Вулканогенно-осадочные породы

Смешанные вулканогенно-осадочные породы, содержащие как вулканогенный, в том числе пирокластический, так и осадочный ма­териал, образуются при поступлении в водные бассейны переноси­мой по воздуху тефры, а также продуктов размыва только что обра­зованных лав.

Осадочные продукты, обломочный материал в которых имеет вулканическое происхождение, называют вулканомиктовыми. Ког­да хотят подчеркнуть, что такие породы формируются одновре­менно или почти одновременно с проявлениями активного вулка­низма, говорят о синвулканомиктовых обломочных породах.

Своеобразными синвулканомиктовыми породами являются ла-харовые брекчии — отложения селевых потоков, которые спуска­ются со склонов наземных вулканов во время извержений. Обыч­но это хаотическая смесь больших и малых обломков (часто различных по составу), которая возникает при перемещении насы­щенной водой обломочной массы, образованной вследствие таяния

8. Вулканогенна-обломочные породы (вулканокластиты)

снега, сильных ливней или прорыва кратерного озера. Сортировка обломков почти не наблюдается. Обломки могут достигать несколь­ких метров в поперечнике и переноситься по горным долинам на многие километры. Среди брекчий встречаются линзы слоистого осадочного материала и остатки растений, захваченных селем. По условиям формирования и строению толщ лахаровые брекчии близки к подводным лавокластитам.

Сцементированные (литифицированные) вулканогенно-оса-дочные породы классифицируют по доле вулканогенного (туфоген-ного) обломочного материала. Различают тефроиды, в которых эта доля превышает 90%, ортотуффиты, или собственно туффиты, со­стоящие из синвулканогенного обломочного материала на 90-50%, и паратуффиты (туфоконгломераты, туфопесчаники, туфоалевро-литы), в которых доля этого материала меньше 50%.

Вулканогенно-осадочные породы ассоциируют во времени и пространстве с туфами, лавокластитами и другими эксплозив­но- и эффузивно-обломочными породами. Во многих случаях про­вести четкую петрографическую грань между разными типами вул­каногенных обломочных пород непросто. Характерные признаки вулканогенно-осадочных пород — наличие слоистости, переслаи­вание с чисто осадочными накоплениями (известняками, глинами и т.п.), относительно разнородный состав обломков, наличие орга­нических остатков.

Вулканическая деятельность часто сопровождается формирова­нием не только вулканогенно-обломочных, но и смешанных эксга-ляционно-осадочных пород, возникающих при участии вулканиче­ских газовых возгонов, син- и поствулканических гидротермальных растворов. Многие из эксгаляционно-осадочных пород являются рудами железа, марганца и других металлов.

9. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ УДАРНОГО (ИМПАКТНОГО) ПРОИСХОЖДЕНИЯ¹

Ударная волна, возникающая в момент падения на Землю круп­ных метеоритов, вызывает комплекс изменений минералов и гор­ных пород в месте удара. На фронте ударной волны, которая распро­страняется со сверхзвуковой скоростью, происходит мгновенное уплотнение вещества, которое сопровождается адиабатическим на­гревом до 2000-3000 ºС. Однако из-за роста температуры плавления как функции давления материал остается в твердом состоянии до на­грузок 200 ГПа. Вместе с тем в кристаллах резко увеличивается ко­личество дефектов, и после снятия нагрузки они переходят в разу-порядоченное стеклообразное состояние (без плавления). Таким образом, зерна кварца, полевых шпатов и других минералов превра­щаются в диаплектовые стекла, которые служат одним из надежных признаков ударного метаморфизма. Диаплектовое стекло кварце­вого состава называется лешательеритом, плагиоклазового соста­ва — маскеленитом. При очень высокой температуре, достигнутой вследствие предшествовавшего сжатия, разуплотнение сопровож­дается также частичным или полным плавлением и даже может приводить к испарению материала земной коры.

Метеориты, начальная масса которых превышает 10 г, соударя­ются с поверхностью Земли при скоростях более 3—5 км/с. В момент удара возникает кратер, или астроблема, окруженный краевым валом. Деформации, твердофазный метаморфизм, плавление и ис­парение вещества в кратере и вблизи него происходят в течение нескольких секунд или минут. Столь малая длительность формиро­вания ударных структур и очень высокие температуры и давления, которые достигаются в ходе этого процесса, приводят к образова­нию весьма своеобразных метаморфических и магматических гор­ных пород, получивших общее название импактитов. По услови­ям формирования, строению и составу импактиты принципиально отличаются от пород эндогенного происхождения.

Среди импактитов выделяются четыре главных генетических типа пород: аутигенные и аллогенные брекчии, тагамиты и зювиты.

Аутигенные брекчии представляют собой раздробленные поро­ды мишени, которые залегают на удалении от точки удара и возни­кают за счет разрушения на фронте и в тылу ударной волны. Удар­ный метаморфизм обломков практически отсутствует. Характерны

¹ Раздел составлен по материалам В.И.Фельдмана [1990].

9. Горные породы ударного (импактного) происхождения

специфические текстурные образования — конусы разрушения. В це­лом породы остаются в неперемещенном (автохтонном) залегании.

Аллогенные брекчии заполняют кратеры (астроблемы) и образу­ют закратерные выбросы. Брекчии состоят из разнородных облом­ков, перемещенных на значительное расстояние. Многие из них сложены материалом, испытавшим ударный метаморфизм. Круп­ные обломки цементируются мелкообломочным материалом, сор­тировка по размерам отсутствует.

Тагамиты — это магматические породы импактного происхож­дения, возникшие за счет затвердевания расплавов, которые обра­зовались в момент удара. По химическому составу они близки к среднему валовому составу твердых пород мишени или к отдель­ным разновидностям этих пород, испытавшим плавление. Тагами­ты слагают линзообразные, пластообразные и дайкообразные тела среди аутигенных и аллогенных брекчий, а также потоки, которые перекрывают брекчии. Мощность тел, образованных расплавными породами, колеблется от нескольких метров до сотен метров. Вы­деляются стекловатые, неполно- и полнокристаллические разновид­ности тагамитов. Преобладают тагамиты с массивной текстурой, ре­же встречаются пористые и миндалекаменные породы. Особенности состава и строения стекол в тагамитах указывают на высокую на­чальную температуру расплава и очень быстрое его охлаждение.

Зювиты — обломочные породы, которые состоят из обломков пород и минералов мишени и продуктов затвердевания импактно­го расплава в виде капель, лапиллей, бомб или цементирующей массы. Зювиты встречаются как внутри метеоритных кратеров, так и среди закратерных выбросов. По механизму накопления зювиты подобны пирокластическим породам эндогенного происхождения.

Мощные взрывы сопровождают не только падение крупных метеоритов, но и вулканические извержения. Поэтому важное зна­чение имеют критерии, которые позволяли бы различать эндоген­ные и космогенные структуры и слагающие их породы. Хотя такие критерии существуют, природа многих депрессий, заполненных брекчиями и расплавными (магматическими) породами, продолжа­ет оставаться предметом дискуссии. К астроблемам относят, на­пример, Попигайский грабен в Сибири и систему Пучеж-Катунк-ских дислокаций близ Нижнего Новгорода. В последнем случае речь идет о структуре, образованной около 200 млн лет назад и пе­рекрытой более молодыми осадками. Эта астроблема пересечена скважиной глубиной 5374 м.