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

II. Купол формируется внутри глубокого (около 800 м) крате­ ра, неровная поверхность которого с одной стороны имеет наклон 10—15° и открытый выход через взорванную стенку кратера на склон и к подножию вулкана.

В 1956 г. (Горшков, 1957; Горшков, Богоявленская, 1961, 1965) в заключительную стадию грандиозного пароксизмального изверже­ ния вулкана Безымянного (рис. 9), сопровождавшегося пирокла­ стическим потоком, в кратере вулкана на участке с относительно ровной поверхностью на месте старого купола начал формироваться экструзивный купол Новый относительно правильной формы. По мере роста н увеличения размера, движения выдавливаемой лавы по наклонному участку дна кратера к его открытой части купол стал приобретать ассимметричное строение. В результате в теле купола образовался дуговой разлом-трещина, а затем при по­ следующей активизации вулкана возник временный вершинный эксплозивный кратер (Борисова, Борисов, 1962). По мере переме-' щения фронтальной части лавовой массы купола вскрылась часть подводящего канала, через который шла экструзия лавы, сопро­ вождаемая частыми эксплозиями, за счет которых сформировался периодически действующий эксплозивный кратер у юго-юго-восточ­ ного подножья купола. Кроме вершины купола, его «короны», эк­ струзивная монолитная лава погребена под мощным чехлом брек­ чии осыпания и разрушения растущего купола. Ее мощность у под­ ножья купола достигает нескольких десятков метров, а на отдель­ ных участках превышает 100—150 м. Относительно куполообразная форма в процессе роста, особенно начиная с 1958 г., усложняется выдавливанием отдельных блоков (блоковые подвижки) лавы. В 1958 г. на вершине купола возник обелиск высотой в несколько десятков метров. Характерной особенностью купола является его относительно ровная вершина, размеры которой по мере роста купола увеличиваются. Так, в 1956 г. при высоте купола в 320 м (Горшков, Богоявленская, 1961), видимая ширина вершины купола, его «короны», сложенной экструзивной лавой и возвышающейся на несколько десятков метров над мантией купола в виде отвесной стены составляла 65 м. В 1959 г. при высоте около 450 м составля­ ла уже 324 м (Мархинин, Башарина, Борисов, Борисова и др., 1961).

Таким образом, по мере роста купола увеличивается площадь его вершины, сложенной монолитной .экструзивной лавой; тело купола приобретает форму гриба, а его общая куполообразная форма определяется, в основном, брекчией осыпания, перекрываю­ щей купол от его основания до вершины.

Из приведенных примеров видно, что чем больше масса лавы, образующей экструзию, тем более куполообразную форму экструзия принимает в процессе своего выдавливания. Отдельные выжатые блоки, пирамиды и иглы лишь на короткое время усложняют ее вершину или склоны, а затем разрушаются, пополняя мощный чехол мантии купола.

В результате деятельности эрозионных процессов почти все экструзивные куполы приобретают две основные переходные

31

формы: 1) купол, состоящий из внутреннего монолитного ядра с брекчией разрушения, и 2) купол, усложненный выходами скаль­ ных пород экструзивной лавы в окружении брекчии. В заключи­ тельный этап эрозии все куполы представляют собой «груду» вулканической брекчии с некком в основании.

Текстура и отдельность

В процессе разрушения куполов часто проявляются более ти­ пичные признаки, чем при их выжимании. При этом характер раз­ рушения, текстура и отдельность пород купола зависят от внутрен­ него строения и вида трещиноватости. Нагромождающиеся при раз­ рушении на поверхности купола обломки могут либо располагаться хаотически, либо образовывать концентрические и радиальные валы. Эти валы соответствуют лежащим ниже трещинам, по которым происходят избирательные подвижки (блоковые подвижки) в теле купола. Такие трещины наблюдались и хорошо изучены на многих вулканах: Турамаи (Япония); Новорупта (Аляска); куполах Каран, Красная Сопочка на вулкане Шивелуч, куполе Новом на вулкане Безымянном (Камчатка), а также на ряде других.

32

купола «Новый».

купола; 3 — брекчия разрушения старого купола; 4 — брекчия роста и разруше- песчано-пепловые отложения; 7 — остатки экструзивного тела старого купола.

Радиальные трещины образуются при внутреннем расширении куполов за счет подпора лавы и часто имеют одинаковые размеры с радиальными осыпями или радиальными' блоками выжимания лавы на поверхности (например, на куполах Красная Сопочка и Новый). Концентрические трещины образуются реже и являются признаком погружения при временном оттоке лавы или понижении давления газов, пли процесса сжатия при охлаждении лавовой массы (куполы 1 и 2 «Плотины», Камчатка). Прорыву лавы сквозь затвердевающее экструзивное тело способствуют многие факты. Как отмечал X. Вильямс (Williams, 1932i), на первом месте стоит общая стекловатая структура купола, разбитого многочисленными трещинами, которые образуются в результате внутреннего напряже­ ния, при быстром охлаждении выдавливаемой лавы и, частично, при ее дроблении. В процессе роста купола трещины постоянно претерпевают различные нарушения за счет подпора двигающейся снизу свежей лавы. Наконец, они могут изменяться и за счет силь­ ных экспозиций. Следовательно, купол уже на первых стадиях своего образования бывает покрыт крупными блоками и обломками затвердевшей лавы. Блоковая брекчия может быть образована как обломками самих частично раздробленных блоков, так и других

товые куполы Марнсвелл, дацитовые куполы Давид, Лассен (Wil­ liams, 1932]), андезито-дацитовые куполы мыса Столбчатого и оз. Ильинского на о. Кунашир, которые почти целиком консолиди­ руются ниже перекрывающих их пород. В этих случаях преобладает вертикальная и грубоконцентрическая отдельность, идущая от края купола, и радиальная, идущая от центра (рис. 11). Часто, сопро­ вождая их, развивается пластинчатая отдельность, параллельная поверхности, которая, по мнению X. Вильямса, вполне аналогична отдельности «bankung», часто наблюдаемой вокруг плутонических пород и появляющейся прямо за выветриванием. Нередко этот вид отдельности сменяется флюидальной полосчатостью и некото­ рые куполы, такие как Драхенфельс и Пюи (Williams, 19322), рас­ сматриваются ошибочно как обладающие концентрической отдель­ ностью истечения или как натечные куполы.

Положение

Наблюдение за расположением экструзивных куполов показы­ вает, что куполы могут располагаться в центральном кратере, на склоне или у подножия вулкана, а иногда на значительном удале­ нии от него и даже на вулканическом плато, где они образуют самостоятельные вулканические постройки. Процесс образования куполов можно рассматривать как вулканическое извержение. Сле­ довательно, к ним применима и общепринятая терминология этого процесса.

Б. И. Пийп (1956), следуя Г. Меркалли (Mercalli, 1907), раз­ деляет вулканические извержения по месту действия и характеру связи с главным выводным каналом вулкана на следующие: тер­ минальные (извержение из главного кратера), субтерминальные (недалеко от главного кратера и тесно связанное с деятельностью последнего), латеральные (боковое на внешнем склоне вулкана, вдали от главного кратера и сопряженное во времени с изверже­ нием из последнего) и эксцентрические (побочное, у подножия центрального вулкана, совершенно независимое от центрального кратера). Термин «эксцентрические извержения» ввел Г. Меркалли для того, чтобы отличить собственно латеральные, или боковые, извержения, питающиеся от верхних частей центрального канала, от тех, которые ответвляются от нижних частей центрального ка­ нала или идут непосредственно из очага. Когда данных недоста­ точно, чтобы отнести извержение, происходящее на склоне вулкана, к тому или иному типу (латеральному или эксцентрическому), можно назвать его адвентивным, или побочным. А. Ритман (1964) при описании вулканических извержений придерживается той же терминологии: терминальные, субтерминальные, латеральные (бо­ ковые) и эксцентрические. Частично эту терминологию для экстру­ зивных куполов применил А. А. Меняйлов (1955). Он выделяет центральные (терминальные), эксцентрические и ареальные куполы. Вулканологи долгое время продолжали выделять два типа эк*

струзивных куполов: центральные и боковые. К. М. Тимербаева (1967) разделяет куполы на центральные (терминальные) и боковые (латеральные и эксцентрические). Термин «ареальный», предложенный А. А. Меняйловым, не нашел отражения в ее терминологии, хотя своеобразие проявления этого вида вулканизма, отмечается многими исследователями, в том числе Б. И. Пийпом (1937), Н. Д. Соболевым (1940), А. Н. Сириным (1968).

По нашему мнению, принципы, положенные в основу отмечен­ ной терминологии экструзивных куполов, являются тем критерием, который может быть использован при их классификации. Место рас­ положения купола не только определяет его размеры, форму, струк­ турные и литологические особенности, ио и вещественный состав, явления, сопровождающие его образования, а также разнообразные поствулканические процессы.

Авторы, придерживаясь терминологии, принятой для вулкани­ ческих извержений, характеризующих место их проявления и связь с главным выводным каналом вулкана (рис. 12) предлагают раз­ делять экструзивные куполы на терминальные (центральные), лате­ ральные (боковые), эксцентрические (подножия вулкана) и ареаль­ ные (вулканические плато).

В конце этого раздела остановимся лишь на связи место­ положения купола и его размеров.

Анализ данных более чем по 300 экструзивным куполам мира показывает:

1. Максимальная гипсометрическая отметка вершины купол лежит в пределах 3000 м над уровнем моря; минимальная — в пре­ делах десятков метров.

Рис. 12. Положение куполов на вулкане в зависимости от типа извержения и связи с главным подводящим каналом вулкана и магматическим очагом.

37

2.Чем выше гипсометрическая отметка основания купола, тем меньше по размерам купол, и наоборот.

3.Куполы с меньшей плотностью экструзивной лавы (обычно

иболее кислой) могут достигать максимальной гипсометрической отметки.

4.Для одного и того же вулкана боковые куполы, сложенные лавой более основного состава, чем центральные, могут иметь мень­ шую гипсометрическую отметку вершины, чем центральные куполы, Относительная высота их может быть и большей.

5.Наиболее высокие куполы (в пределах 500 м) с максималь­ ной гипсометрической отметкой вершины имеют максимальную вы­ соту основания—2000—2500 м.

6.Ареальные куполы редко достигают большой высоты, хотя очень часто сложены кислыми лавами.

Отмеченная закономерность, по нашему мнению, тесно связана

сглубиной залегания магматического очага, питающего вулкан

(см. гл. 6).

Г Л А В А 4

ПЕТРОГРАФИЯ

Структурные и текстурные особенности

Источником лавы большинства экструзивных куполов явля­ ется эксплозивная богатая летучими магма, такая как магма пемзы и различных туфов. Но лава куполов намного беднее газа­ ми, а, следовательно, и менее пористая. Несмотря на отсутствие в большинстве случаев грубой пористости, она характеризуется микропористостью — следами остаточных газов в быстро затвер­ девшей стекловатой и дегазированной исходной эксплозивной магме.

Текстура экструзивных куполов зависит в первую очередь от температуры и скорости затвердевания лав. Отсутствие четкой ритмичности поступления лавы, постоянное, но неравномерное изменение объема формирующегося купола, наличие блоковых подвижек, а также возможная неравномерная дегазация создают в одном и том же экструзивном куполе самые разнообразные тек­ стуры: от стекловатой до микролитовой. И все же стекловатость экструзивной лавы является структурной особенностью куполов. Содержание стекла в породах куполов колеблется от нескольких процентов до 90% и более. И хотя эти вариации выдерживаются даже для пород аналогичного состава, наблюдается общая тен­ денция в уменьшении стекловатого базиса породы от кислых к бо­ лее основным разностям — от риолитов к андезитам. Например, риолиты Моно-Кратера содержат до 80% стекла, дациты куполов

38