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

Ч а с т ь I

КРАТКИЙ ОБЗОР ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ПОНЯТИЯ «ЭКСТРУЗИЯ»

Г Л А В А 1

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ЭКСТРУЗИЯ»

В процессе изучения природных явлений возникают опреде­ ленные понятия, смысл которых закрепляется в словах-терминах, первоначально употребляемых обычно в строго этимологическом смысле. В процессе эволюции исследований термины могут изменять­ ся, хотя исследователи продолжают вкладывать в них прежние понятия. Изменение терминологии не может решить изучаемый вопрос. Поэтому в большинстве случаев целесообразно сохранить наиболее употребляемый (а часто и наиболее ранний) термин. Не­ редко наблюдается обратное явление — терминология не изменяет­ ся, изменяется понятие, которое не всегда в должной мере отве­ чает общепринятой терминологии. Высказанное полностью касается термина «экструзия», что и обусловило появление настоящей главы.

Впервые в отечественной и мировой геологической литературе термин «экструзия» применил к вулканическим телам, образован­ ным вязкой лавой, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг (1915, 1933). При этом он четко отделял экструзивную форму вулканических процессов от эффузивной. Под «экструзией» он понимал процесс возникновения таких вулканических аппаратов, в образовании которых участвуют не взрывы, а лишь напор лавы; это такие же моиогенные, часто лавовые образования, как интрузивные массивы, но достигшие земной поверхности. Рассматривая механизм образования экстру­ зивных конусов (куполов.— Прим, авторов) и разбирая взгляды различных исследователей, он становится на точку зрения пас­ сивности вулканических образований и активности дислокационных усилий. Таким образом, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг впервые рас­ сматривает экструзивные куполы с точки зрения их генезиса и в термин вкладывает не только морфологический, но и генетический смысл. Однако, несмотря на такое четкое для того времени определение, этот термин в геологии не «прижился», а в вул­ канологии он сохранился как «экструзивный» или «вулканиче­ ский купол».

ю

В свое время некоторые исследователи обратили внимание на вулканические «постройки», образованные извержением вязкой лавы, такие как трахитовые куполы о. Асенсьён, обсидиановые иглы вблизи Моно-Лайк или большие дацитовые куполы Лассен (Калифорния). Впервые термин «вулканические куполы» к колоко­ лообразным выступам (protrusions) трахитов в Оверне применил Г. П. Скроп (Scrope, 1825, 1872). Он предположил, что их проис­ хождение сравнимо в способе образования с небольшими мамелонами (mamelons) вязкой лавы, которые видел С. Винсент на о. Бур­ бона. При изучении вулканических куполов применялись термины, отражающие не только морфологические особенности их строения. Так, Ф. Фуке (Fouque, 1879) в описании глыбового купола («Ыоску dome») Георгиус (Санторина) предложил термин «гомогенный комулятивный вулкан». В то же время А. Штюбель (Stiibel, 1901), изучавший куполы в Колумбии и Эквадоре, назвал их просто «го­ могенными вулканами». К. Шнейдер (Schneider, 1911) все вулканы классифицировал по их геометрическим формам. Поэтому вулкани­ ческие куполы, имеющие различную морфологическую форму, были включены в различные подзаголовки. Например, крутостенную куполообразную протрузию Гран Пюи в Оверне он отнес к «Tholoiden», а иглы типа Мон-Пеле включил в подзаголовок «Beloniten». В такой же обобщенной классификации вулканов, предложенной Ф. Вольфом (Wolff, 1914, 1929), все вулканические куполы отне­ сены к чисто лавовым вулканам. В структурном смысле термин

«Staukupee»— выжатый купол («plug dome») — применил А. Берта

(Bergeat, 1927) при описании роста купола Мон-Пеле в 1902— 1903 гг. А. Л. Дей и Е. Т. Аллен (Dey a. Allen, 1925) термин «plug dome» применили к куполу, образовавшемуся на дне кратера Лас-

сен-Пик в 1914— 1917 гг.

Во французской и немецкой литературе к вулканическим ку­ полам («протрузиям»), характеризующимся своей большой высотой в сравнении с основанием (типа иглы Мон-Пеле), применялись раз­ личные термины: aiquilles, pitons, Beloniten, Felsnadeln, Felszahne, Felszacken. Как полагает X. Вильямс (Williams, 1932), это можно объяснить тем, что различия между «иглами» и «куполами» в зна­ чительной степени произвольные. В русской литературе, следуя традициям английских и американских петрографов, для обозначе­ ния вулканических пород вообще иногда применялся и сейчас еще применяется термин «экструзивный» (Наковник, 1964). К на­ стоящим же экструзивным формам, образованным вязкими лава­ ми, у нас чаще всего применяли термин «купол», хотя, как отмечает А. А. Меияйлов (1955), они не всегда соответствовали форме купола.

X. Вильямс (1932г), обобщив имевшийся до него материал по вулканическим куполам, пришел к выводу, что наиболее приемлем термин «купол» '(«dome»), который ограничивается вполне опре­ деленным понятием — крутостенная протрузия вязкой лавы, фор­ мирующая более или менее куполообразные массы (тела) около своих жерл (вулканических каналов). Р. Лейден (Leyden, 1936),

П

в общем придерживаясь точки зрения X. Вильямса, к куполам и родственным им образованиям относит вулканические сооружения, которые возникли в результате одноактного выжимания вязкой или почти твердой лавы из подводящего канала. Он считает, что по­ вторение вулканических извержений в одном и том же канале, ка­ кое наблюдается у стратовулканов, невозможно. (Такое утвержде­ ние, как покажем дальше, лишено основания.) При этом он считает, что основной формой («экструзии»— Прим, авторов) является купол напора («Staukuppe»), а его крайними формами, смотря по вяз­ кости магмы,— лавовые натечные куп-олы («Quellkuppen») и твер­ дые протрузии (обелиски).

Б. И. Пийп (1937, 1941), уделяя серьезное внимание разделе­ нию эффузий и экструзий, придерживается в общем терминологии X. Вильямса. В то же время, судя по описанию, данному им для «Геологического словаря» (т. 1, 1955), вместо термина «купол» он предлагает термин «куполовидный вулкан», вкладывая в него как морфологический, так и генетический смысл. В. И. Влодавец (1954) при описании вулканических терминов определяет купол как «эк­ струзивные образования, имеющие куполообразную форму высотой от нескольких метров до 700—800 м, с достаточно крутыми скло­ нами (до 40° и более); они образуются в результате выжимания из каналов в большинстве случаев вязкой лавы, сопровождаемого или относительно небольшим, или наоборот, весьма сильным, но па­ роксизмальным выделением газов, чаще всего в виде одной или не­ скольких разновидностей горячей тучи». В данном случае, в понятие термина вкладывается не только морфология и механизм станов­ ления куполов, но и явления, их сопровождающие. А. А. Меняйлов (1955) наиболее удачным считает немецкий термин «Staukuppen», обозначающий вершину напора или подпора. Отмечая, что термин, состоящий из двух слов, имеет большие неудобства, и отдавая дань традиции, предлагает применять термин «купол», имея при этом ввиду, что подобные образования куполообразной формы весь­ ма редки. И в то же время он предлагает и использует в своей работе собирательные термины: «экструзив», относящийся к телам разной формы, образованным вязкими лавами, и «экструзия» — для обозначения процесса создания этих тел, т. е. отождествляет термины «купол» и «экструзив». Являясь одним из последователей Ф. Ю. Левинсона-Лессинга в вопросе тесной связи проявления ин­ трузивного и эффузивного магматизма, А. А. Меняйлов считает, что экструзивные породы, в отличие от эффузивных и эксплозивных, начинают формироваться в полуглубинных условиях. В самом конце деятельности крупных вулканических очагов, когда магма становится вязкой, лава может не достичь дневной поверхности и застыть на некоторой глубине, образуя тела, подобные неккам, жилам, лакколитам. В этом случае экструзивные породы следует рассматривать как промежуточные образования между изливши­ мися и глубинными породами, и термины «купол» или «экструзив», хочет того автор или нет, отождествляются с терминами «некк», «жила», «лакколит» и теряют свой первоначальный смысл.

12

Мысль об «умирающем вулкане» не нова. Она была высказана С. Поуверсом (Powers, 1916) и Ф. А. Перретом (Perret, 1937). Они,

как бы развивая идею о генетической связи куполов, приходят к выводу, что куполы свидетельствуют об угасании вулкана. Таким образом, в понятии термина вулканический (или экструзивный) купол морфологические признаки со временем вполне закономерно начинают ассоциировать с признаками генетическими.

Термины «вулканический купол», «экструзивный купол», как и любые другие полностью или частично узаконенные термины, на­ ходят свое место и в официальной геологической справочной ли­ тературе. В виде самостоятельных терминов в «Геологическом словаре» (1955) они не нашли отражения и рассматриваются «вулканический купол» как синоним, а «экструзивный купол» как излишний синоним термина «куполовидный вулкан». Этот термин наиболее соответствует современному пониманию термина «экстру­ зивный купол».

В «Петрографическом словаре» (1963) «вулканический купол» определяется как округлая куполообразная форма экструзивных масс, а «экструзивный 'конус» и «конус набухания» рассматривают­ ся как синонимы.

Приведенный обзор становления термина «экструзивный купол» показывает, что большинство авторов вкладывает в его содержа­ ние два взаимосвязанных понятия, одно из которых отражает мор­ фологию тела, а второе — механизм его образования. И это вполне

зованный брекчией растрескивания и разламывания медленно вы­ давливаемой вязкой лавы. Иглы, обелиски, скалистые гряды также образованы выдавливанием вязкой лавы, но они не имеют формы куполов в момент их становления. В то же время правильная ку­ полообразная форма характерна для мамелонов — натечных купо­ лов, образованных натеканием один на другой относительно вяз­ ких лавовых потоков. Поэтому не удивительно, что в обширной вулканологической как отечественной, так, частично, и зарубежной литературе последних лет укрепился двойной термин «экструзив­ ный купол», содержание которого более или менее полностью отра­ жено в описании термина «куполовидный вулкан». Кстати, послед­ ний не нашел применения ни в вулканологической, ни, тем более, геологической литературе. Поэтому его было бы более правильным рассматривать как синоним термина «экструзивный» или «вулка­ нический купол».

Особенно широкое понятие в одиночные термины «экструзия» и «экструзив» вкладывается геологами, работающими в областях развития мелового и более древнего вулканизма. Как они полагают, в зонах широкого развития, в частности, кислого вулканизма «экструзивы» являются переходными от глубинных к излившимся породам не только по типу проявления магматизма (лакколиты, штоки, жилы, некки, экструзивные купола). Они несут в себе при­

13

знаки как интрузивных, так и эффузивных пород. Применение этих терминов без соответствующих оговорок было бы приемлемым, если бы они отражали старые понятия. Но поскольку они не могут быть отождествлены с прежней терминологией, вряд ли целесообразно называть малоглубинные (субвулканические) интрузии, а тем более дайки и штоки «экструзивами». Ведь этот термин означает не фор­ му тела и его положение, а механизм извержения.

Не отрицая определенной связи экструзивной лавы с магмой, образующей субвулканические тела, обращаем серьезное внимание на применение терминологии, что особенно важно для геологов производственных организаций, работающих в районах проявления раннего вулканизма, где вулканические образования типа «экстру­ зивных куполов» во многом потеряли свои первоначальные черты, и чисто механический перенос терминов из современной вулкано­ логии может оказать «медвежью» услугу исследователям.

Термин «экструзивный купол» возник на вполне конкретной основе. Его смысловая эволюция закономерна и отражает опре­ деленные этапы процесса познания вулканических извержений и явлений, им сопутствующих, что позволяет в настоящее время дать обобщающее понятие, вкладываемое в термин «экструзивный ку­ пол» большинством исследователей-вулканологов.

Э к с т р у з и в н ы й к у п о л (Extrusive dome) моногенное вул­ каническое тело, иногда с эксплозивно-эффузивным кратером или кратером проседания на вершине, более или менее правильной куполоили конусообразной формы с крутыми склонами, обра­ зованное выжиманием (экструзией) вязкой или почти твердой, малогазонасыщенной лавы из относительно узкого подводящего ка­ нала или трещины. Экструзивный купол является продуктом одноили многоактного процесса извержения и характеризуется сравни­ тельно низкой температурой образования. Экструзивные куполы часто наблюдаются в центральном кратере и в виде сателитов на склоне и у подножья вулкана; нередко имеют независимое проис­ хождение, проявляясь вдали от последнего на региональных трещи­ нах. В этом случае экструзивные куполы генетически связаны с род­ ственными шлаковыми конусами, с которыми иногда встречаются совместно как производные одной и той же формы вулканизма — площадного или ареального. Местоположение купола наряду с вязкостью лавы во многом определяет его морфологию: на крутых склонах возможны куполы с лавовыми языками. Экструзивным куполам свойственны следующие признаки: 1) однородное мас­ сивное строение, усложненное блоковыми подвижками по радиаль­ ным, концентрическим или неправильной формы трещинам в теле купола вплоть до выдавливания «игл», «обелисков», «гребней»; 2) наличие на склонах и особенно у подножия мощного шлейфа первичной брекчии («Bleches d'ecroulement»), образовавшейся в результате растрескивания и разламывания очень вязкой лавы, часто ассоциирующейся со вторичной брекчией (брекчией разруше­ ния), образующейся в процессе эрозии купола; 3) среднее отноше­ ние диаметра основания к высоте равно 2—3; 4) существование

14