как они образуются в плоскости потока и в его разрезе, мгновенно или постепенно; как
они (столбы) ориентированы по отношению к холодному субстрату. Столбы есть не что иное, как часть вулканической породы, но уже не лавы,
ограниченной поверхностями трещин. Столбчатая отдельность лучше всего выражена в
однородных базальтовых потоках в т.н. флуд-базальтах, но встречается в андезитах,
дацитах и риолитах. Идеальная форма для столба в поперечном разрезе - это
шестигранник, однако чаще встречаются четырех- и пятигранники. В разрезе лавового
потока столбчатая отдельность занимает все внутреннее пространство от верхней
глыбовой корки до лавобрекчии в основании потока, располагаясь по отношению к ним,а,
соответственно, и к субстрату - перпендикулярно. Всегда в столбчатой отдельности
можно увидеть неровную линию, находящуюся примерно в 1/3 расстояния от кровли до
подошвы, но ближе к последней. Вдоль этой линии (в разрезе) и поверхности (в плане)
происходит как бы смыкание столбов, что обусловлено процессом их роста. На
каждом столбе в той или иной степени различимы поперечные трещины, либо выступы,
неровности и др.формы, разделяющие столб как бы на ряд шашек из которых он и сложен.
Во многих потоках можно наблюдать наклонные, изогнутые и даже закрученные
вокруг своей оси столбы.
Когда лавовый поток останавливается и начинает остывать, то быстрее всего он
охлаждается сверху и медленнее снизу. Охлаждение захватывает некоторую внешнюю
зону и в ней возникают термонапряжения в силу уменьшения объема пород,
образовавшихся из лавы. Но, т.к. они связаны с неподвижным субстратом, то в породе
возникают растягивающие напряжения и если они превысят прочность породы, то она
растрескается, но не беспорядочно, а по определенным направлениям. Они возникают
вследствие «выживания» только определенных центров охлаждения из многих,
возникших первоначально в одном слое охлаждения. К этому центру и происходит как бы
стягивание материала, а перпендикулярно этим линиям образуются плоскости трещин
отрыва. Однако, они проникают только на такую глубину, на которой термонапряжения
превысили прочность остывшей породы. Этот интервал глубины и выражен на столбах
поперечными структурами - «следами зубила» (chisel marks - англ.). Следовательно, отдельность формируется как прерывистый процесс, причем столбы “растут” как
сверху вниз, так и снизу вверх, но т.к. охлаждение сверху сильнее, то и столбы растут
быстрее. Где-то столбы, растущие снизу и сверху встретятся и тогда возникнет неровная
поверхность их встречи. Плоскость трещины всегда перпендикулярна поверхности
охлаждения, т.е. субстрату, что позволяет реконструировать древний рельеф, на который
изливались лавы (рис.15.4.6). Точно также возникает и столбчатая отдельность в
интрузивных субвулканических телах.
8. Типы вулканов, их строение и связь магмой разного состава.
Вулканические постройки подразделяются на простые и сложные.
Простые или моногенные постройки представлены относительно небольшими
вулканическими конусами разного генезиса, сформировавшиеся за одно или несколько
извержений. Наиболее распространенные из них – это шлаковые конуса, на вершине
которой находится кратер (чашевидное углубление, кратер – чаша, греч.) (рис. 15.5.0).
Подобные вулканы образуются при выбросе обломков во время эксплозивных извержений
и угол склона таких конусов чаще всего 30°, т.е. близок к углу естественного откоса
сыпучих тел. Высота конусов достигает 500 м. Так, шлаковый конус вулкана Парикутин, в
Мексике, возникший в 1944 г., за год достиг высоты в 400 м. Шлаковые конусы могут
быть «нанизаны» на одну магмоподводящую трещину, как, например, в 1975 г. на
Камчатке при извержениях около вулкана Плоский Толбачик. Подобных конусов много на острове Гавайи. Иногда возникают конусы разбрызгивания,
когда хлопья жидкой лавы шлепаются около жерла и постепенно образуют конусовидный
небольшой вулкан. Существуют также пепловые конусы. Неоднократные извержения базальтовой жидкой лавы создают вокруг центра
излияния пологий, но обширный лавовый конус, который может превратиться в щитовой
вулкан, столь характерный для районов базальтовых излияний: в Исландии, в Каскадных
горах США, на Гавайских островах.
Системы трещин возникают в результате оседания вулкана при перераспределении
масс, когда из близповерхностного магматического очага магма выносится наверх и в
очаге создается недостаток массы, в то время, как на поверхности – избыток. В результате мощных эксплозий, вершинная часть стратовулкана может быть
уничтожена и тогда образуется обширная и глубокая округлая котловина – кальдера
(кальдера – котел – исп.), диаметром от нескольких сотен метров до нескольких км. Это,
т.н. кальдеры взрыва. Но существуют и кальдеры провала, которые образуются в
результате оседания вершинной части вулкана по кольцевым разломам, т.к. в
магматическом очаге под вулканом ощущается недостаток расплава. Известны очень
большие кальдеры, например, Тимбер-Маунтин в Неваде, США, с диаметром до 32 км,
Ла-Гарита в горах Сан-Хуан, Колорадо – около 50 км, Асо, Япония – 20 км, Санторин, в
Эгейском море в Кикландской островной дуге – 14 км т и т.д. Часть Кальдер образуется в
результате обрушения беспорядочно ориентированных частей вулканической постройки,
а часть в результате оседания по кольцевым разломам всего массива вулкана. Иногда
кальдеры бывают вложенными одна в другую, например, кальдеры вулкана Килауэа на
Гавайях.
Кальдеры очень характерны для полей кислых игнимбритов, порождаемых
пепловыми потоками, возникающими во время мощных эксплозивных извержений.
Классическим примером такой кальдеры, глубиной 2,5 км является Верхнечегемская на
Северном Кавказе (рис. 15.5.3). Впечатляющая кальдера вулкана Санторин в Эгейском
море, образовалась в 1547 г. до н.э. в результате грандиозных, в основном, эксплозивных пемзовых извержений вулкана, после которых сохранились лишь его части, образующие
гирлянду островов вокруг кальдеры диаметром почти в 14 км (рис. 15.5.4). Глубина моря
внутри кальдеры составляет несколько сот метров, а в ее центре впоследствии вырос
новый вулкан, вернее два, Палео- и Неокамени, последнее извержение которого было в
1957 г. От взрыва на краях кальдеры сохранился пласт пемзы, мощностью до 100 м.
Именно под ним греческим археологом С.Маринатосом в 60-е годы ХХ века был
обнаружен древний город – Акротири. Предполагается, что извержение Санторина
погубило минойскую цивилизацию, а исчезновение большого острова иногда связывают
с легендой об Атлантиде. Нередко в кальдере начинает вновь расти куполовидное
поднятие, возникают отдельные вулканические конусы. Такие кальдеры называются
возрожденными. Следует отметить, что отток магмы из близповерхностного очага может вызвать
опускание территории, намного превышающую размер вулканической постройки. Такие
впадины называются вулкано-тектоническими.
Если магма очень вязкая, например, риолитового состава или дацитового, то при
извержении она выдавливается из подводящего канала, как паста из тюбика и не может
образовывать лавовых потоков. В этом случае формируется экструзивный купол, по краям
которого располагается вулканическая брекчия из обломков пород купола (рис. 15.5.5).
9 Стратовулканы, их внутреннее строение, примеры.
Сложные полигенные вулканические постройки состоят из конусов, образованных
потоками лавы и толщами тефры и называются стратовулканами (стратум – слой, лат.)
(рис. 15.5.1). Образуются они при чередовании эффузивных и эксплозивных извержений,
при которых лавовые потоки и покровы тефры неравномерно наслаиваются на склоны
растущего вулкана, нередко создавая правильные, изящные конусы, такие как у вулкана
Фудзияма в Японии, Кроноцкого и Ключевского на Камчатке или Майон на Филиппинах.
Высота стратовулканов достигает 3-4 км, считая от основания. На вершине вулкана
располагается кратер, в донной части которого находится жерло – выводное отверстие
подводящего канала (рис. 15.5.2). Сам вулканический конус состоит из чередующихся толщ лав и различной тефры,
в которую на разных уровнях могут внедряться пластовые интрузивы – силлы или
появляться боковые подводящие каналы, открывающиеся на склонах, где возникают
побочные кратеры. Формирование новых подводящих каналов происходит после
длительного периода покоя вулкана и магме чегче пробить новый путь наверх, нежели
следовать по старому, закупоренному каналу. Так возникают новые жерла и новые
кратеры, которые нередко оказываются сложенными друг в друга. При формировании
вулкана нередко образуются радиальные и кольцевые трещины, также заполняющиеся
магмой и формирующие новые побочные кратеры.
10 Извержение Везувия в 79 г. Н.э. и Мон-Пеле на о. Мартиника в 1090г
11 Трещинный и ареальный типы извержений и состав извергаемой лавы, примеры.
Извержения покровных базальтов или трещинного типа отличаются очень
большими объемами излившихся лав и слабой взрывной деятельностью. Как правило,
извержения начинаются из протяженных трещин и объем разлившихся лав может
достигать десятков км3, а площадь - сотен км2. Характер излияния лав спокойный,
сопровождающийся слабым фонтанированием жидкой магмы, от чего над трещиной
образуется как бы огненная завеса, как, например, часто бывает в Исландии. По мере
развития извержений трещина постепенно закупоривается, излияния идут на убыль и Самое знаменитое извержение покровных базальтов произошло в Исландии в 1783
г. из трещины Лаки длиной около 25 км. Базальты покрыли площадь почти в 600 км2, а их
объем достиг 12 км3. В конце вулканической активности вдоль трещины образовалось
более 100 шлаковых конусов, в первые десятки метров высотой. Надо отметить, что при
этом извержении выделилось очень много сернистых газов, которые погубили урожай
трав и, соответственно, стада крупного рогатого скота. На Исландию обрушился
страшный голод.
12 Характеристика извержений базальтовой магмы, морфология вулканических построек и лавовых потоков.
Гавайский тип извержения - это относительно слабые выбросы очень жидкой
базальтовой лавы, образующей невысокие фонтаны, большие пузыри и тонкие, обширные
покровы лавовых потоков, наслаивающихся один на другой, образуя крупные, но плоские
щитовые вулканы. Благодаря тому, что извержения сопровождаются фонтанированием
лавы, ее разбрызгиванием, то образуются валы и пологие конусы, образованные хлопьями
жидких базальтов. Наиболее характерными типами извержений такого рода обладают
вулканы Гавайских островов в Тихом океане - Килауэа, Мауна-Лоа, Мауна-Кеа,
Хапемаумау и другие. Извержения обычно происходят из открытых жерл спокойно,
изредка сопровождаясь слабыми взрывами.
13 Поствулканические явления, общая характеристика.
После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он
только «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и в его окрестностях
сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые
поствулканическими.
Выходы вулканических газов на поверхность называются фумаролами (от лат.
«фумо»-дым). Очень часто фумаролы приурочены к радиальным и кольцевым трещинам
на вулканах. Фумарольные газы связаны как с первичными эманациями из
магматического расплава, так и с нагреванием грунтовых вод и превращением их в пар.
Фумаролы подразделяются на сухие высокотемпературные, кислые, щелочно-
нашатырные, сернистые, или сероводородные (сольфатары, итал. «сульфур» - сера),
углекислые (мофеты, от итал. «мофетта»- место зловонных испарений). Знаменитые
фумаролы вулкана Сольфатара около Неаполя действуют уже тысячи лет без изменения.
Мофеты, располагающиеся в котловинах, опасны для жизни, так как, газ СО2 будучи
тяжелее воздуха, скапливается в их придонной части, что служит причиной гибели людей
и животных.
14 Кальдеры: морфология, образование, связь с характером магмы.
В результате мощных эксплозий, вершинная часть стратовулкана может быть
уничтожена и тогда образуется обширная и глубокая округлая котловина – кальдера
(кальдера – котел – исп.), диаметром от нескольких сотен метров до нескольких км. Это,
т.н. кальдеры взрыва. Но существуют и кальдеры провала, которые образуются в
результате оседания вершинной части вулкана по кольцевым разломам, т.к. в
магматическом очаге под вулканом ощущается недостаток расплава. Известны очень
большие кальдеры, например, Тимбер-Маунтин в Неваде, США, с диаметром до 32 км,
Ла-Гарита в горах Сан-Хуан, Колорадо – около 50 км, Асо, Япония – 20 км, Санторин, в
Эгейском море в Кикландской островной дуге – 14 км т и т.д. Часть Кальдер образуется в
результате обрушения беспорядочно ориентированных частей вулканической постройки,