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

ческим минералам — фенокристаллам и микролитам, показывает, что куполы, образованные лавами с типерстеновыми и другими минералами без роговой обманки составляют 44%; гиперстенсодержащими — 79.%; чисто гиперетеновыми— 1 1 %; с роговой об­

манкой и другими минералами без гиперстена— 13%; роговообманковосодержащими — 49,0%; чисто роговообманковыми — 3%.

Отсюда следует, что преобладают гиперстенсодержащие и роговообманковосодержащие лавы. А основным минералом куполов следует считать гиперстен, так как только в 21 случае из 99 экструзивные лавы не содержат гиперстена.

Отношение нормативного молекулярного альбита к анортиту в лавах и куполах показывает, что статистически различия в них почти нет. Это лишний раз свидетельствует о едином источнике эффузивной и экструзивной лав.

Характер зональности в фенокристаллах плагиоклазов пока­ зывает, что в куполах могут встречаться плагиоклазы с прямой и сложной зональностью. При этом как те, так и другие разности

роговая обманка, он может встречаться в средних и кислых лавах потоков и куполов. Предпочтительно биотит кристаллизуется в экструзивных куполах и часто ассоциирует с роговой обманкой.. Нами неоднократно отмечался биотит в андезито-дацитовых купо­ лах Камчатки (район Малетойваям, Долина Гейзеров — Кальдера Узон и в ряде других мест). А. А. Меняйлов (1955) и В. Н. Бори­ сова (1966) отметили редкие включения биотита в андезитовых куполах вулканов Шивелуч и Зимина.

Высокое содержание магнетита в породах различных серий (от андезито-базальта до риолитов) можно объяснить тем, что за него часто принимают характерные ориентированные включения, которые могут быть представлены гематитом, ильменитом, герцинитом. И все же сопоставление субмодального состава пород с ре­ альным показывает, что доля магнетита в породах куполов весьма значительна. Следовательно, мы можем предполагать, что магне­ тит и ильменит являются основными поставщиками трехвалентно­ го железа при окислении лавы куполов. По мнению X. Леппа (Берр, 1957), окисление Fe3 0 4 до 7 —Fe2 0 3 начинается при темпе­ ратуре около 200° С и заканчивается при 375—400°; 7 —Fe2 0 3->- до Fe2 0 3— начинается около 375° С и заканчивается при 525—550° С, а окисление Fe30 4 до aFe2 0 3 начинается при 550—570° С и закан­

чивается в зависимости от длительности первой реакции — пере­ хода Fe3 0 4 в 7 —Fe2 0 3, т. е. полное окисление происходит при тем­

пературах ниже температур становления экструзивных куполов. Частая ассоциация в экструзивных куполах рутила с пиритом,

по-видимому: связана с процессами превращения ильменита под воздействием H2S в агрегат пирита и рутила. Поэтому нередко многие исследователи вместо ильменита отмечают рутил.

Краткий обзор химического и минералогического состав? экструзивных куполов и лав показывает, что несмотря на кажу­ щуюся идентичность их состава, можно наметить и определенные различия. Они сводятся к следующему.

1. В экструзивных лавах: а) повышается основность плагио­ клазов, т. е. возрастает доля анортитовой составляющей и умень­ шается доля ортоклазовой молекулы; б) ромбические пироксены стремятся к составу, отвечающему бронзиту; в) ильменит и магне­ тит замещаются рутилом, пиритом и гематитом.

2.Роговая обманка, биотит, ромбические пироксены являются более предпочтительными минералами экструзивных лав.

3.Различия в минералогическом составе пород определяются не столько химическим составом лав, сколько их газоиасьпценностыо и условиями образования.

4. По химической характеристике эффузивные лавы потоков и куполов почти идентичны. Наблюдаются лишь незначительные расхождения в содержании А12 0 3, Fe2 Os, FeO, К2 0, MgO для лав

н куполов андезитового и дацитового состава отдельных регионов. 5. По мере повышения кислотности лав, образующих потоки и куполы, химические различия между ними становятся незначи­

тельными.

Рассмотренный материал вполне подтверждает высказанную ранее точку зрения, что химический состав исходной лавы суще­ ственно не влияет на форму ее проявления на земной поверхности.

ГЛАВА 5

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРОД ЭКСТРУЗИЙ

Пористость

Пористость пород куполов определяется степенью газонасыщенности и вязкости экструзивной лавы. В процессе становления купола (при остывании лавы и подвижках в теле растущего купо­ ла) образуются трещины, сообщающие породам вторичную порис­ тость. Выветривание способствует образованию новых трещин. Для экструзивных куполов весьма характерна первоначальная пори­ стость, образованная газовыми пузырьками и тектоническими тре­ щинами подвижек при формировании купола. Форма пор соответ­ ствует форме образовавших их пузырьков газа и часто отвечает направлению течения (выдавливания) лавы. Межкристалловая форма пор встречается реже и обычно преобладает в центральных или прикорневых частях куполов с массивной текстурой. Размер лор не является характерным признаком лавы куполов; встреча­ ются сверхкапиллярные, капиллярные и субкапиллярные. Как пра­ вило, пористость лавы куполов возрастает от центра к периферии.

Аналогичные данные были получены В. И. Старостиным (1967) при изучении покровных и субвулканических липаритов на месторождениях Южного Урала.

Таким образом, по структуре порового пространства намеча­ ется постепенный переход от глубинных интрузивных пород через гипабиссальные и субвулканические к эффузивным. А. А. Пэк отмечает: несмотря на то, что при переходе от глубинных к суб­ вулканическим породам фиксируется проявление газовой фазы и порода приобретает принципиально ясную структуру порового пространства, ее проницаемость остается весьма низкой, что сле­ дует из изолированности отдельных поровых объемов, не соединя­ ющихся в единую систему капиллярных проводников. Этот прин­ ципиальный вывод имеет для нас весьма существенное значение, так как он в какой-то мере определяет различия в структурных особенностях лавы потоков и куполов. В то же время данные по средней проницаемости пород показывают, что она закономерно возрастает с увеличением средней эффективной пористости, хотя разброс отдельных значений проницаемости по породам и пере­ крывает друг друга.

Из приведенных цифр по пористости лав и куполов (см. табл. 10) зидно, что их общая пористость почти идентична. Эффектив­ ная пористость, а соответственно и проницаемость куполов выше, что. по-видимому, зависит не столько от газовых пор, сколько от трещин, так как экструзивные лавы, в силу условий их становле­ ния, обладают весьма повышенной трещиноватостью. По мере по­ вышения кислотности лав и куполов различия в эффективной пористости уменьшаются.

Отсюда мы можем заключить, что проницаемость для газо­ гидротермальных растворов экструзивных лав, включая и их пирокластику, значительно выше, чем эффузивных лав. Этим можно объяснить и интенсивные процессы изменения лав куполов в пост­ вулканический период их существования под воздействие газо­ гидротермальных процессов.

Плотность

Плотность экструзивной лавы целиком зависит от химического состава и структуры образующих ее минералов, от процентного содержания стекла. Плотность породы тем больше, чем меньше стекла она содержит. В табл. 11 приведены данные по плотности полностью кристаллических разностей пород и их стекла. В сред­ нем различие плотностей в интрузивных породах и андезито-ба- зальтах составляет 6 —7%, а в средних и кислых эффузивных

породах она достигает 9— 12%. Величина плотности эффузивов явно завышена, так как расчет проводился по их субмодальному составу. Введение поправки на стекловатость породы снижает их плотность на 3—5% в зависимости от содержания стекла. Степень