Магматизм

1. Типы магматизма

2. Вулканизм. Типы вулканов и их характеристика.

3. Интрузивный магматизм.

4. Форма залегания интрузивных тел.

5. Землетрясения

95% всех г.п. слагающих З.к. образовались в рез-те процессов магматизма.

Магматизм – геологический процесс включающий зарождение магмы в З.к. или подкоровой области мантии, перемещение ее в верхние слои З.к. и образование магматических пород.

Магма – от греч. «тесто» - расплавленная огненно-жидкая масса, чаще силикатная, насыщенная растворенными в ней газами.

Основными составными частями магмы явл-ся: SiO_2, Al, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, O₂, H, S, CL, F и др.элементы.

Если образование г.п. из магмы происходит в недрах Земли, процесс наз. интрузивным (или плутоническим), если магма изливается на поверхность – эффузивным (или вулканическим).

Эффузивные (вулканические) процессы – излияние магмы на дневную поверхность, а также явления сопровождающие это излияние.

Результатом вулканических извержений являются вулканические постройки – вулканы. При вулканических извержениях на поверхность выходит расплавленная лава (t=900-1200°), газы, пары воды, пепел и др. твердые продукты. Извержения происходят либо спокойно, когда лава постепенно выливается из выводного отверстия, либо бурно, сопровождаясь мощными взрывами и выбросами в атмосферу большого кол-ва газов, пара и пепла. Бывают извержения и смешанного типа.

Различают:

действующие вулканы – извергаются неравномерно. Их около 850.

Потухшие - Эльбрус, Фудзияма (4 км)

Древние – не проявляют активности; полностью или частично разрушены.

В зависимости от характера выводных отверстий различают извержения центральные – наиболее распространенные; магма поступает из недр по каналу. Обычно над центром извержения возвышается более или менее значительная аккумулятивная форма – собственно вулкан. Трещинные – лава изливается из трещин в земной коре.

Вулкан центрального типа – конусовидная гора, со склонами крутизной до 30° и более. Канал, через который происходит извержение называется жерлом. На вершине горы располагается чашеобразная впадина – кратер.

У некоторых вулканов наблюдаются побочные выводные отверстия – возникают побочные или паразитические вулканы, располагающиеся на склонах крупных вулканов.

При извержении имеют место три типа процессов:

· Эффузивный - свободное истекание лавы

· Эксплозивный, или взрывной (пробивается каналообразный путь)

· Экструзивный- выжимание магмы под давлением газов и вышележащих пород.

Продукты извержения вулканов:

· Газообразные – водяной пар, пары серы, хлора, СО₂.

· Жидкие – лава (кислая – светлая, много газов, медленно остывает; основная – темная, без газов, быстро остывает)

· Твердые – пепел, песок, лапилли (камешки), вулк. бомбы.

В зависимости от стадии деятельности и характера накопленных продуктов извержения выделяют несколько морфологических типов вулканов:

Трубки взрыва -наиболее простая форма проявления вулканической деятельности:

Маары - плоскодонный кратер однократного, сильного взрыва без конуса, часто заполнен водой. Диаметр 3,2 км, глубина до 400м.

Диатремы – (разновидность маар) кратеры, с трубкообразным каналом, образованные в результате взрыва газов. До 1 км в диаметре. Особый интерес представляют трубки заполненные ультраосновной магматической породой – кимберлитом.

Экструзивные купола – вулканы, образующиеся при выдавливании на поверхность кислой лавы. Густая лава не растекается, а нагромождается над жерлом. Размеры до нескольких км в диаметре высота иногда до 1 км.

Щитовые вулканы – Образуются, когда происходит извержении жидкой лавы основного состава. При неоднократном излиянии образуются широкие, пологие купола с углами не более 8 градусов. В верхней части щита – кратеры в виде блюдца. (Исландия, Гавайи).

Шлаковые вулканы – вулканы, выбрасывающие только твердый пирокластический материал, если лава пересыщена газами и ее выделение сопровождается взрывами.

Стратовулканы – самые крупные вулканические постройки. В их строении участвуют слои лавы, переслаивающиеся со слоями пирокластического материала. Многие имеют почти правильную коническую форму. Высота до 6 км.

У многих вулканов имеются так называемые кальдеры – от португ. «котел» Циркообразная впадина, с крутыми стенками, ровным дном, образовавшаяся не в рез-те активной деятельности вулкана, а после нее в рез-те провала вершины после опустошения вулканической камеры.

Своеобразный рельеф образуют лавы:

Вязкая лава, затвердевая в жерле образует иглы, обелиски, столбы.

Обычный лавовый поток – в виде сплюснутого вала, протягивающегося вниз по склону, с четко выраженным вздутием у его окончания

Жидкий лавовый поток распространяется на десятки км.

Роль вулканической деятельности в рельефообразовании:

Образуются положительные форма рельефа: горы, купола, обелиски.

Изменяют береговую линию морей и озер

Нивелируют рельеф – засыпают пеплом, заливают лавой, формируются лавовые плато.

Изменяют рельеф – подпруживают реки (водопад Виктория), образуются озера и т.д.

После затухания вулканической деятельности долгое время наблюдаются поствулканические явления:

1. Выделение газов (в течении сотен лет):

- фумаролы температура до 500-700 (Хлористо-сернисто-углекислые газы и хлористые соединения)

- сольфатары – сернисто-углекислые и сероводородноуглекислые, 100-200

- мофетты – углекислые температура ниже 100

2. Термы - горячие источники, температура до 90.

3. Гейзеры – напорные горячие воды. Места выходов окружены натечными формами, причудливыми террасами.

География вулканов: Огненное Кольцо Тихого океана и собственно тихоокеанские (на дне), Средиземноморье, Индонезия рифтовые разломы Атлантического океана, Восточной Африки. Подводные вулканы с эродированной вершиной – гайоты.

Интрузивные процессы –

Процессы внедрения магмы в З.к. на той или иной глубине. Остывая магма кристаллизуется, твердеет и образует интрузивные тела различной формы:

По отношению к вмещающим породам интрузивы делятся на:

· Секущие

· Согласные.

Согласные:

Силлы – межслойные пластообразные интрузии при внедрении магмы вдоль напластования осадочных пород (как нож между страницами книги).Обычно сложены основными породами.

Лакколиты – караваеобразные, грибообразные тела. Верхняя пов-ть выпуклая, нижняя – плоская. Образуются на небольшой глубине, имеют небольшие размеры до нескольких км в поперечнике.

Лополиты – блюдцеобразные тела.

Секущие: -

Некки – столбообразное тело, представляющие собой жерла вулканов. Диаметр от нескольких м до 1,5 и более км.

Дайки – плитообразное, вертикальное или крутопадающее тело,возникшее в рез-те выполнения трещин магматическим расплавом.

Штоки – относительно небольшое интрузивное тело, часто неправильной формы, в общем приближающееся к цилиндрической, обычно крутопадающее.

Батолиты - крупные интрузивные тела, сложенные главным образом гранитоидами и залегающие среди осадочных толщ складчатых обл. в ядрах антиклинориев. Площадь более 100км²

Интрузивный магматизм играет важную роль в образовании рельефа. Эродированные интрузивы возвышаются в виде гор, пластовые отпрепарированные интрузивы – в виде ступеней, дайки – в виде стен.

Лавовые потоки и покровы после застывания имеют характерные глыбовые и волнистые поверхности. Глыбовая лава отличается нагромождением массы угловатых глыб всевозможных очертаний и размеров, образующихся при освобождении из лавы большого количества газов, иногда со взрывами, взламывающих и дробящих при одновременном движении твердую корку потока. Этот характер поверхности чаще наблюдается у лав основного состава. Лава кислого состава при застывании приобретает глянцевитую гладкую поверхность, часто покрытую волнообразными или канатоподобными утолщениями. Такая лава называется волнистой (рис. 20). В конце лавового потока после выделения большей части паров вместо глыбовой лавы нередко образуется волнистая лава.

Кроме разных поверхностей лавовых потоков глыбовая и волнистая лавы отличаются характером пузырчатости: в глыбовой лаве газовые пу-стотки редкие, неправильных очертаний и значительных размеров, а вволнистой лаве пустотки многочисленны и имеют правильные округленные или оваловидные очертания. Замечено также, что волнистая лава обычно бывает более стекловатой, чем глыбовая. Все эти признаки позволяют считать, что волнистая лава при излиянии обладает более высокой температурой и меньшим содержанием газообразных продуктов по сравнению с глыбовой лавой. При сильном развитии куполовидных форм на поверхности волнистой лавы она переходит в более редко встречающийся тип подушечной лавы, которая имеет вид скоплений небольших округленных масс, похожих по размерам и форме на подушки, валики или набитые мешки. Такие образования имеют полосатую концентрическую структуру внутри и пузыристую, иногда стекловатую, оболочку снаружи. Современные наблюдения над образованием подушечного типа при излиянии базальтовой лавы в море* и наблюдения над характером залегания древних потоков в морских отложениях показывают, что подушечная структура возникает в тех случаях, когда лава течет в воду или выливается в илистые осадки морского дна. Не исключается также возможность образования подушечного типа лавы при излиянии под проливным дождем или подо льдом, когда в обоих случаях происходит достаточно быстрое охлаждение, чтобы образовать такую структуру в лаве подходящего состава и физических свойств.

Поверхность лавовых потоков часто усложняется образованием множества небольших выступов различной формы: трубообразных, конических, неправильно бугристых, возникающих в результате более позднего выхода газа или лавы через твердую кору потока. Мелкобугристую поверхность принимает лава в тех случаях, когда в жидкой лаве поднимаются газовые пузыри в несколько метров в поперечнике; часто такие пузыри лопаются с образованием в стенках множества радиальных трещин.

Внушительных размеров пустоты могут возникнуть в лавовом потоке при обазовании сверху крепкой, толстой застывшей коры, из-под которой жидкая лава продолжает вытекать, оставляя свободными более или менее вытянутые по течению полости в виде своеобразных подземных туннелей. Длина некоторых таких «туннелей» в Исландии и Калифорнии превышает 1,5 км.

Скорости течения лавовых потоков различны и зависят как от подвижности лавы, так и от уклона ложа потока. Естественно, что подвижная базальтовая лава на крутых склонах вулканических конусов будет иметь наивысшую скорость. Так, например, жидкие и мощные потоки основной лавы вулкана Мауна-Лоа в некоторых случаях обладали скоростью 30 км/ч и создавали на обрывистых уступах лавопады, подобные водопадам. Менее жидкая кислая лава обычно имеет скорость около 5 км/ч, хотя начальная скорость от кратера бывает несколько выше. Потоки Везувия и Этны сохраняли скорость до 7 км/ч на первых двух километрах от кратера, а дальше скорость движения потоков уменьшалась довольно быстро в связи с охлаждением и затвердеванием лавы.

Иногда во время остывания лавы обильное выделение газов и паров воды разрывает верхнюю корку потока с последующим связыванием обломков новыми порциями свежей лавы. Таким образом возникает обломочно-магматическая порода с лавовым цементом, называемая вулканической брекчией. Часто во время извержения за излиянием одного потока лавы следует другой, иногда более мощный, который пробивает кору первого потока и образует на его поверхности огненно-лавовые фонтаны, которые после своеп затвердевания образуют причудливые сооружения в форме башенок, стйбов и бесформенных выступов.

* Наблюдалось Ф. М. Андерсоном при извержении вулкана Матавану на о-ве Савайи.

Процесс застывания и затвердевания излившейся лавы сопровождается образованием трещиноватости, разбивающей породы на отдельные блоки. Иногда эти блоки имеют вид столбов — многогранных (чаще шестигранных) прим, перпендикулярных к поверхности охлаждения. Такая трещиноватость чрезвычайно характерна для базальтовых лавовых покровов и называется столбчатой отдельностью (см. рис. 32). Отдельные столбы достигают 100 м? высоту и до 1 м в поперечнике. Чаще же их высота измеряется метрами а поперечное сечение — 10—20 см. Столбчатая отдельность может обрываться и в жильных породах при заполнении магмой трещин. Расположение столбов в жильных породах ориентировано перпендикулярно к стешам, т. е. к охлаждающимся поверхностям. Такая закономерность в расположении отдельностей часто позволяет восстановить первичное положениее лавовых покровов и потоков древних вулканических процессов, что бывает иногда необходимым при геологических заключениях или оценках месторождений полезных ископаемых (см. рис. 32).

При развиты поперечных горизонтальных трещин в столбчатой отдельности последняя разбивается на короткие призмы, характеризующие призматическую отдельность. С наличием трещин, идущих по кривым поверхностям, тесно связано образование широко распространенной в излившихся вулканических породах шаровой отдельности, при которой вся масса породы распадается на шары или овалоиды с концентрически – скорлуповатым сложением. Особенно четко наблюдается эта форма при выветривании, когда на поверхности образуются сфероидальные и валунообразные глыбы с округленными очертаниями, достигающими 1 м в поперечнике. Шаровая отдельность возникает часто при подводных излияниях лавы основного составь и характерна для таких пород, как диабазы, базальты, андезиты и порфириты (см. рис. 33).

При остывании лав, особенно неоднородных по составу и сложению, преобладает развитие горизонтальных трещин, образующих пластинчатую, или плитняковую, отдельность, которая всегда параллельна поверхности потоков, а в жилгх параллельна стенкам. Излившиеся во время вулканических извержений лавовые массы образуют комплекс разнообразных по составу и строеник эффузивных горных пород, классификация и диагностика которых приводится в гл. V.

Твердые продукты извержений различных размеров, формы и состава образуются в бсгыпих количествах во время взрывных (эксплозионных) извержений. Пары воды и вулканические газы под нарастающим давлением взрывают и измельчают горные породы, заполняющие в виде лавовой пробки жерло вулкана, разрушают и дробят боковые породы стенок канала и одновременно захватывают жидкую лаву, разбрызгивая и распыляя ее в процессе выброса, подобно гигантским пульверизаторам. Сгустки различной величины и формы, капли и лавовая пыль успевают остывать во время полета в воздухе и вместе с обломками лавовой пробки и захваченных пород стенок жерла образуют колоссальные массы твердых продуктов вулканических извержений.

Выброшенные взрывом высоко в атмосферу, эти твердые продукты падают затем на земную поверхность на различных расстояниях от места эксплозии: более грубые обломки — на склоны вулканического конуса, наращивая его размеры; часть из них падает обратно в кратер вулкана, но значительно большие массы тонкообломочного материала относятся атмосферными потоками далеко от места извержения. Они постепенно оседают на обширных площадях материков и водных бассейнов в виде вулканической пыли, причем мельчайшие ее частицы могут находиться во взвешенном состоянии в атмосфере довольно продолжительное время, измеряемое месяцами, и относиться от места извержения на тысячи километров.

Считают, например, что очень тонкая пыль, образовавшаяся в момент извержения Кракатау в 1883 г., заполняла верхние слои атмосферы вокруг всего земного шара и вызывала красочные закаты в следующую зиму и весну. Некоторые атмосферные явления в Европе в 1907 г., как, например, удлинение сумерек, ослабление дневного света, замечательные ночные облака и «белые ночи» 1908 г. объяснялись присутствием вулканической пыли в атмосфере после извержения 28 марта 1907 г. небольшого камчатского вулкана Ксудач.

Рыхлые продукты вулканических извержений носят название агломератов. В зависимости от величины обломков среди них различают: пепел, песок, лапилли и бомбы.

Вулканический пепел — мелкая (от долей до миллиметра) пыль беловатого, серого, бурого или черного цветов, состоящая из мельчайших частиц лавы, вулканического стекла, осколков отдельных минералов, а иногда чуждых пород. Характерно присутствие в составе пепла таких минералов, которые в соответствующей лаве скудны или отсутствуют вследствие позднейшего растворения при извержении. К числу таких минералов особенно часто относятся слюды, роговая обманка, авгит. Стекловатые частицы пепла образуют характерные дугообразные, серповидные и неправильно изогнутые формы, хорошо видимые в шлифах и указывающие на образование их из пузырчатого или пемзового вулканического стекла. Известен пепел, почти исключительно состоящий из стекла.

Вулканический пепел составляет главную массу твердых вулканических выбросов. Так, количество пепла при извержениях некоторых вулканов (Кракатау в 1883 г., Катмай в 1912 г. и др.) измерялось десятками кубических километров. Массы пепла падают на Землю в виде сплошных покровов на обширных площадях, нередко удаленных от вулкана на значительные расстояния. Их мощность увеличивается по направлению к центру извержения и может достигать нескольких метров. В населенных пунктах пепел продавливает часто крыши домов, иногда разрушает здания, засыпает улицы и даже целиком погребает целые поселения. Гибель Помпеи и Геркуланума связывают с засыпавшим их горячим вулканическим пеплом.

Вулканический песок — шлаковые частицы лавы величиной от 1—5 мм до горошины, большей частью обильно перемешанные с обломками кристаллов или с прекрасно образованными кристаллами различных минералов (в зависимости от состава лавы данного извержения — полевых шпатов, слюд, оливина, авгита, роговой обманки, магнитного железняка и др.). Вулканический песок почти всегда содержит то или иное количество пепловых частиц, играющих в дальнейшем при образовании горной породы роль цементирующего вещества.

Лапилли (от лат. 1арШи8 — камешек) — пузырчатые, узловатые или округлые обломки шлаков величиной от горошины до 3 см в поперечнике. Они почти всегда богаче буроватым или зеленоватым стеклом, чем соответствующие им застывшие лавы.

Вулканические бомбы являются самым грубым материалом, который выбрасывается вулканами при извержениях. Размеры их поперечников колеблются от 3 см до нескольких метров и весят они нередко десятки тонн. Вулканические бомбы — это куски (сгустки) извергаемой лавы, выброшенные в пластическом состоянии и принявшие ту или иную форму. Последняя очень разнообразна. Она может быть круглой, овальной, лепешкообразной, грушевидной, веретенообразной, скрученной и просто обломочно-угловатой. Округленные очертания бомб получаются в результате вращения при полете сгустков лавы в пластично-вязком состоянии. Особенно часто округлые очертания и скрученность встречаются у бомб, состоящих из более легкотекучей основной лавы, в то время как вязкая кислая лава образует бомбы с неправильными угловатыми очертаниями.

По внутреннему строению вулканические бомбы бывают сплошные, пористые, пузырчато-шлаковидные и полые. Пористость и пузырчатость вызываются наличием газовых пузырьков. Полые бомбы имеют внутри пустоту и стенки различной толщины. Часто в бомбах сплошного или пористого строения ядро состоит из обломка старой лавы или случайного включения породы, покрытой стекловатой коркой свежей лавы. При остывании в воздухе во время полета и после падения выделяющиеся газы разрывают поверхностную корку бомбы и придают ей сходство с сильно растрескавшейся хлебной коркой; бомбы с такой поверхностью называют бомбами типа хлебной корки.

Образование твердых продуктов вулканических выбросов может происходить как за счет старых и свежих лав вулкана, так и за счет разрушения стенок его канала, сложенных осадочными, метаморфическими и другими породами. В первом случае выброшенный материал является родственным, генетически связанным с магматическим расплавом, а во втором случае — посторонним, не имеющим с магмой прямой генетической связи. В тех редких случаях, когда обломочный материал выбросов не имеет отношения к этим двум источникам, а принадлежит к самым глубоким слоям земной коры, как, например, в алмазоносных трубках Кимберли в Южной Африке и Якутии в Сибири, такие обломки считают интрателлурическими (вынесенными из глубины). Крупные обломки, выбрасываемые при вулканических извержениях, обычно падают в непосредственной близости от вулкана.

МЕТАМОРФИЗМ -

общее название для эндогенных процессов, которые воздействуют на уже существующие г.п., изменяя их минеральный состав, структуру и текстуру. Г.п. попают в иные, чем условия их образования, термодинамические условия, и под воздействием различных факторов в них разрушаются ранее существовавшие минералы и образуются новые устойчивые минеральные ассоциации.

Основные факторы метаморфизма:

· Температура. Повышение температуры может быть связано с погружением г.п. на большие глубины, с тепловым воздействием магмы, проникающей в З.к., с поступлением глубинных флюидов, с распадом радиоактивных элементов и др.

· Давление (всестороннее и ориентированное в одном направлении) Первое определяется глубиной погружения, второе – связано с тектоническими движениями и деформациями г.п.

· Химически активные растворы, флюиды и газы, выделяющиеся из внедряющейся магмы и поступающие с больших глубин из мантии.

Выделяют

- собственно метаморфизм, когда г.п. преобразуются в твердом состоянии, без изменения хим. состава

- ультраметаморфизм, когда происходит частичное, очаговое плавление (селективное) плавление г.п. - анатексис. Особенно интенсивно процесс частичного плавления происходит в присутствии воды, освобождающейся, при разложении слоевых силикатов (слюд, талька, серпентина, и пр.) и значительно снижающей температуру плавления большинства пород.

К понятию анатексиса близко понятие палингенеза, с которым связаны более глубокие изменения, не только плавление и последующая кристаллизация, но и перемещением расплава и его внедрение с образованием инъекционных структур. Этот процесс - связующее звено между метаморфизмом и магматизмом.

- метасоматоз – происходящий без плавления, но с изменением не только минерального, но и химического состава.

В зависимости от преобладания тех или иных факторов выделяют несколько типов метаморфизма:

· Региональный

· Динамометаморфизм

· Контактовый

· Пневматолитово-гидротермальный.

Региональный – наиболее широко распространенный и важный тип. Охватывает огромные пространства, и мощные толщи пород.

Факторы: высокое наравномерное давление и tº.

Сопровождается прекристаллизацией и новым минералообразованием в условиях расплющивания и пластического течения. Чаще приурочен к складчатым областям.

Дата добавления: 2014-01-07