Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
А. Эффузивный магматизм (вулканизм)
Вулканический процесс — это комплекс явлений, связанных с излиянием и выбросом магматического вещества на поверхность Земли и в атмосферу. Уже в процессе движения внутри Земли магматическое вещество дифференцируется и на поверхность извергаются жидкая расплавленная лава, твердые продукты, выбрасываемые в виде глыб, обломков, округлых ядер — вулканических бомб и лапиллей (мелкие камешки), песка и пепла (пыли), и газообразные, состоящие из различных газов и паров воды. С вулканическим процессом связано создание вулканических форм рельефа, образование определенных минералов и горных пород, в том числе полезных ископаемых.
1. СТАДИИ ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Проявление вулканического процесса разделяется на три стадии: раннюю, или субвулканическую; главную, именуемую вулканическим извержением, и поствулканическую, или фумароль-ную.
Субвулканическая стадия. В верхней мантии, в зоне астеносферы, создаются наиболее благоприятные условия для образования магмы. Существующие там температуры способны расплавить вещество астеносферы. Экспериментально доказано, что ультраосновные породы мантии плавятся при температуре 1200° С. Расплав перемещается вверх и заполняет магматический очаг (камеру), вмещающий обширный объем примерно изометрической формы. Состав расплава базальтовый, он содержит в растворенном состоянии газы и пары воды. Медленно поднимаясь вверх по ослабленным зонам или трещинам, магма расплавляет и поглощает (ассимилирует) вмещающие породы, создавая трубооб-разные каналы и расширяя трещины. При достижении определенной глубины, где температура магмы становится ниже 1200° С, в ней происходит выделение в отдельную фазу газа и перегретых паров воды (H-T-OH=FbO). Преобразованная магма оказывается значительно более подвижной. Она устремляется вверх. Особенно большое количество паров и газов образуется в магме на глубинах 2—3 км от поверхности Земли, вследствие чего давление там резко увеличивается. Известно, что при парообразовании происходит увеличение объема в 100 раз, при этом высвобождается огромное количество энергии, приводящее к взрыву. Газы и пары устремляются вверх, разрушая, дробя породы, преграждающие им путь, и с силой выталкивая их вверх. Вслед за ними к поверхности Земли поднимается частично или полностью дегазированный расплав. При выходе на поверхность он превращается в лаву. Движение магмы, паров и газов сопровождается неглубокими и относительно слабыми землетрясениями, очаги которых все ближе и ближе перемещаются к поверхности Земли.
Очень часто при движении магмы в мантии выше астеносферы или в земной коре образуются вулканические очаги (рис. 16.1). Положение и размеры очага определяются сейсмическими методами, основанными на том, что магма как жидкость не пропускает поперечные упругие волны и замедляет скорость прохождения продольных. Этим методом определили объем вулканической камеры некоторых вулканов: у Ключевской Сопки он оказался равен 10—20 тыс. км3, Везувия — 50 тыс. км3. Кровля камеры у Везувия определена на глубине 5 км.
С течением времени состав магмы в очаге может изменяться: основная (базальтовая) магма замещается средней (андезитовой) или кислой (дацитово-риолитовой), что предопределяет характер главной стадии вулканического процесса.
Главная стадия вулканического процесса — извержение вулканов. Момент разрядки вулканической энергии и выброса магмати-
ческих продуктов на поверхность через жерло вулкана знаменует начало извержения. Процесс извержения разных вулканов неодинаков. Твердые и жидкие продукты извержения обычно концентрируются вокруг жерла, и здесь постепенно вырастает вулканическая гора конусообразной формы. Вершина горы плоская, и часто на ней наблюдается воронкообразное углубление — кратер, на дне которого располагается отверстие — жерло (одно или несколько), связанное с вулканическим каналом. Кратер у активных, многократно извергающихся вулканов часто бывает преобразован в большую котловину, именуемую кальдерой. Формирование ее связано с выбросом при взрыве огромного количества материала, слагающего вершину конуса, или с его провалом (опусканием) в канал или вулканический очаг, уже исчерпанный предыдущими
Рис. 16.1. Схема строения вулкана: 1 — кальдера; 2 — сомма; 3 — конус; 4 — кратер; 5 — жерло; 6 — лавовый поток; 7 — вулканический очаг
извержениями. Диаметр кальдер измеряется километрами. При последующих извержениях в центре кальдеры может возникнуть новый конус со своим кратером и жерлом (двухконусный вулкан Крашенинникова на Камчатке). Дугообразный вал кальдеры на Везувии получил название соммы, а кольцевая долина между сом-мой и молодым конусом — атрио (лат. «атрио»—внутренний двор).
Общие очертания и размеры вулканов очень разнообразны (рис. 16.2). Различен процесс извержения и по продолжительности: в одних случаях он кратковременный и ограничивается одним «выстрелом», в других — растянут на многие сутки и месяцы. От-
дельные извержения объединяются в циклы извержений. Один цикл от другого может отделяться стадией поствулканического режима, длящегося десятки и даже сотни лет.
