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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

.1

2

5

Рис. 2. Идеальные формы вулканических куполов (по G. Р. Scrope, 1862).

1 — купол «Mamelon

Central»

на вершине вулкана Бурбона, образованный

вязкой

лавой; У—идеальное

сечение

купола «Mamelon Central»;

3 — трахитовый купол

 

 

«Гран Пюи».

 

 

это случилось с молодыми куполами островов

Богослова

(рис. 4).

Возможно частичное разрушение с образованием вершинного кра­ тера, как на Мерапн, Ява, Лассен-Пик, Калифорния, Мон-Пеле (в 1929 г.), Мартиника, на куполе вулкана Безымянного, на ку­ полах кратерной вершины вулкана Шивелуч, на Камчатке. Можно с полным основанием отметить, что вершинные кратеры, которые не столь часты на экструзивных куполах, почти всегда образуются при эксплозиях, сопровождающих или следующих за формирова­ нием самого купола.

В процессе роста куполы могут усложнять свою форму за счет блоковых подвижек, происходящих в теле купола. В первоначаль­ но монолитном куполе отдельные блоки почти затвердевшей лавы выдавливаются с различной скоростью, что связано с неравномер­ ным остыванием лавовой колонны. Усложнения формы купола по­ следующими блоковыми подвижками отмечались на куполах Суелич и Каран вулкана Шивелуч, куполе вулкана Безымянного, кратерном куполе вулкана Зимина и других куполах Камчатки и Курильских островов (рис. 5). Причем на вулкане Безымянном современные блоковые подвижки наблюдались авторами на про­ тяжении нескольких лет. Если снять осыпи вокруг некоторых эк­ струзивных куполов, то стороны их окажутся вертикальными и

обнаружится

цилиндрическая

форма

строения.

Как отмечает

X. Вильямс

(Н. Williams, 1932!), тела обсидиана в Моно-Кратере

и

дацитовых куполов

Чаос Крег (в Калифорнии)

почти

такого

же

типа. В

некоторых

случаях,

например на Белой Горе

(близ

Лассен-Пик)

и на Грей и Блек Баттес

(на вершине горы Шеста),

образуются осыпи таких размеров, что скрывают все коренные породы тела купола и куполы выглядят как груда обломков.

24


Рис. 3. Куполы острова Асенсьен (по R. A. Dely, 1925).

1 — общин вид трахитового купола в кратере базальтового вулкана; 2 — трахитовый купол «Ragged Hill» и базальтовый конус юго-восточного кратера, оба расположе­

ны на старом базальтовом потоке вулкана;

3 — трахитовый

купол

«Riding

School»

с блюдцеобразной вершиной, образовавшейся

в результате

оттока

магмы.

Кратер

оттока заполнен туфом; 4 —гибридный купол «Cross Hill» образованный трахитовой лавой и туфобрекчней базальтов, перекрывающих монолитное тело купола в виде чехла или «шапки».

В процессе становления куполы обычно характеризуются вер­ шинными выступами и «иглами», которые выдавливаются часто сквозь уже выжатый купол. Но при последующем росте купола или очередных эксплозиях они быстро разрушаются. А. Лакруа отме­ чал, что игла Мон-Пеле была сначала многогранной, но так как выдавливание вязкого расплава через отверстие проходило длитель­ ное время, стороны «иглы» округлились и выступ стал цилиндри­ ческой формы. Фасад «большой иглы» Пеле частично рос и раз­ ламывался по вертикальным трещинам; он также имел н ряд горизонтальных выступов, указывающих на стадии его выдавлива-

25

Рис. 6. Купол и игла «Мон-Пеле» (по A. Slubel, 1904; A. Lacroix, 1904).

1 — общий вид горы с куполом и иглой; 2—7 — стадии роста купола и иглы.

тельно правильной формы. Для неправильного купола, например купол Суелич, положение «иглы» относительно центральной части купола может быть различным, так как подводящий канал имеет изометричное (канал-трещина) строение. Большинство экструзив­ ных куполов приблизительно симметричны относительно своего под­ водящего канала, но они могут отклоняться от куполообразной формы благодаря наклону канала и очертаниям кратера, из кото­ рого поступает лава, а также в зависимости от местоположения на вулкане.

X. Вильямс (Н. Williams, 1932i) отмечает, что на стратовулка­ нах химический состав лавы играет весьма важную роль в опре­ делении формы конуса вулкана. Этот же фактор маловажен в среде вулканических куполов, форма которых определяется исключитель­

27



но объемом экструдированной магмы, скоростью выдавливания и затвердевания и топографией вмещающего кратера.

Эту мысль подтвердим конкретными примерами изменения формы купола, сложенного вязкой авгпто-гиперстеновой (рогово* обмапковой) андезитовой лавой (около 55% Si02), сравнительно бедной газами, которая извергалась при температуре около 850—950° С. Рассмотрим куполы вулкана Мерапи (рис. 7), процесс роста которых подробно изучался в течение ряда лет (Р. В. ВанБеммелен, 1957, и др.).

I. Купол формируется в центральном кратере с довольно пло­ ским дном. При экструзии 1930 г. первые порции выступившей лавы образовали твердую корку, которая затем была выдавлена вверх благодаря давлению свежего материала снизу. Остывание

внешней корки

и расширение ее вследствие выпучивания

привело

 

/

 

 

//

w

 

к образованию трещин; получи­

nilШ

 

к ь , W’'

&

k b .

на, образуя крупные осыпи.

 

 

 

 

 

 

 

 

стоящему из разобщенных частей,

 

 

 

 

 

 

 

которые время от времени обру­

 

 

 

 

 

 

 

шивались вниз по склонам вулка­

 

 

 

 

 

 

 

Рост купола связан с типич­

 

 

 

 

 

 

 

но эндогенными факторами; купол

 

 

 

 

 

 

 

выпучивается вверх из-за давле­

 

 

 

 

Ш

 

к

ния

поступающих

снизу

новых

 

 

шкW

 

 

порций лавы, и поэтому перекры­

 

 

 

 

вающие слои изгибаются и растя­

 

 

 

 

гиваются. При остывании внеш­

 

 

 

 

ние

слон

становятся

слишком

 

 

 

K

жесткими, они теряют свою пла­

 

 

 

стичность и раскалываются па не­

 

 

/ОЧ■■flSP'K

 

 

правильные блоки. (Мощность

 

 

 

 

брекчнровапиых пород, перекры­

|Ш1|

 

 

 

 

вающих

куполы

 

Мерапим,

5—

 

W

 

h s

15 м.) Внутренние участки купо­

 

 

 

 

ла, защищенные от охлаждения

 

 

щц

 

 

внешней оболочкой, еще сохра­

 

 

 

 

няют

достаточную

пластичность,

 

 

 

 

так что внутренние части купола

 

 

 

 

затвердевают

в

виде

сплошной

 

 

 

 

массы. Образуется стратифика­

iSi

 

 

 

 

ция ряда следующих друг за дру­

 

 

 

 

гом оболочек, слои которых па­

 

Ш

 

ь

раллельны

внешней поверхности

 

 

купола. Слои падают от центра ку­

 

 

 

 

 

 

 

пола под углами 35—40° и имеют

Рис. 7. Стадии роста купола вулкана

мощность до нескольких метров.

Мерапи (по

Р.

В.

Беммелеиу,

1957).

Когда

подача

снизу

новых

{ — в

кратере

с

довольно плоским

дном;

порций

лавы

прекращается,

на

•« — Па

склоне

вулкана; 3 — на

склоне со

вершине

купола

 

Ш

 

 

 

 

сложным рельефом.

 

 

образуется мел-

28


кая чашеобразная впадина. Эта впадина может быть результатом просадки вследствие охлаждения или опускания лавы в централь­ ном жерле, что вызывается прекращением давления снизу.

II. Купол формируется на наклонной поверхности — склоне вулкана. Сначала лава стремится образовать правильный купол. Однако вскоре начинается оттягивание лавы вниз с образованием языковидного отростка. Примером этому является купол, образо­ ванный в 1934 г. Смещение купола вниз часто вызы­ вает в его верхней части появление полукруглых трещин и смещения по ним. Когда склон слишком крут, купол раскалывает­ ся у своего основания и подобного рода языки не образуются. Так было в 1942 г., когда на западной стороне купола Мерапи, образо­ ванного в 1940 г., сформировался новый лавовый купол. Трещино­ ватая оболочка западного склона сползла и обнаружилось твердое ядро купола, состоящее из слоев, падающих под углом 45°; мощ­ ность их колеблется от нескольких дециметров до нескольких метров. Западная часть этого купола осела па несколько метров вдоль сброса, полукруглого в плане. Здесь наблюдались лавины докрасна раскаленных лавовых блоков.

В апреле 1943

г. между

куполами, возникшими в 1940 и

1942 гг., образовался

разлом

и центральное жерло снова при­

открылось. Этот разрыв сопровождался появлением раскаленных туч и вулканическими взрывами. Затем начала снова изливаться лава, н в проломе кратера образовался новый лавовый купол, ко­ торый у своего основания дал короткий лавовый поток.

В Индонезии описано около 40 куполов, которые принадлежат (Williams, 19322) к обычному . или шляповидному типу лавовых куполов.

Рассмотрим образование и изменение формы экструзивного купола, сложенного более кислой и газонасыщенной роговообманко-

вой (авгит-ри'перстеновой)

лавой (около 60% S i02).

1. Купол формируется

на открытой, относительно ровной вер­

шине огромного куполообразного массива, сложенного экструзив­ ной лавой.

В 1946—1948 гг. (А. А. Меняйлов, 1955) после длительного извержения из вязкой глыбового строения лавы образовался купол Суелнч (рис. 8) неправильной формы, размер 500X300 м, видимая часть 500X100 м. В плане, с брекчией осыпания — мантией, купол имел округлую форму диаметром около 600 м. В течение всего времени роста форма его усложнялась блоками выжимания. С 1947 г., после образования в западной части кратера обрушения, форма купола стала усложняться выдвижением отдельных скал и обелисков. Высота некоторых обелисков достигала 60—100 м при ширине основания 25—70 м. Продолжительность их существо­ вания редко превышала 1—2 месяца. В последующие годы сложная форма купола значительно снивелирована процессами эрозии. Мощный чехол из брекчии разрушения покрыл почти весь купол. И лишь на отдельных участках выступали скальные выходы пород