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

куполы. Безусловно, весь процесс извержения контролируется об­ щими тектоно-магматическими (или вулкано-тектоническими) условиями данного района, или даже конкретной вулканической структуры. Вязкая малогазонасыщенная эпимагма может в отдель­ ных случаях (например на Усу) не выйти на поверхность и обра­ зовать приповерхностное экструзивное лакколитоподобное тело. Но эти образования нельзя рассматривать как аналоги субвулкани­ ческих тел. В силу своей природы магма может образовывать эк­ струзивные куполы только в поверхностных условиях. Ни один из таких куполов не имеет полнокристаллической структуры; этому препятствует высокая вязкость и скорость остывания экструзивной лавы. Извержения вулканов Безымянного, Шивелуч и Мерапи наглядно показывают, что каким бы большим ни был перерыв между извержениями, у экструзивной лавы, выброшенной с различ­ ных глубин в твердом состоянии, отсутствует полнокристаллическая структура. Их формирование всегда сопровождается сильной газо-гидротермальной деятельностью и эксплозией пирокласти­ ческого материала.

Процесс становления и формирования вулканического купола может длиться годами и десятилетиями, а часто носит и унасле­ дованный характер, т. е. отражает во времени определенный цикл в жизни не только вулканической структуры, но часто и самого вулканического очага; постоянное нарушение гидростатического' равновесия, которое приводит к полному или частичному разруше­ нию вулканической структуры и способствует дальнейшей дегазации магмы очага, проявлению интенсивного газо-гидротермального ме­ таморфизма.

Не выделяя и не противопоставляя экструзивные куполы суб­ вулканическим телам, подчеркиваем, что различие и сходство меж­ ду ними нужно искать прежде всего не в форме, размерах и тек- струрно-структурных особенностях, а в общности или различии проявления в конкретных геолого-структурных условиях их ста­ новления.

Из сказанного следует, что нельзя разрывать единую после­ довательно развивающуюся во времени, а иногда и в пространстве, цепь событий, или сопоставлять между собой часто несопоставимые обрывки этой цепи. Вулканическое извержение, проявляющееся на земной поверхности в различных формах (эксплозия, эффузия и экструзия), является лишь следствием общих тектоно-магмати- ческих процессов, протекающих в поверхностных и глубинных зонах Земли. Магматизм один, а формы его проявления различны. К од­ ной из таких форм и относится образование близповерхностнога периферического очага с высокогазонасыщенной магмой. Заклю­ чительным этапом в жизни этого очага является экструзия вязкой лавы в виде куполов, формирование которых сопровождается эксплозией высокогазонасыщенной лавы и газо-гидротермальными процессами, приводящими к формированию мощных зон метасоматитов, часто с рудопроявлением, характер и вещественный состав которого отвечают условиям становления экструзивной магмы.

7*

Ч а с т ь 111

ГАЗО-ГИДРОТЕРМЫ И ИЗМЕНЕННЫЕ ПОРОДЫ В СВЯЗИ С ЭКСТРУЗИЯМИ

Г Л А В А 11

СОСТАВ И ЭВОЛЮЦИЯ ГАЗО-ГИДРОТЕРМ

Качественный состав и возможности количественной оценки

Выше (см. часть II) были высказаны геолого-структурные предпосылки, которые обусловливают длительность процесса вы­ деления магматических эманаций. Единственно объективным кри­ терием, позволяющим прямо оценить состав магматических эма­ наций, являются вулканические газы, возгоны, сублиматы и ми­ неральный состав гидротерм районов развития современного вулка­ низма. Особенно примечательна в этом отношении газовая фаза, свободно выделяющаяся с поверхности кратерных лавовых озер типа Килауэа и Мауна — Лоа, которую вот ужена протяжении не­ скольких десятков лет многие ученые мира считают почти един­ ственным критерием реальной оценки состава глубинных газов базальтовой магмы.

Авторы настоящей работы не ставят перед собой цели дать всестороннюю оценку современных газо-гидротерм, понимая под этим термином совокупность газовых и гидротермальных проявле­ ний. Это область специальных исследований, которой посвящено много работ как у нас, так и за рубежом. Рассмотрим лишь часть этого вопроса, а именно — состав и эволюцию газо-гидротерм в связи с проявлением экструзивного магматизма в виде вулкани­ ческих куполов, образованных лавой различного состава. Непосред­ ственно в этом разделе остановимся на качественном составе газогидротерм и возможностях их количественной оценки.

Газы

Наблюдения и анализ вулканических газов на различных вул­ канах показали удивительное однообразие качественного состава газов и закономерную последовательность его изменения в порядке выделения на вулканах как во времени, так и по мере удаления от активного эруптивного центра вулкана.-

По качественному составу вулканические газы можно условно

100

для некоторых вулканов, отборка пробы газов на которых ограни­ чена определенным промежутком времени для вулкана Килауэа —

10J-

два года, Мутновского — один год, Иво-Сим — три года, Усу—10 дней. Процентное содержание воды дано от суммы всех газов, а газов — в процентах от 100% без воды. Цифры для COS при­ ведены по трем фумаролам вулкана Мерапи; пробы взяты в тече­ ние 30 дней при температуре фумарол 96—108° С. Приведенные цифры убедительно показывают, что даже для конкретных вулканов состав газовой фазы фумарол очень сильно варьирует. Это не поз­ воляет на данном этапе дать среднюю статистическую оценку га­ зовой составляющей всех вулканов без различия их состава и типа извержения. В то же время намечается определенная газовая специализация на вулканах, образованных различной лавой. На­ пример, базальтовые вулканы характеризуются высоким содержа­ нием сернистых газов, а риолитовые — галогенов. По-видимому, если подходить к оценке состава вулканических газов с генети­ ческих позиций становления вулканов, то можно наметить опре­ деленную закономерность в содержании и дифференциации газовой составляющей во времени.

Гидротермы

В отличие от свободной газовой фазы, состав гидротерм более постоянен и для них может быть дана не только качественная, но и количественная характеристика. Это связано с тем, что состав гидротерм, и в частности анионный, определяется прежде всего составом газовой фазы и пределом растворимости отдельных га­ зовых компонентов при определенных физико-химических условиях становления гидротерм. По своему качественному составу они мало отличаются от фумарольных конденсатов. Так, в одном из наи­ более полных анализов по вулкану Шова-Шинзан (Nemoto и др., 1957) определено 37 компонентов в виде газовой фазы, ионов и аэрозолей. Наиболее распространены в вулканических гидро­

кремнекислота в виде молекулы H2 SiC>3 или H3 Si0 4 . В растворен­

ном виде присутствуют почти все слабодиссоциирующие вулкани­ ческие газы: H2 S, С02, СО, Н2, СН4, N2, 0 2 и др. Минерализация

гидротерм в первую очередь определяется их кислотностью и варь­ ирует от нескольких сот мг/л до десятков г/л.

Также как и вулканические газы, гидротермы по их составу классифицируются на: 1 ) галогенокислотные; 2 ) сернокислотные;

3) углекислые; 4) хлоридно-натровые.

Последний тип вод отвечает более глубинным аналогам гидро­ терм, но может встречаться и в областях разгрузки обычных по­ верхностных вулканических гидротерм. Такая закономерность про­ является и в их кислотных свойствах. По данным более чем 100 анализов гидротерм Камчатки и Курильских островов четко вы­ ражены пределы кислотности: 1) рН =0,23—0,79, средняя минера­ лизация 31,049 г/л, состав — галогенокислотные; 2) рН =1,07— 3,70, минерализация — 2,656 r/л, состав — сульфатно-хлоридные; 3)

101