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

в большинстве случаев четко выраженной флюидальной полосча­ тости; 5) наличие горизонтальной и (или) вертикальной структур­ ной зональности: от микролитовой в центре до стекловатой или пемзовидной в краевых частях; 6) крупная порфировая и серийно­ порфировая структура лав; 7) состав лав от риолитов и трахитов до кислых андезитов и даже до андезито-базальтов и базальтов; 8) лавы экструзивных куполов, расположенных на склонах и у под­ ножия вулканов, часто содержат много ксенолитов вмещающих по­ род постройки или фундамента вулкана (до 40%); 9) выдавлива­ нию лавы часто предшествуют и (или сопровождают явления различ­ ной степени интенсивности, но почти всегда параксизмального, вы­ деления газов, чаще в виде одной или нескольких разновидностей горячей тучи; не исключены и мощные эксплозивные выбросы (или направленные взрывы) в виде песчано-пепловых и агломератовых

•потоков; 10) активная стадия формирования купола и постстадия его становления сопровождаются интенсивными, а в отдельных слу­ чаях и длительными газо-гидротермальными процессами, приводя­ щими к образованию измененных пород галогенно- и сернокислот­ ного ряда или типа вторичных кварцитов, а также месторождений алунитовых, каолинитовых, серных и колчеданных руд. Экструзив­ ные куполы при последующих циклах деятельности иногда пре­ вращаются в стратовулканы. В таких случаях их первоначальное экструзивное ядро может быть похоронено под оболочкой лав и рыхлых отложений.

Г Л А В А 2

КЛАССИФИКАЦИЯ «ЭКСТРУЗИЙ»

Отметим, что вследствие разнообразия условий, при которых образуются вулканические куполы, многие современные исследова­ тели рассматривают каждый вид как отдельный класс, не прибегая к классификации, в которой бы отразились взаимоотношения между классами или видами куполов. Описание и классификация куполов должны основываться прежде всего на их составе и, как на вто­ ростепенном признаке, структуре, хотя, например, известны много­ численные структурные группы одного и того же состава. Все­ объемлющие генетические классификации куполов ограничиваются отчасти неполным знанием тех условий среды, при которых проис­ ходит их формирование и отчасти сложностью физико-химических реакций, способствующих образованию экструзивной лавы. Не­ смотря на трудность, связанную с установлением взаимоотношений между различными по химизму куполами, имеется достаточное количество данных по химическому и минералогическому составу, структуре, расположению, интерпретации условий их образования и ряд других. Поэтому любая предложенная классификация или

15

интерпретация вулканических куполов должна удовлетворять этим накопленным знаниям.

В настоящей главе дан обзор этих общих понятий под разным углом зрения и предложена основа для классификации экструзив­ ных куполов, которая бы обобщила наблюдаемые соотношения между вулканическими куполами.

Описанию формы экструзивных куполов, выделению их типов и видов большое внимание уделяли многие исследователи. Из более ранних работ по вулканическим куполам наибольший интерес пред­ ставляют сводные работы X. Вильямса (Н. Williams, 1932) и Р. Лей­ дена (R. Leydan, 1936).

X. Вильямс все вулканические куполы подразделяет на три типа: 1) выдавливаемые из жерла (выводного канала) (plug domes); 2) растущие существенно за счет расширения изнутри (endogenous domes), т. е. причина роста заложена в них самих; 3) созданные поверхностным излиянием лавы обычно из централь­ ного вершинного кратера (exogenous domes).

Подчеркивая некоторую индивидуальность куполов, X. Виль­ ямс отмечает, что установить различие между тремя типами роста (становления) в большинстве случаев затруднительно, а в некото­ рых случаях даже невозможно. Большинство куполообразных структур образуется экзогенно, вытекающей жидкой лавой. Так, среди гавайских вулканов некоторые могут быть классифицированы как «щитовые вулканы», в то же время небольшие конусы часто образуются на поверхности базальтовых потоков за счет расшире­ ния газов и могут быть описаны как «tumuli» — лавовый (шлако­ вый) конус.

За основу классификации вулканических куполов почти все исследователи брали форму и (или) механизм образования, в ос­ нове которых лежит вязкость лавы. Не является исключением в этом отношении и классификация, предложенная Р. Лейденом, основанная на классификации Р. Шнейдера (1911) и Ф. Вольфа (1914), которые учитывали, что куполы обычно находятся на плато­ образных лавовых массах и на стратовулканах и что они могут проявляться в виде первичных, вторичных паразитических и эпи­ генетических образований.

Р. Лейден в отличие от X. Вильямса разделяет куполы по форме (каждая форма отражает момент затвердевания лавы) на следующие типы (рис. 1).

1. Обелиск. Отличается плотной структурой с милонитовым колпаком и вертикальным строением; отвердевает перед экструзией очень вязкой лавы. Отношение диаметра основания к диаметру ка­ нала близко к единице. Обелиски Мон-Пеле и Санта-Мария.

2. Лавовая пробка. Представляет собой вязкую, плотную по структуре или мелко раздробленную лаву с брекчиевым чехлом; редкая кора; строение вертикальное. Отвердение произошло перед и во время экструзии. Отношение диаметра основания пробки к диаметру канала почти равно или больше единицы. Вулканы Моно .Вулкан и Панумкратер (Калифорния).

•16 •'

Рис. 1. Типы вулканических куполов, (по R. Layden, 1936).

3. Глыбовый вулкан (первичная брекчия). Автобрекчия с кру­ тостоящими краевыми перевернутыми глыбами. Затвердевание произошло во время экструзии. Диаметр основания больше диа­ метра канала. Лава средней вязкости. Вулкан Мальберг (Вестервальд).

4.Купол напора (или эндогенный). Состоит из относительно маловязкой лавы с плотным ядром; брекчиевая кора с крутостоящнмп краевыми перевернутыми глыбами. Затвердевает в течение экструзии и после нее. Диаметр основания больше диаметра Канала. Георгиос и Наутилус (Санторина).

5.Натечный купол (или экзогенный). Образуется натеканием сквозь относительно узкий канал маловязких лавовых пластов один на другой. Строение лавы в канале вертикальное, а в куполе пологопадающее к периферии. Затвердевание лавы происходит после экструзии. Диаметр основания много больше диаметра кана-

2 О. Г. Борисов, В. Н. Борисова

ЧИ"‘ —Ч-

Р. Лейден отмечает наличие радиальных куполов и считает, что куполы не образуют самостоятельных вулканических форм, а генетически связаны с отдельными большими вулканами или вулканическими группами. Он также обращает внимание на то, что при изучении геологических древних куполов можно спутать их с интрузивными образованиями. Только детальное и точное иссле­ дование их структурных особенностей и геологического окружения поможет этого избежать. В свое время классификация Р. Лейдена имела большое значение и явилась шагом вперед в учении о вул­ канических куполах.

В отечественной литературе почти одновременно появились две классификации вулканических куполов, предложенные сотруд­ никами бывшей Лаборатории вулканологии АН СССР В. И. Влодавцем (1954) и А. А. Меняйловым (1955).

В. И. Влодавец считает, что не следует делить куполы на эндогенные и экзогенные, так как это вызывает определенные затруднения в применении того или другого термина, и предлагает свою классификацию, в которой выделяет три основных типа вул­ канических куполов.

1. Экструзивные куполы без канала в теле купола и без кра­ тера. К этому типу он относит концентрически скорлуповатые, веерообразные, скалистые и массивные куполы. Последние он под­ разделяет на куполы прорыва (экструзивные бисмалиты), пирами­ дальные куполы (питоны) и обелиски.

2.Экструзивно-эффузивные куполы с каналом в теле купола. Этот тип включает в себя колоколоподобные (мамелоны), натечные перекрывающиеся и натечные с лавовым языком.

3.Экструзивно-эксплозивные куполы с кратером.

Как видно из классификации, в группу «экструзивные куполы» попадают эндогенные куполы с концентрически скорлуповатой (иногда с луковичной), веерообразной (в вертикальном разрезе) структурой, а также скалистые куполы, сильно разбитые трещинами и часто брекчированные. Последние образуются в результате вы­ жимания отдельных скал и скалистых гребней и имеют вид хаоти­ чески нагроможденных скал. Массивные куполы образуются в ре­ зультате монолитных экструзий, при которых сплошные массы вязкой лавы отвердевают перед выжиманием. В зависимости от формы и размеров они подразделяются на куполы прорыва, пи­ рамидальные куполы и обелиски. К натечным перекрывающим относятся куполы, которые образуются в результате выжимания ряда слоев вязкой лавы, перекрывающих друг друга и имеющих в своем теле подвддящий канал. Колоколообразные куполы состоят из ряда узких лавовых потоков, образующих очень крутой купол, похожий на колокол.. Что же касается экструзивно-эксплозивных куполов, то они представляют собой натечные куполы, вулканиче­ ская деятельность которых оканчивалась взрывами с образованием кратеров.

Таким образом, классификация, предложенная В. И. Влодавцем, является обобщающей и в то же время оригинальной.

18

В ней отражена генетическая сторона классификации X. Вильямса (по типу становления) и генетически-морфологическая— Р. Лей­ дена (по форме). Он впервые вводит термин «экструзивный купол», которым заканчивает классификационный ряд вулканических купо­ лов от чисто эффузивных образований до экструзивных, и этим

А. А. Меияйлов также полагает, что необязательно разделять экструзивные куполы (экструзивы, по Меняйлову), как это сделал X. Вильямс, на эндогенные и экзогенные. Их можно подразделить на несколько видов и притом даже более чем на пять, предложен­ ных Р. Лейденом. Этими видами, по А. А. Меняйлову, пока являют­ ся известные образования: Мон-Пеле, Лассен-Пик, Катмаи, СакураШима н др. В то же время, систематизируя вулканические аппараты в порядке уменьшения температуры и увеличения вязкости лавы во время их формирования, к типу экструзивных (выжатых или вытолкнутых) куполов он относит эндогенные (вершины набухания) куполы типа Оверни, Мамелот на г. Реныоон и др. и экзогенные (выжатые) типы Мон-Пеле, т. е., он разделяет тип эндогенных куполов («Staukkuppen») Р. Лейдена на два типа: эндогенные и экзогенные. Кроме этого, он выделяет новый тип «отложения обломков и песка» — образования, обусловленные взрывами и вы­ бросами не дошедшей до поверхности земли вязкой лавы; на поверхности образуются воронки взрыва (например, на Шивелуче). В остальном классификация экструзивных куполов полностью идентична классификации Р. Лейдена. Несколько больший интерес, чем сама классификация, представляет высказывание А. А. Меняйлова о месте и эволюции куполов в вулканической области и их прямой или косвенной связи с магматическими очагами отдельных

К. М. Тимербаевой (1967). Описывая морфологию куполов, она одновременно подводит базу под их генетическую и петрохимическую характеристику..Так она отмечает, что из 42 куполов Ключев­ ского дола и вулкана Шивелуч, 41 купол тяготеет к вулканам южной части Ключевского дола и вулкану Шивелуч, обнаруживаю­ щих определенную общность по ряду петрохимических признаков, в частности, контаминациоиных и ассимиляционных. Северные вулканы Ключевского дола, лавы которых обладают несколько иными петрохимическими свойствами, экструзивных куполов прак­ тически не имеют (один купол).

Считая, что современная морфология экструзивных куполов определяется не только вязкостью лав во время извержения и ме­ ханизмом образования, но также степенью эрозионного расчленения, К. М. Тимербаева оспаривает некоторые характеристики, данные Р. Лейденом для куполов, в частности, отношение высоты купола