Файл: Борисов, О. Г. Экструзии и связанные с ними газо-гидротермальные процессы.pdf

T "ос. публичная

5 оьучж .ехническая

^..|блио'. ока ССОг 1 ^к-аемпляр .

Ч И Т А Л Ь Н О ГО З А Л А [

,L i Л ’':

УДК 5-51.21

Работа посвящена одному из своеобразных проявлений магматизма на земной поверхности в форме вулканических (экструзивных) куполов. На примерах экструзивного прояв­ ления в областях современного вулканизма Камчатки, Ку­ рильских островов, Японии, Америки и других районов мира рассматривается положение экструзивных куполов и сопря­ женных с ними во времени газо-гидротермальных процессов в общем цикле развития вулканов и вулканических зон. Зна­ чительное место в работе уделено истории возникновения и развития термина «вулканический» (экструзивный) купол; морфологии, петрографии и химизму экструзивных лав; меха­ низму формирования куполов и явлениям, предшествующим и сопровождающим их образование. Впервые в литературе, посвященной описанию вулканических куполов, приводится большой материал по составу, генезису и дифференциации магматических эманации и по измененным породам, обра­ зованным под воздействием этих эманаций. Работа рассчита­ на на широкий круг геологов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящей работе обобщены материалы, характеризующие необычную форму проявления вулканизма в виде выжимания («эк­ струзии») куполов вязкой лавы. Авторы поставили перед собой задачу осветить многообразие условий, которые предопределяют становление экструзивных куполов и связанных с ними газо-гидро­ термальных процессов, показать существующие различия между двумя формами эффузивного магматизма: лавовыми потоками и экструзивными куполами.

В многочисленных публикациях последних лет, связанных с общими и частными проблемами магматизма, в той или иной степени находит отражение новое понятие — экструзивный магма­ тизм. И хотя в него подчас вкладывается противоречивое содержа­ ние, почти все авторы сходятся на том, что экструзивный магма­ тизм— это форма проявления магматизма вблизи или на земной поверхности, которая отражает определенный этап развития гео­ логических структур. Экструзивный магматизм проявляется в виде поверхностных экструзивных куполов, приповерхностных субинтру­ зий и малых интрузивных тел. Очень часто субинтрузии и малые интрузии отождествляют с экструзивными куполами, объединяют их под общим термином «экструзии» и рассматривают как форму проявления интрузивного магматизма в приповерхностных и пог верхностных условиях Земли. Правильнее же, по нашему мнению,, рассматривать экструзивные вулканические куполы как «переход­ ный мост» между интрузивным и эффузивным магматизмом.

При написании работы были использованы материалы личных исследований авторов, в течение ряда лет изучавших современные и молодые экструзивные куполы Камчатки и Курильских островов,, а также публикации по экструзивным куйолам мира.

Книга состоит из трех частей. Первая часть посвящена истори­ ческому обзору возникновения и развития понятия «экструзивный купол». В конце ее дана классификация вулканических куполов в. представлении различных исследователей и авторов. Во второй

а

«Если у вас есть яблоко и у меня есть яблоко и мы обменяемся этими яблоками,

и мы обменяемся этими идеями, то у каж­ дого будет по две идеи».

БЕРНАНД ШОУ

В В Е Д Е Н И Е

Проявление вулканической деятельности в форме выдавлива­ ния (или выжимания) вязкой лавы, образующей экструзивные куполы, можно рассматривать как обычный вулканический процесс, когда один вид извержения сменяется другим. Так, например, спокойная сольфатарная или фумарольная деятельность на вулка­ не может смениться продолжительной или кратковременной эксплозивной деятельностью с выбросом шлаков или пепла, затем спокойным излиянием лавовых потоков или выдавливанием вязкой лавы. Последовательность процесса может нарушаться, но смена форм извержения присуща любому проявлению

вулканизма.

По химическому и минералогическому составу, отчасти струк­ туре и текстуре лавы куполов почти аналогичны лавам, образую­ щим потоки и пирокластические отложения. В то же время им при­ сущи определенные черты, сближающие их с субвулканическими телами, т. е. интрузиями, залегающими на небольшой глубине и в момент образования имеющими сообщение с земной поверхностью. Экструзивные куполы, также как лавовые и пирокластические по­ токи, могут формироваться в центральном кратере вулкана, на его склоне или у основания; не исключается образование куполов и на некотором удалении от центральных вулканических построек в виде ареального извержения по единичным подводящим каналам или трещинам. Но они никогда не образуются там, где отсутствуют хотя бы следы вулканизма.

В свое время Ф. Ю. Левинсон-Лессинг (1955) писал, что тесная связь вулканизма и плутонизма (т. е. процессов эффузии и интру­ зии) отражается в известном параллелизме между типами интрузий и формами вулканических процессов на поверхности. Например, массовые лавовые излияния и так называемые лавовые (или щито­ образные) вулканы являются аналогами интрузивных пластов; экструзивные массивы и конуса набухания — аналогами лакколи­ тов, а сложные батолиты, обязанные своим строением повторному

5

внедрению магмы, нередко дифференцированной, могут быть параллелизованы с слоистыми вулканами.

• Видимо типы интрузий и формы вулканических извержений определяются какими-то общими физико-химическими процессами, происходящими в магматическом очаге — едином источнике как интрузивной, так и эффузивной магмы. Рассматривая субвулкани­ ческую интрузию как вулканический очаг в стадии консолидации, а выжимание вязкой экструзивной лавы как завершающий этап определенного магматического цикла развития вулкана, невольно должны прийти к выводу, что такую форму вулканизма, как экстру­ зивный купол, можно не только параллелизовать с «типом интру­ зии» (например, лакколитом), но и считать, по-видимому, переход­ ным мостом между двумя формами магматизма. В этой трактовке

личия, проявляющиеся между вулканическими куполами и суб­ вулканическими интрузиями, с одной стороны, и лавовыми потока­ ми — с другой. Решение одной из поставленных задач почти авто­ матически дает ответ на другую. Поэтому был избран более обо­ снованный с фактической стороны, а, соответственно, и более на­ дежный вариант решения: показать на примере современного вулканизма различия между двумя формами его проявления — экструзивными куполами и лавовыми потоками.

Современный вулканический процесс в форме экструзивных куполов подтверждается многочисленными примерами. Так, на трех вулканах южной части Ключевского дола (сопки Удины, Зимины, Безымянная) и вулкане Шивелуч (Центральная Камчатка) рас­ положено 42 экструзивных купола; на вулкане Б. Семячик их насчитывается 18, а всего только на 30 действующих вулканах Камчатки и Курильских островов отмечено, по весьма неполным данным, ПО куполов. На вулкане Мефана (Греция) расположено 24 купола, в районе Лассен — Пик (Калифорния) — более десятка. Приведенные примеры говорят о большей насыщенности современ­ ных вулканов экструзивными куполами. Широкое развитие эк­ струзивных куполов в Охотско-Сихотэ-Алинском вулканическом поясе подтверждает предположение, что и в более ранние геоло­ гические эпохи экструзивная деятельность была распространена

ввулканических провинциях не в меньшей степени.

Вработах X. Вильямса (Williams, 1932), Р. Лейдена (Leyden,

1936), В. И. Влодавца (1954, 1958), А. А. Меняйлова (1955),

Б. И. Пийпа (1956) и др. дана довольно подробная характеристика морфологии, петрографического и минералогического состава, от­ части физических свойств и некоторых особенностей формирования вулканических куполов. И в то же время мало внимания уделено их связи с магматизмом в общем геоструктурном плане проявления вулканизма. Частично этот пробел восполнил Р. Лейден, отметив­ ший весьма интересную связь куполов с вулканами различных

6

типов. Из 206 рассмотренных им куполов со стратовулканами свя­ зано 76, с туфовыми вулканами—25, с большими лавовыми излия­ ниями —38, и с прочими сложными вулканами —67.

По нашим подсчетам на 30 действующих вулканах Камчатки и Курильских островов из 110 описанных и отмеченных куполов 89 связаны со стратовулканами и 21— со сложными вулканами, в частности, с вулканами-кальдерами. Таким образом, из 316 ку­ полов мира 253 купола связаны со сложными вулканами с дли­ тельным циклом развития.

Накопленный за последние десятилетия фактический материал по современным и отчасти молодым вулканическим куполам вполне мог быть использован в практике повседневных геологических ис­ следований, но, однако, не нашел широкого применения. С разви­ тием палеовулканологии интерес к современным вулканическим процессам необычайно возрос. Этому способствовали, по крайней мере, две причины. Во-первых, изучение современных вулканических процессов дает в руки исследователя ключ к пониманию процессов вулканизма, проявлявшихся в более ранние геологические эпохи. Во-вторых, на молодых потухших вулканах и в вулканических рай­ онах молодых и древних складчатых областей некоторые магма­ тические тела обнаруживают не только морфологические признаки современных экструзивных куполов, но нередко являются рудо­ контролирующими и рудовмещающими структурами. Применяя принцип геологического актуализма при сопоставлении древних и молодых экструзивных куполов, палеовулканологи пытаются вос­ становить условия гидротермальных проявлений, которые привели к формированию измененных пород типа вторичных кварцитов. Еще в 1954 г. Н. И. Наковнигк писал, что формирование широких полей вторичных кварцитов более отвечает проявлениям постмаг­ матических процессов приповерхностного вулканизма — циркуляции и рассеянию газо-гидротерм на огромных площадях — и менее согласуется с эффектом гидротермальных процессов, связанных с глубинными интрузиями. Кроме того, он подчеркивал, что вторич­ ные кварциты чаще всего находятся в жерловой и околожерловой фациях, у выхода горячих источников и вблизи малых интрузий, представляющих собой близповерхностные внедрения, так называе­ мые вулканические (субвулканические.—• Прим, авторов) интрузии.

Районы проявления интенсивного вулканизма, особенно совре­ менного, дают богатый материал, иллюстрирующий образование измененных пород в связи с экструзивными куполами. Действитель­ но, анализ материала по измененным породам типа вторичных кварцитов на действующих и молодых вулканах районов современ­ ного вулканизма показал, что в большинстве случаев они распро­ странены на вулканах с экструзивными куполами. Особенно четко эта пространственная связь прослеживается в вулканической зоне Корякско-Камчатско-Курильской дуги. Из 34 активно действующих вулканов этой зоны, для которых характерна интенсивная газо-гидротермальная деятельность и современные процессы фор­ мирования зонально измененных пород, часто с элементами рудо­

7