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
.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