Формы залегания эффузивных горных пород

 

Эффузивными называются магматические горные породы, образовавшиеся при излиянии лавы на дневной поверхности или под морями, океанами. По петрографическому составу различаются эффузивные породы:

1. кислого состава – кварцевые порфиры, липариты;

2. среднего и основного состава – андезиты, андезитовые порфириты, диабазовые порфириты, базальты.

Различаются два основных типа излияния лавы:

1. центрального типа – из жерл вулканов;

2. трещинного типа – из крупных трещин в земной коре.

Относительно спокойное излияние магмы называется эффузией. Оно характерно для лав основного состава, обладающих высокой текучестью. Извержение магмы, сопровождающееся взрывами газов и паров, выбросами глыб (вулканических бомб), обломков, пепла называется эксплозивным. Оно характерно для кислой и щелочной магмы, богатой кремнекислой и щелочами. Для вязких лав характерен экструзивной тип извержения, когда полутвердая лава выдавливаются на поверхность в виде караваеобразных тел.

Исследования районов современной вулканической деятельности показывает, что очаги вулканов находятся на двух уровнях:

1. на глубинах 5 – 15км;

2. на глубинах 50 – 200км.

Формы залегания эффузивных горных пород зависят от типа извержения и состава магмы. Различаются четыре основные формы их образования и залегания:

1. вулканические конусы;

2. лавовые потоки;

3. лавовые покровы;

4. субвулканические тела.

 

 

Рис.51. Ключевской вулкан. Высота 4850 м. (по М.М. Жукову и др, 1961г).

Вулканический конус представляют собой горную вершину, образовавшуюся при наземных и подводных извержениях лавы центрального типа. Чем кислее лава по химическому составу, тем выше вулканический конус. В настоящее время на Земном шаре насчитывается около 850 вулканов, находящихся в более или менее активном состоянии (рис 51, 52, 53). Большинство их расположено на берегах и островах Тихого океана и Явайской дуге, относится к эффузивному типу извержения, извергают основную лаву, состоят из базальтов, трахитов, трахибазальтов, трахиандезитов. Действующие вулканы России расположены на Камчатке и Курильских островах. Высота Ключевской сопки составляет 4850м, Безымянной сопки – около 5000м. Потухшие вулканы подвержены значительному разрушению процессами выветривания. Много потухших вулканов расположено на Кавказе. Почти одна треть территории Армении покрыта лавовыми покровоми и потоками неоген-четвертичного возраста. Огромными потухшими вулканами являются горные вершины Арарат, Эльбрус, Казбек и др. Некоторые вулканы, считавшиеся потухшими, снова начинали извергаться. Примером является вулкан Везувий в Италии, потопивший в 79 году город Помпей лавой и пеплом.

 

Рис. 52. Схема действующего вулкана (по В.Д. Панникову, 1961г)

 

Рис. 53. Схематическая карта вулканов Камчатки (по М.М. Жукову и др, 1961г).

Сопки: 1 – Плоская; 2 – Ключевская; 3 – Камень; 4 – Плоский Толбачик; 5 – Большая Удина; 6 – Кизмен; 7 – Кроноцкая; 8 – Узон; 9 – Кихпиныч; 10 – Малый Семячик; 11 – Карымская; 12 – Заварицкого; 13 – Жупановская; 14 – Корякская; 15 – Авача; 16 – Вилючик; 17 – Опала; 18 – Горелый хребет; 19 – Мутновская; 20 – Ксудач; 21 – Ильинская; 22 – Ичинская

 

В деятельности вулканов выделяются фазы извержений и относительного покоя. Последние могут быть короткими или продолжительными. Извержения вулкана Ключевская сопка на Камчатке повторяются через 7 – 8 лет. Кроме лавы из кратера извергаются твердые частицы – вулканический пепел, песок, глыбы, обломки (бомбы). Вулканическая пыль переносится потоками атмосферы на сотни и тысячи километров. Извержения вулканов сопровождаются ливнями и грозами в атмосфере, грязевыми потоками на поверхности Земли. Образуются вулканогенные породы типа туфобрекчий, туфопесчаников, туфосланцев, переслаивающихся с лавовыми покровами или с нормальными осадочными породами.

При очень быстром охлаждении лава превращается в вулканическое стекло (обсидиан). Это особенно характерно для кислых липаритовых и дацитовых лав. В глубине лавовых покровов магма остывает медленно, превращается в микрокристаллические и мелкокристаллические горные породы – липариты, базальты, андезиты и др. Остывание магмы сопровождается сокращением объема и возникновением трещин отдельности. Вокруг центра (жерла) создаются кольцевые (конические) трещины, которые заполняются магмой. Образуются конические дайки. Центральное округлое оседание вулкана называется кальдерой. Дно кальдеры плоское или полого-вогнутое. Кроме кольцевых сбросов (даек) в строении вулканического конуса участвуют радиальные трещины (дайки), которые раскрываются при восходящих движениях перед извержением лавы.

В периоды относительного покоя действующий вулкан проявляет фуморальную деятельность (от лат. fuma - дым) в виде выходов струй горячего пара и газа из кратера и из трещин на его склонах. Температура базальтовой лавы составляет 900-1200⁰С. Горячие струи газа с температурой до 900⁰С встречаются в кратерах и на склонах действующих вулканов. Выходы водяного пара с температурой 100-200⁰С содержат сероводород, который при окислении образует накопления самородный серы. Низкотемпературные (80-100⁰С) выходы водяного пара содержат углекислоту, типичны для затухающего вулкана. Другими проявлениями поздних стадий вулканизма являются гейзеры (от исл. qeysir - хлынуть). Это – периодически фонтанирующие источники горячей воды и пара. Они богаты SiO₂, широко известны в Исландии, Новой Зеландии, на Камчатке.

Вулканы извергают огромные массы газов. На больших глубинах под большим давлением газы растворены в магме, а при подъеме лавы на поверхность начинают выделяться из нее. Кислые лавы (липаритовая, дацитовая) отличаются высокой вязкостью, газы из них выделяются сильными взрывами. Во время извержений вулкана в газах преобладают пары воды, углекислоты, а после извержений – сернистые газы SO₂, H₂S. В незначительных количествах в них обнаружены азот, водород, хлористый водород, метан, аммиак, аргон.

Лавовые потоки представляют собой эффузивные тела удлиненной формы, образуются вокруг жерла вулкана, когда огромная масса из раскаленных глыб, обломков лавы и пепла низвергается по склонам вулканического конуса вниз под действием силы тяжести, заполняя все низины рельефа. Высокой подвижностью и текучестью обладают базальтовые лавы. На Кавказе позднеплиоценовые лавовые потоки, спускающиеся вниз по долине р.Дебед, имеют длину 120 км, ширину 1-2 км, мощность - несколько десятков метров.

Длина базальтовых потоков на Гавайских островах и Исландии достигает 80км. Сливаясь друг с другом, они образуют лавовые покровы вокруг вулканов. Площади их могут быть большими. Например, базальты, излившиеся из вулкана Гекла в 1783 году (Исландия) занимают площадь 565км². Толщина их составляют около 600м.

Лавовые покровы представляют собой эффузивные тела, широко распространившиеся во все стороны. Длина и ширина их достигает сотен километров. Образуются на горизонтальной или с незначительным уклоном поверхности Земли, каковыми являются равнинные и низменные территории. Типичны для жидких базальтовых излияний трещинного типа. Из них образованы грандиозные лавовые плато на земном шаре: на Сибирской платформе, в Индии, Исландии и других регионах.

Трещинные излияния происходят в случаях, когда большие объемы лавы всплывают вверх и разливаются по образовавшимся трещинам одновременно на всей огромной площади. Лавы растекаются по обе стороны от трещин, на отдельных участках вдоль трещины проявляется ряд вулканов. В результате массового излияния лав через каналы и трещины образуются мощные лавовые покровы платобазальтов. Платобазальты Бразилии имеют площадь 750000км², Южный Африки – 50000км², Индии – 650000км².

Уникальным примером платформенного вулканизма являются траппы Сибирской платформы. Здесь траппами называются лавовые покровы андезито-базальтового состава и туфогенная толща триасового возраста мощностью 600-800м. По форме это пластовые тела, дайки, штоки и вулканические трубки (некки), заполненные разнообразными породами основного и ультраосновного состава от 20 до 1600 метров в поперечнике. Часто лавы переслаиваются с осадочными и осадочно-вулканогенными породами-туфами, туффитами. Форма залегания туфовых пород пластовая, обломки различных размеров в них представлены лавовыми породами, цементирующий материал - осадочной породой. При наличии крупных обломков такая порода называется туфобрекчией, при малых размерах обломков-туфопесчаником, туфоалевролитом.

Вулканизм морей и океанов. При подводных извержениях магмы, как и в наземных, возникают вулканические конусы, некоторые из которых выступают из-под уровня морской воды в виде вулканических островов. Острова, состоящие из лавовых пород, могут сохраняться долго, а состоящие из рыхлых пирокластических пород разрушаются быстро под действием волн. Крупные вулканические острова (Гавайские, Галапагос, Самоа) представляют собой вершины самых крупных вулканов. Пространственная связь вулканов с разрывными нарушениями сомнений не вызывает. Выявлено свыше 2000 подводных одиночных гор-вулканов с крутыми склонами, 24 островных дуг с широко развитой вулканической и сейсмической деятельностью. Примерами островных дуг являются Курильские и Алеутские острова- вулканы, имеющие продолжение на Камчатке и Аляске.