Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Гоу впо вгу)1

Геологический факультет

Кафедра общей геологии

Курсовая работа по теме:

«Эффузивный магматизм: строение и типы вулканов.»

 

 

Выполнил студент I курса, гр.№4

(специальность геология) Тонишев.В.Ю

Руководитель: Золотарёва Г.С.

 

Воронеж 2011

 

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………1

ГЛАВА 1. Понятие «эффузивный магматизм»……………......2-6

ГЛАВА 2. Различие между магмой и лавой……………………..7-8

ГЛАВА 3. Стадии вулканического процесса……………………..9

3.1 Типы магм……………………………………………………9-11

ГЛАВА 4. Классификация вулканов………………………………….12

4.1 Трещинный и центральный тип…….…………….12

4.2 Стромболианский тип………………………………….13

4.3 Этновезувианский тип………………………………….14

4.4 Кракатауский тип………………………………………….14-15

4.5 Трубки взрыва………………………………………………15-16

ГЛАВА 5. Продукты вулканической деятельности…………….17

5.1 Жидкие.…………………………………………………………17-18

5.2 Твёрдые…………………………………………………………18-19

5.3 Газообразные………………………………………………..19-20

ГЛАВА 6. Поствулканическая деятельность, гейзеры………..21-22

ГЛАВА 7. Эффузивные и пирокластические породы как

результат деятельности вулканов……………………….23

Заключение…………………………………………………………………………..24

Литература…………………………………………………………………………….25

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

Вулканами называются конусообразные или куполовидные возвышения над каналами, трубками взрыва и трещинами в земной коре, по которым извергаются из недр газообразный продукты, лава, пепел, обломки горных парод. Проявления вулканизма представляют собой один из наиболее характерных и важных геологических процессов, имеющих огромное значение в истории развития и формирования земной коры. Ни одна область на Земле – будь то континент или океаническая впадина, складчатая область или платформа – не сформировалась без участия вулканизма. Высокая практическая значимость этих явлений обусловило выбор темы курсовой работы. Основной целью работы является исследование вулканов и вулканизма. В соответствии с поставленной целью в работе рассматриваются следующие задачи. В первой главе рассматриваются история появления вулканов их распространенность на земной поверхности, так же пойдет речь и о продуктах вулканических извержений который бываю твердые в виде вулканических бомб и пепла и жидкие в виде лавы. Во второй главе речь идет о проявлении вулканизма и строении вулкана. Так мы узнаем, что вулканы бывают нескольких типов: 1) площадные 2) трещинные 3) центральные и др.

 

 

ГЛАВА 1. Понятие «эффузивный магматизм»

Эффузивный магматизм (вулканизм) – это сложный геологический процесс при котором наблюдаются выходы на поверхность Земли лавы, а также может наблюдаться выброс обломочного материала и выход газов.

На поверхности Земли лава, газы и минеральные обломки выбрасываются или по трещинам в земной коре — трещинные вулканы, или по каналам, пробитым газами и лавой в ослабленных разломами зонах земной коры,— центральные вулканы. Площадные излияния лавы, широко проявлявшиеся в начале геологического этапа истории Земли, в настоящее время неизвестны.

Продукты извержения вулканов. Вулканы во время извержения, или эруптивной деятельности (лат. эруптиус — выброшенный), доставляют на земную поверхность газообразные, жидкие и твердые продукты. От их количественных соотношений зависят форма и строение конуса и характер извержения.

Газообразные продукты извержения. Выделение газов в период относительного покоя вулкана происходит более или менее равномерно, а во время эруптивного акта внезапно, иногда в виде колоссальных взрывов. Начальное давление при взрыве, согласно Г. С. Горшкову (1956), может достигать 3,04-108 Па. В последних случаях у ряда вулканов взрывается вершина конуса. Во время извержения газы поднимаются вверх в виде дымовых столбов или скатываются по склону. Гигантский столб газа и пепла, расплываясь в атмосфере, принимает пиниеобразный вид (итал. пиния — сосна с зонтообразной кроной на высоком стволе). Во время извержения вулкана основная масса газов выделяется из главного кратера, а в периоды затухания деятельности — из побочных конусов и трещин по склонам вулкана. До 60—90% объема всех газовых выделений падает на водяные пары (объем их измеряется многими тысячами и миллионами кубических метров). Так, вулкан Гекла (Исландия) при извержении в 1947 г. выбросил в воздух свыше 3 млн. м3 водяного пара. Газы изучаются главным образом при сравнительно спокойном их выделении или по тем минеральным накоплениям — возгонам, которые они образуют на стенках трещин.

Химический состав газовых выделений в значительной степени определяется стадией деятельности вулкана. В первые стадии извержения вулканов выделяются высокотемпературные газы (650— 1000°С и выше) или сухие фумаролы (лат. фума — дым). Они представлены хлористо - и фтористоводородными соединениями и не содержат паров воды, отлагают NaCl, КСl, а также хлориды и сульфаты меди, свинца и железа. При температуре 400—650 С° выделяются кислые фумаролы, представленные НС1, SO2, H2S, пары воды и возгоны хлоридов железа, магния, алюминия,

 

 

марганца, серы, реальгара. Фумаролы с температурой 200—400 С° называются щелочными, они выделяют пары воды, газы аммиачных солей и

возгоны нашатыря, сульфатов аммония и фторидов. Фумаролы с температурой 100—300 С° — сернистые фумаролы, или сольфатары (итал. сольфатара — серная копь), выделяют S02, H2S, СО2, в большом количестве водяные пары и возгоны серы, квасцы и сульфаты.

Кислые, щелочные и сернистые фумаролы указывают на большую активность вулканов. Мощные сольфатары имеются на Курильских островах.

В стадии затухания деятельности вулканов температура выделяющихся газов менее 100 С°, в них преобладают пары воды и углекислый газ. Эти выделения получили название мофетт (углекислые фумаролы). В это время нередко выделяются струи борной кислоты, углекислого газа и сероводорода. При преобладании борной кислоты газовые выделения называют соффиони.

Возгоны (сублиматы) характерны для всех вулканических областей. Так, в долине «Десять тысяч дымов» (Аляска) ежегодно образуется около 1250 тыс. т хлористого и 200 тыс. т фтористого водорода и ежесекундно выходит через трещины 23 тыс. м3 пара: температурой 600 С°. В большом количестве сублиматы накапливаются на фумарольном поле близ г. Лардерелло (Италия), где ежегодно добываются тысячи тонн борной кислоты, буры, углеамиачной соли и других продуктов возгона. Здесь же широко используются и перегретые пары воды для выработки электроэнергии. Эксплуатируются возгоны газов и пары и во многих других странах. Пары и горячие воды используются для лечебных, коммунальных и других нужд в Исландии (на глубине 6 м температура 900 С°), Новой Зеландии. В Советском Союзе на Камчатке в районе Паужетских источников работает на вулканологическом тепле электростанция.

С фумарольной деятельностью ряда вулканов Курильских островов (Менделеева, Головина и др.) связано образование промышленных месторождений серы. В Индонезии на о. Ява в потухшем вулкане Савел в измененных сольфатарной деятельностью породах залегают жилы руд серебра, золота, меди, цинка, винца.

Газы, выделяющиеся из магмы в процессе ее дифференциации, с одной стороны, ускоряют этот процесс, с другой — оказывают колоссальное влияние на течение вулканических извержений. Увеличивая давление на кровлю вмещающих магму пород, они прокладывают путь магме, способствуя тем самым переходу интрузивного магматизма в вулканизм. Извержение с взрывом — это только одно из проявлений выталкивающей силы вулканических газов. Газы, растворенные в магме, уменьшают ее плотность и этим способствуют поднятию магмы до более высоких уровней.

 

Газы значительно увеличивают подвижность лавы и ее активность. Лава, сохранившая даже небольшое количество газов, течет при температуре

700 С°. Жидкие продукты. Химический состав лав довольно разнообразен. Преобладают в лаве О, Si, Al, Mg, Fe, Na, Ca, К, H и др. Химическим составом определяются физические свойства лавы. Лавы, содержащие большое количество (52% и более) кремнезема, называются кислыми и средними (липаритовые, дацитовые, трахитовые, андезитовые). При меньшем количестве кремнезема (52—30%) лавы называются основными и ультраосновными (базальтовые, пикритовые). Температура изливающихся основных и ультраосновных лав 1100—1300 С°, кислых и средних

800— 1000 С°. Лавы кислые и средние светлых и серых тонов, сравнительно легкие, вязкие, медленно остывают, богаты газами. Чем меньше в лаве газов, тем лава более вязкая. Основные лавы, богаты железисто-магнезиальными и щелочноземельными элементами, темно-серые, зеленые и черные, жидкие, бедны газами, легкоплавкие, подвижные (скорость течения до 10км/ч, а при больших уклонах местности — до 50км/ч). При излиянии на поверхность земли средние и кислые лавы образуют купола или очень короткие потоки, а основные — покровы и потоки (длина потоков при особо благоприятных условиях до 80 км). Охлаждая фронтальную часть потока, можно управлять направлением движения лав.

Потоки основной лавы имеют волнистые или гофрированные поверхности, кислые лавы, богатые газами, образуют глыбовые нагромождения (размер глыб 1—2 м в поперечнике). Возникновение гофрированной поверхности обусловлено образованием на поверхности потока корки. Она плохой проводник тепла, поэтому лава под ней продолжает течь. При очередном выбросе лавы поступление ее увеличивается и образовавшаяся ранее корка, если она не успела отвердеть, гофрируется. Когда поступление новых порций лавы прекращается, под корками образуются пустоты нередко больших размеров. На склоне горы Шоста (Калифорния) подобная пустота имеет высоту 20—25 м, ширину — от 6 до 20 м и длину — более 1,5 км. Толщина кровли достигает 3—30 м. Большие пустоты в лавовых покровах наблюдаются в районе оз. Севан и на Камчатке (СССР), в лавовых покровах Монголии.

Количество извергаемой вулканами лавы, так же как и ее состав, различно. Обычно за одно извержение лавы выливается немного (десятые и даже сотые доли кубических километров). Однако были и такие извержения, при которых изливалось до нескольких десятых и даже целых единиц кубических километров лавы. Лавы, насыщенные обломочным материалом, называются агломератовыми.

При затвердевании лав образуются эффузивные породы (липариты, трахиты, андезиты, базальты, обсидиан, пемза и др.) Вследствие неодновременного

застывания излившейся массы в ее верхней части образуются трещины сжатия (контракции). Они разбивают излившиеся породы на блоки

(отдельности). Для основных горных пород свойственны отдельности столбчатые (призматические): столбы располагаются перпендикулярно поверхности охлаждения. Длина столбов — до нескольких метров (иногда до 100 м), поперечник—15—20 см (реже до 1 м). При подводном излиянии основных лав образуется шаровая отдельность. Последняя возникает и в случае соприкосновения лавы со снеговым покровом (извержение Авачи в 1965 г.).

Твердые продукты извержения. К твердым продуктам извержения — пирокластам (греч. пир — огонь, кластикос — раздробленный) относятся вулканический пепел, песок, лапилли. бомбы. Они выбрасываются бурно вырывающимися газами, измельчающими породы, закупоривающие жерло и слагающие его стенки, а также разбрызгивающими лаву, захваченную их струями.

Вулканический пепел — мельчайшие (<0,1 мм) кристаллы полевого шпата, лейцита, авгита, роговой обманки, чаще обломки вулканического стекла. В зависимости от преобладания тех или иных минералов в составе пепла цвет его изменяется от белого до черного. Взрывами газов пепел может подняться в виде густого стол ба высоту до 10 км и более; там он подхватывается воздушными течениями и долго плавает в нижних частях стратосферы. Вулканический пепел — основная часть твердых вулканических проектов. При извержении вулкана Катмай (Аляска) в 1912 г. было выброшено около 20 км3 твердых продуктов, из них около 90% приходилось на пепел, Вулкан Тамбора (Индонезия), извергавшийся в 1815 г., выбросил около 150 км3 пепла и песка. Под тяжестью выпавшего горячего пепла погибает все живое. Особенно губительно он действует, если одновременно с ним извергаются пары воды'. Конденсируясь в холодных слоях атмосферы, они выпадают в виде дождя. Тогда по склонам вулкана бурными потоками стекает жидкая грязь (лахари), сметая все на своем пути.

Вулканический песок — минеральные частицы размером от 0,1 до 2 мм. Он представлен кристаллами авгита, полевых шпатов, роговой обманки, слюды, магнетита, чаще обломками вулканического стекла. Песок и пепел образуют вначале рыхлую массу. Постепенно уплотняясь и спекаясь, она превращается в довольно плотную горную породу — вулканический туф. Вулканический пепел, попадающий на поверхность озер и морей, перемешивается с илом и песком водоема. В этом случае образуется порода смешанного происхождения — туффит. Если в туфе встречаются лапилли и бомбы, то порода называется вулканической брекчией, или туфобрекчией, или игнимбритами (лат. игнис — огонь, имбер — ливень). Вулканический пепел и

 

песок весьма плодородны. Если слой их небольшой, то за счет их быстро наращивается почвенный слой.

Лапилли (итал.— камешки) состоят из пористого вулканического стекла,

иногда из кристаллов (полевого шпата, лейцита, авгита и др.). Размер их 2—30 мм. Толстым слоем они покрывают обширные пространства вокруг вулканов Атсонопури и Чикурачки на Курилах.

 

ГЛАВА 2. Различие между магмой и лавой.

Магма - это расплавленное вещество, которое образуется при определенных

значениях давления и температуры и представляет собой флюидно-силикатный расплав, т.е. содержит в своем составе соединения с кремнеземом (SiО2) и летучие вещества, присутствующие в виде газа (пузырьков), либо растворенные в расплаве (рис.1). При затвердевании магматического расплава он теряет летучие компоненты, поэтому горные

породы гораздо беднее последними, нежели магма. Силикатные магматические расплавы состоят из кремнекислородных тетраэдров, которые полимеризованы в разной степени. Если степень полимеризации низка, то тетраэдры, как правило, изолированы; если высока, то они сливаются в цепочки, кольца и т.д.

 

(рис.1)

 

В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, связаны с системой глубинных разломов.

Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, то есть вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной

корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах

наращивается за счет поступления мантийного вещества. Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы. Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других – только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора подвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.(2)

Магма – это флюидно-силикатный расплав, эволюционирующий сложным путем, зависящим от большого количества факторов, полный учет которых в

настоящее время невозможен. Следует еще раз подчеркнуть важную роль флюидов в жизни магматических расплавов, концентрация, состав и магмофильность которых определяют пути их эволюции и дифференциации. Летучие компоненты препятствуют полимеризации, т.е. застыванию расплавов, понижая температуру ее кристаллизации. Наличие легко отделяемых летучих компонентов приводит к вулканическим процессам,

трудно отделяемых – к интрузивным.

 

 

ГЛАВА 3. Стадии вулканического процесса.

1.Субвулканическая – на протяжении ее идут процессы формирования магматического очага и дифференциации магмы. Считается, что большая часть крупных магматических очагов формируется на глубинах 40 – 150 км. Отсюда магма поступает в сравнительно небольшие вторичные очаги, расположенные на небольших глубинах и непосредственно питающие извергающийся вулкан.

2. Собственно вулканическая (стадия извержения) – характеризуется выбросом твердых, жидких и газообразных вулканических продуктов на поверхность.

3. Поствулканическая (фумарольная) – происходит выход только газообразных продуктов. В зависимости от характера подводящего канала вулканы можно разделить на два типа.

1. Трещинные вулканы изливают, как правило, очень жидкую и подвижную лаву, в силу чего извержения обычно носят спокойный характер. Растекающаяся по поверхности лава создает обширные уплощенные покровы. Такие извержения очень широко были представлены в геологическом прошлом Земли, а сохранившиеся от них лавовые покровы получили название трапповых.

2. Вулканы центрального типа в своей осевой части имеют цилиндрический канал (жерло), соединяющий кратер с магматическим очагом. Иногда на склонах вулканического конуса возникают паразитические кратеры.(1)

 

3.1 Типы магм.

Изучив распространение различных магматических пород на поверхности Земли и показав преимущественное распространение базальтов и гранитов, советский геолог Ф. Ю. Левинсон-Лессинг предположил, что все известные магматические породы образовались за счёт двух родоначальных магм: основной (базальтовой), богатой Mg, Fe и Ca с содержанием SiO2 от 40 до 55% весовых и кислой (гранитной), богатой щелочными металлами, содержащей от 65 до 78% SiO2. Английский геолог А. Холмс выдвинул гипотезу о наличии наряду с основной и кислой магмой. Также ультраосновной (перидотитовой) магма, исторгаемой непосредственно из подкорковых очагов, содержащей менее 40% SiO2 обогащенной Mg и Fe. Позднее, когда в конце 20-х годов 20 века было установлено, что вулканы изливают главным образом основную магму (лаву), а кислые породы встречаются только в виде интрузивных образований, американский петролог Н. Боуэн высказал гипотезу о существовании лишь одной родоначальной магмой - базальтовой, а образование гранитов объяснял как результат кристаллизационной дифференциации базальтовой М. в процессе её застывания. В конце 50-х годов Н. Боуэн доказал возможность

существования гранитной магмы. В условиях высоких давлений, присутствия воды (2-4%), при температуре около 600 С°.

Первоначально считалось, что магма образует сплошные оболочки в недрах Земли. С помощью геофизических исследований было доказано, что постоянных оболочек жидкой магмы нет, что магма периодически образует отдельные очаги в пределах разных по составу и глубинности оболочек Земли.

В начале 70-х годов на основании результатов большого количества экспериментальных работ было сделано предположение, что гранитная магма образуется в земной коре и верхней мантии, а основная магма, вероятно, в области астеносферы вследствие выделения относительно легкоплавкого материала. Кроме гранитной и базальтовой магмы, допускается существование и других, более редких, местных магм, но природа их пока не ясна. Предполагают, что возникновению магмы благоприятствует местный подъём температуры (разогрев недр); допускается принос плавней (воды, щелочей и т.д.) и падение давления.

В СССР, США, Японии, Австралии ведутся интенсивные экспериментальные исследования по изучению условий образования расплавов, близких к магме. Большое значение для выяснения природы магмы имеют данные геофизических исследований о состоянии земной коры и верхней мантии (в частности, о температурах глубин Земли).

Магматические породы близкого возраста и химического состава, образованные из одного исходного магматического расплава (комагматические породы), часто распространяются в зонах протяжением в тысячи км. Причём магматические породы каждой такой зоны (или провинции) отличаются повышенным или пониженным содержанием какого-либо окисла (например, Na или К) и характерной металлогенией. На основании этого предполагалось существование магматических бассейнов огромных размеров на протяжении целых геологических эпох в течение десятков миллионов лет. По другим представлениям, причина такой однородности заключается в близости составов исходных пород, а также температур и давлений, при которых происходит выплавка магмы.

Магмы разного состава имеют различные физические свойства, которые зависят также от температуры и содержания летучих компонентов. Магма базальтового состава отличается пониженной вязкостью, и образуемые ею лавовые потоки очень подвижны. Скорость перемещения таких потоков достигает иногда 30 км/ч. Магма кислого состава обычно более вязкая, особенно после потери летучих. В жерлах вулканов она образует экструзивные купола, реже - потоки. Для кислой магмы, богатой летучими, характерны взрывные извержения с образованием мощных толщина

 

игнимбритов (см. Игнимбрит). В интрузивных условиях, при сохранении летучих, кислая магма более подвижна и может образовывать тонкие дайки. Температура магмы колеблется в широких пределах. Определение температуры лав в современных вулканах показало, что она изменяется от 900 – до 1200 С°. По экспериментальным данным, гранитная (эвтектическая) магма сохраняется жидкой примерно до 600 С°.(2)

 

ГЛАВА 4. Классификация вулканов.

Вулканы — (по имени бога огня Вулкана), геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре по которым извергаются на земную поверхность из глубины магматических источников лавы, горячие газы и обломки горных пород. Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений.

Вулканы разделяются на действующие, уснувшие и потухшие. К первым относят вулканы, извергающиеся в настоящее время постоянно или периодически. К уснувшим относят вулканы, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения. Потухшими называются сильно разрушенные и размытые вулканы без каких-либо проявлений вулканической активности.(3)

 

4.1 Трещинный и центральный тип.

Извержения покровных базальтов или трещинного типа отличаются очень

большими объемами излившихся лав и слабой взрывной деятельностью. Как правило, извержения начинаются из протяженных трещин и объем разлившихся лав может достигать десятков км3, а площадь - сотен км2. Характер излияния лав спокойный, сопровождающийся слабым фонтанированием жидкой магмы, от чего над трещиной образуется как бы огненная завеса, как, например, часто бывает в Исландии. По мере развития извержений трещина постепенно закупоривается, излияния идут на убыль и

сосредотачиваются в многочисленных, а потом все более редких отдельных

жерлах.(рис.2)

 

Вулканы трещинного (А) и щитового центрального (Б) типов (рис.2)

 

4.2 Стромболианский тип.

Стромболианский тип извержения назван по характеру деятельности вулкана

Стромболи, расположенного в юго-восточном углу Тирренского моря у побережья Италии. Извержения обладают ритмичностью и в воздух периодически выбрасываются вулканические бомбы и туфы. Высота выбросов редко превышает 100-300 м потому, что газы отделяются от сравнительно жидкой магмы у края жерла. Если магмы много, она

изливается в виде лавовых потоков. Извержения стромболианского типа образуют обычно шлаковые конусы.

4.3 Этновезувианский тип.

Этновезувианский тип. К нему относятся Везувий в Неаполитанском заливе, Вулканов в Средиземном море, Этна в Сицилии, многие вулканы п-ова Камчатки (Ключевской, Плоский. (Толбачек, Карымский, Авачинский и др.), Курильских островов (Медвежий, Тятя), Японии и др. Вулканические аппараты их сложного строения. Древние конусы венчают огромные кальдеры смешанного происхождения, внутри которых располагаются молодые конусы, осложненные многочисленными побочными конусами. Эруптивная деятельность проявляется также периодически, но интервалы покоя значительно больше (от нескольких до сотен лет), чем у вулканов стромболианского типа. Лавы тоже базальтовые (нормального и щелочного ряда), но со значительным вмещением кремнекислоты, из-за этого эти лавы очень близки к средним по кислотности лавам (для ряда извержений характерна лава андезитового типа, реже дацитового). Температура лавы около 1000 С°, она вязкая и нередко закупоривает жерло. Накопление под пробкой газов и паров вызывает подземные толчки, а затем сильные взрывы, выбрасывающие на несколько километров вверх большое количество пепла, песка, лапиллей и бомб. После взрыва из основного кратера или из побочных поднимается в виде фонтана лава. Неостывшие сгустки лавы образуют бомбы типа хлебной корки. Лава образует короткие (до 20 км) языки толщиной 4—5 м (скорость течения лавы при извержении Этны в 1951 г., по данным Г. Тазиева, достигала 50 км/ч). В основании и кровле потока развиты пористые скрытокристаллические породы, в центральной его части — массивные, но слабо раскристаллизованные. После излияния лавы взрывы становятся слабее, и, наконец, извержение прекращается, т. е. каждый этап извержения начинается эксплозивным процессом, а заканчивается эффузивным. Количество лавы, изливаемое вулканами везувианского типа, измеряется многими тысячами кубических метров. Пепел, песок и бомбы, выбрасываемые из вулкана, накапливаются на его склонах, наращивая с каждым разом все выше и выше конусообразные горы, в которых обломочные продукты извержения чередуются с языками остывшей лавы.

4.4 Кракатауский тип.

Он объединяет вулканы Бандай-Сан (Япония), вулканы о. Кракатау (в Зондском проливе), Катмай (Аляска). Извержение этих вулканов сопровождается сильными подземными толчками и взрывами с выбросом большого количества газов и пепла. Мощным взрывом разрушается почти весь конус, образуется кальдера. Такой характер извержения объясняется средним и кислым составом лавы, обладающей большой вязкостью. Газы она отдает с трудом. Чтобы вытолкнуть пробку из канала и прорвать конус, давление их должно быть очень велико. Оно накапливается в очаге в течение нескольких десятков лет. Вырывающиеся из лавы газы вспенивают ее, поэтому при застывании они: образует пемзу. Вырывающиеся из жерла газы обладают колоссальной взрывной силой, которая позволяет уносить в стратосферу большое количество пепла и песка. До 1883 г. Кракатау и другие вулканы этого архипелага (Раката, Данан, Пербуватан) не были включены в список действующих. Извержение началось 20 мая 1883 г. после 200-летнего перерыва; 26 августа последовал мощный взрыв, в результате которого взлетело на воздух 2/3 острова (площадью около 75 км2) , образованного этими вулканами. На месте взорвавшейся части возникла кальдера, куда устремилась морская вода. Образовался залив глубиной 300 м. Столб газов, насыщенных пеплом, достигал 27 км высоты, тончайшие частицы пепла поднимались на высоту до 100 км. Пепел, выброшенный вулканом, осел на площади 1 млн. км, близлежащие острова были засыпаны слоем пепла мощностью до 70 м. За время извержения было выброшено 18 км3 обломков. В Зондском проливе густое облако пепла мешало плыть кораблям. Морская волна, поднявшаяся при этом взрыве (высота 36 м), прокатилась со скоростью до 800 км/ч по всему Индийскому, Тихому и части Атлантического океанов, обрушилась на их берега. Она унесла около 37 тыс. человеческих жизней. Порожденные взрывом волны сжатого воздуха обошли 7,5 раз вокруг земного шара. При извержении Кракатау высвободилась колоссальная энергия, превысившая во много раз энергию самой мощной водородной бомбы. Извержение прекратилось 20 февраля 1885 г. После 44-летнего сна началось длительное подводное извержение, приведшее в 1923 г. к образованию на краю кальдеры маленького острова высотой 3 м. Островок исчезал и вновь появлялся несколько раз, пока в конце 1941 г. после многочисленных сильных извержений из воды не поднялась вершина вулкана на высоту 132 м над уровнем моря. Так родился вулкан Анак-Кракатау (индонез. анак — дитя), состоящий из андезита.

Подобным же образом, только с несколько меньшей силой извергался вулкан Бандай-Сан в 1888 г. 1000 лет он ничем не проявлял себя. В 1888 г. внезапным взрывом было уничтожено более половины его конуса высотой 670 м и выброшено вверх в виде пепла и песка более кубического километра

пород. При извержении в 1956 г. вулкана Безымянного на Камчатке взорвалась вершина конуса, и он понизился на 180 м, образовалась огромная кальдера, в которой позже появился купол выдавленной лавы.

К кракатаускому типу следует отнести вулкан Агунг на о. Бали и вулкан Тамборо на о. Ява.(4)

4.5 Трубки взрыва.

Трубки взрыва (диатремы). Это вулканы моногенного типа. Образуются они в результате однократного взрыва газов без излияния лав. Жерло их овальной формы, кратер — пологое чашеобразное углубление диаметром от нескольких десятков метров до 4 км. Дно кратера расположено ниже поверхности Земли. У некоторых вулканов оно окружено невысоким валом из вулканического пепла или вулканического туфа. Местами кратеры и окружающие их валы разрушены экзогенными факторами, и на поверхность выходят жерла вулканов. Диатремы найдены в ФРГ, во Франции, Мексике, Африке, в Новой Зеландии и в СССР. Большинство из них находится вдали от вулканов перечисленных выше типов. В ФРГ (Эйфель) на небольшой площади (50 км2) зарегистрировано свыше 130 трубок взрыва, расположенных линейно. Трубки образовались в палеоген-неогеновое время. Жерла их, прорвавшие мезозойские песчаники, переслаивающиеся с глинистыми сланцами, сохранились хорошо. До глубины 500 м они заполнены обломками прорванных пород, ниже прослеживаются базальтовые жилы. Кратеры эйфелевских вулканов окружены валами из туфа и пепла. Ко многим кратерам приурочены озёра (Лихарское и др.). Вулканы эти в ФРГ называют маарами – озёрами.

Особую группу образуют трубки взрыва алмазоносные. Они распространены в районе г. Кимберли (Африка), поэтому их называют кимберлитовыми. В этом районе трубки (диаметр 80—100 м) расположены почти на одной линии протяженностью около 200 км. Алмазы обнаружены в брекчии из эклогитизированных обломков прорванных пород. Кимберлитовые трубки пересекают вертикально пласты глинистых сланцев и песчаников пермского возраста; стенки трубок как будто отполированы.

В СССР кимберлитовые трубки имеются в Якутии. Возникли они в позднем девоне и тоже вдали от зон других типов вулканов. Образование их связано с колоссальным давлением подземных газов, которые, в конце концов, взрывом прокладывали выводной канал, используя трещины в горных породах. Трубки заполнены кимберлитами, образующимися на глубинах около 100 км. Широко трубки взрыва развиты в Южной Америке, где их называют диатремами (греч. диа — через, трема — отверстие).

На различных стадиях существования вулкан может извергаться то по тому, то по другому типу извержения. Исследование эффузивных пород, образовавшихся в различные стадии, позволяет проследить закономерное

изменение их состава. Так, в эффузивах Сирии состав их изменяется от нормальных базальтов в начальных стадиях вулканических процессов до субщелочных и щелочных разностей, роль которых особенно возрастает в заключительные фазы вулканизма. Исследование вулканов Камчатки показало, что для их деятельности характерно несколько циклов. Ключевской вулкан, например, за последние 280 лет пережил, согласно В. И. Владавцу, 38 циклов. Длительность отдельных циклов до нескольких десятков лет. В начальной стадии каждого цикла извергались базальтовые лавы, позже андезитовые и еще позже — дацитовые. Менялся не только тип извержения вулканов, но и категория.

Установлено, что вулканы, приуроченные к срединно-океаническим хребтам, изливают, в общем, базальтовую лаву, к островным дугам — андезитобазальтовую и андезитовую, к складчатым поясам — андезитодацитовую, дацитовую вплоть до липоритовой, т. е. кислотность лавы определяется тектоническим режимом региона (стадией его развития).

Поствулканические явления. Процессы, происходящие во вторичном очаге, после бурных извержений вулкана сразу не замирают. Длительное время наблюдаются так называемые поствулканические явления: извержение время от времени горячей воды (гейзеры) или грязи (сальзы), а также спокойные выходы термальных и термоминеральных вод и различных газов. Со временем активность поствулканических явлений существенно уменьшается.(4)

 

ГЛАВА 5. Продукты вулканической деятельности.

В процессе вулканической деятельности на поверхность Земли выбрасываются вулканические продукты трех типов: жидкие, твердые и газообразные. Детальное изучение всех этих выбросов представляет большой интерес, так как по ним можно познакомиться с составом и состоянием вещества в глубине Земли и определить тип вулкана.(5)

5.1 Жидкие.

К жидким продуктам относятся лавы разнообразного состава, которым и определяются ее свойства. Лавы основного состава жидки и легкоподвижны. При застывании из такой лавы образуется базальтовая порода черного или темно-серого цвета. При остываний лав среднего состава образуются андезитовые породы. Лавы кислого состава обычно бывают менее подвижны и характеризуются большей густотой и вязкостью по сравнению с основными и средними лавами. Они застывают в виде куполов или толстых коротких потоков, в то время как лавы основного состава разливаются на большие площади в виде маломощных покровов и потоков. При застывании лавы кислого состава образуют дацитовые и липаритовые породы, характеризующиеся более светлым цветом (часто белые), чем средние и основные породы. Количество лавы, изливающейся при извержении, бывает очень различным; особенно много выливается базальтовой лавы. Лавовые потоки достигают нескольких километров в длину при ширине в сотни метров. Так, например, из вулкана Сикурашима в Японии в 1914 г. вылилось лавы больше 1 км³, а вес ее превышал 3000 млн. т. Текучесть лавового потока определяется составом лавы, температурой и наличием растворённых в ней газов. Лава растекается потоками при температуре выше 1050°, причем потоки основной лавы движутся со скоростью нескольких километров в час. Скорость течения лавового потока и его температура определялись учеными неоднократно. Советские исследователи В. Ф. Попков и И.3. Иванов с целью изучения лавового потока совершили беспримерный в истории дрейф на лаве, текущей по пологому склону Ключевского вулкана. Лавовый поток был покрыт тонкой коркой, температура которой у подошвы ног была 270—300°, а под коркой, на глубине 40 см, температура лавы достигала 870°. По произведенным замерам температура лавы в озерах на Гавайских островах изменялась от 1050 до 1185°, а в кратере Килауэа достигала 1300°. Температура кислой лавы в момент извержения вулкана Мон-Пеле равнялась 1000°. Лава, выливающаяся из вулкана, может быть плотной, если газы выделились из нее еще в жерле вулкана, и пористой, в случае насыщения её газами. Поры в лавах могут быть самых различных размеров. В случае большого скопления газов в лаве образуются крупные каверны. Так, В. Ф. Попков и И.3. Иванов наблюдали, как местами поверхность лавы вздувалась в виде большого

купола, достигавшего нескольких метров в диаметре, газы с шумом выходили из-под этого купола — лавового пузыря, и внутри котла образовывалась большая пустота.(5)

5.2 Твёрдые.

Большинство вулканов одновременно с лавой выбрасывают огромное количество твердых продуктов. Некоторые исследователи, в частности английский вулканолог Тиррель, считают, что количество твердых продуктов в десятки, а то и в тысячи раз превышает количество лавы. Твердые продукты представляют собой обломки самой различной величины - от долей миллиметра до нескольких метров в диаметре. Провести точную грань между жидкими и твердыми продуктами не всегда удается, так как жидкая капелька лавы быстро застывает в воздухе и падает на землю в виде твердого шарика. Твердые продукты вулканизма подразделяются по величине обломков на следующие типы: вулканический пепел, пыль, вулканический песок, вулканические камешки (лапилли), вулканические бомбы, вулканические глыбы. Все эти продукты извержения образуются за счет раздробления при взрывах застывшей лавы прежних извержений, а также осадочных и магматических пород, слагающих жерло вулкана. Чём больше взрывная волна, тем больше количество твердых продуктов извержения; их очень много при извержениях бандайсанского, катмайского и пелейского типов и относительно мало при извержениях исландского и гавайского типов. Вулканический пепел представляет собой мельчайшие (от долей до миллиметра) остроугольные обломки пемзы, стекла, различных минералов, видимые только под микроскопом. Цвет вулканического пепла самый разнообразный. Пепел может распространяться на очень большие расстояния от кратера вулкана, так как при взрыве он выбрасывается в высокие слои атмосферы, где разносится воздушными течениями. Предполагается, что вулканический пепел из вулкана Кракатау дважды облетел земной шар, в связи, с чем в Европе в последующие годы выпадали дожди красного цвета. Вулканический песок содержит зерна, более крупные, чем пепел (от 1—5 мм до горошины); состоит он также из мелких перетертых частиц раздробленной лавы и боковых пород; при осаждении обычно бывает перемешан с пеплом. Вулканокластические породы. Весь обломочный материал, выбрасываемый из вулкана, получил название вулканокластического («клястикос» по-гречески — раздробленный). При осаждении, уплотнении и затвердевании этого обломочного материала образуются вулканические породы, которые по способу образования, количеству и размерам обломков и характеру цемента разделяются на туффиты и туфы. Туффиты осаждаются в водной среде, т. е. в морях и озерах; большинство их формируется при подводных извержениях вулканов.

 

Туффиты бывают часто хорошо слоисты. Они содержат примесь терригенного или органогенного материала, иногда в них встречаются обломки фауны или отпечатки морских животных. В составе туффитов преобладает вулканический материал, а структура, текстура и способ отложения их соответствуют таковым нормальной осадочной породы. Так же как садочные породы обломочного происхождения, туффиты подразделяются по величине обломков на пепловые туффиты, туфопесчаники, туфобрекчии и туфоконгломераты. Туффы подразделяются по величине обломков на пелитовые и псаммитовые туфы; а по составу на туфы кислых. Средних и основных пород. Туффы, так же как и туффиты, часто содержат примесь материала не вулканогенного происхождения, смытого или сорванного со склонов, а также выброшенного из кратера.(5)

5.3 Газообразные.

Газы и пары воды образуются при химических реакциях в магме и при взаимодействии магмы с боковыми породами. Значительная часть их в процессе извержения отделяется от лавы и выбрасывается в атмосферу, тогда как другая выделяется вместе с лавой. Часть газов выделяется из лавы уже после извержения в виде фумарол. Основная масса газовой части извержений состоит из паров воды. В газах, выделившихся из лавы Килауэа, водяной пар составлял 68,2%, а в фумаролах Катмай — 99% по объему.

Изучение состава газов при извержениях представляет большие трудности. В. Ф. Попов и И.3. Иванов пытались уловить их непосредственно из лавового пузыря на поверхности движущегося лавового потока. Зарубежные ученые Дей и Шеперд спустились в газовых масках на дно кратера Килауэа и засунули железную трубку в трещину лавового пузыря в непосредственной близости от лавового озера. По их данным, газ, извлеченный из свежей лавы Килауэа, содержал:

Выброс газов из вулкана Везувий (по Кеттлеру) С02 - 5,7%; Аr - 0,003%; СО - 0,6%; Н2О - 90%; Н2 - 1,1%; S2 - 1,38%; N2 - 0,26%; Cl2- 0,4%/

В фумаролах вулкана Катмай в «Долине десяти тысяч дымов» присутствовали хлористоводородная кислота, углекислота, сернистый водород, азот, фтористоводородная кислота; второстепенными были кислород, окись углерода, аргон и аммиак. Количество выбрасываемых при извержении газов установить очень трудно. Ученые Альфано и Фридлендер считают, что в 1906 г. Везувий выбросил газов во много раз больше как по объему, так и по весу, чем пепла и лавы вместе взятых. Вулканические газы, пары воды и пепел, попадая в атмосферу, способствуют некоторым изменениям ее состояния. После извержения вулкана Ксудач на значительной территории Дальнего Востока наблюдалось удивительно влажное лето, что связывалось с обильными выбросами пара и конденсацией его пепловыми частицами. Часто тонкие пепловые частицы

изменяют состояние атмосферы и условия прохождения световых лучей. Вследствие этого, например, после извержения вулкана Кракатау, в ряде мест наблюдались своеобразные розовые и красные зори и закаты.(5)

 

 

ГЛАВА 6. Поствулканическая деятельность, гейзеры.

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он только «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и в его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. Выходы вулканических газов на поверхность называются фумаролами(от лат.«фумо» - дым). Очень часто фумаролы приурочены к радиальным и кольцевым трещинам на вулканах. Фумарольные газы связаны как с первичными эманациями из магматического расплава, так и с нагреванием грунтовых вод и превращением их в пар. Фумаролы подразделяются на сухие высокотемпературные, кислые, щелочно-нашатырные, сернистые, или сероводородные (сольфатары, итал. «сульфур» - сера), углекислые (мофеты, от итал. «мофетта»- место зловонных испарений). Знаменитые

фумаролы вулкана Сольфатара около Неаполя действуют уже тысячи лет без изменения. Мофеты, располагающиеся в котловинах, опасны для жизни, так как, газ СО2 будучи тяжелее воздуха, скапливается в их придонной части, что служит причиной гибели людей и животных.

 

 

Рис. 3 Грязевые котлы

в кальдере Узон.

 

 

Рис. 4. Кальдера Узон на Камчатке. Кипящий

грязевой котел.

 

Гейзеры - это горячие источники, вода которых периодически фонтанирует и

выбрасывается вверх на десятки метров. Свое название такие источники получили от Великого Гейзера в Исландии, струя которого 200 лет назад била вверх на 60 м каждые полчаса. Ряд гейзеров, несомненно, связан с вулканическими районами, например, в Исландии, на Камчатке, в Индонезии, Кордильерах Северной Америки, Японии и других местах. Высота фонтана у гейзеров, так же как и температура воды на выходе, сильно различается, но последняя обычно колеблется в пределах от +75 до +100ОС. Характерной чертой гейзеров является их короткая жизнь, часто они “умирают” за счет обвалов стенок канала, понижения уровня грунтовых вод.

 

 

ГЛАВА 7. Эффузивные и пирокластические породы как результат деятельности вулканов.

В зависимости от характера извержения (излияния лав или взрывные извержения) образуются 2 типа пород: излившиеся, или эффузивные горные породы, и вулканогенно-обломочные, или пирокластические породы; последние расчленяются на рыхлые (вулканический пепел, песок, бомбы и др.), уплотнённые и сцементированные (туфы, туфобрекчии и др.). Кроме того, выделяют промежуточные типы вулканических горных пород — туфолавы, возникшие в результате извержений богатых газами пенящихся лавовых потоков, и Игнимбрит, представляющие собой спёкшийся вулканогенно-обломочный материал, главным образом кислый, которым покрыты огромные площади, измеряемые сотнями и тысячами км2. Форма эффузивных тел определяется вязкостью лав и их температурным режимом. Покровы и потоки характерны для маловязких базальтовых лав, но встречаются и кислые (липаритовые) потоки. Купола и иглы возникают при извержениях вязких лав (дациты, липариты). Дайки и некки представляют собой заполнения расплавом трещин и подводящих каналов. Эффузивные и пирокластические вулканические горные породы могут залегать в виде стратифицированных толщ; они присутствуют в разрезах вулканических областей, переслаиваясь с осадочными горными породами.

Вулканические горные породы различаются по химическому составу, структурно-текстурным особенностям и по степени сохранности вещества пород. По химическому составу эффузивные вулканические горные породы делятся на щёлочноземельные и щелочные горные породы и, кроме того, на основные горные породы (недосыщенные кремнекислотой), средние горные породы (насыщенные кремнекислотой) и кислые горные породы (пересыщенные кремнекислотой). Степень кристаллизации лав, а также структуры и текстуры их зависят от вязкости расплава и характера его остывания. Внутренние части эффузивных тел обычно раскристаллизованы, внешние — шлаковидные, пористые и стекловатые. Для эффузивных пород характерны порфировые, микролитовые, полустекловатые структуры и флюидальные полосчатые, массивные, пористые текстуры.

Глубоко изменённые, обычно более древние, эффузивные породы называются палеотипными, а неизменённые — кайнотипными. Наиболее распространённые кайнотипные породы — базальты, андезиты, Трахиты, липариты, а их палеотипные аналоги по химическому составу — соответственно диабазы, базальтовые и андезитовые порфириты, трахитовые и липаритовые порфиры. К обломочным вулканическим горным породам относятся наряду с пирокластическими породами (туфы, вулканические брекчии) и вулканогенно-осадочные породы.(6)

 

Заключение.

Современные действующие вулканы представляют собой яркое проявление эндогенных процессов, доступных непосредственному наблюдению, сыгравшее огромную роль в развитии геологической науки. Однако изучение вулканизма имеет не только познавательное значение. Действующие вулканы наряду с землетрясениями представляют собой грозную опасность для близко расположенных населенных пунктов. Моменты их извержений приносят часто непоправимые стихийные бедствия, выражающиеся не только в огромном материальном ущербе, но иногда и в массовой гибели населения. Хорошо, например, известно извержение Везувия в 79 г.н.э., уничтожившее города Геркуланум, Помпею и Стабию, а также ряд селений, находившихся на склонах и у подножия вулкана. В результате этого извержения погибло несколько тысяч человек. Так современные действующие вулканы, характеризующиеся интенсивными циклами энергичной эруптивной деятельности и представляющие собой, в отличие от своих древних и потухших собратьев, объекты для научно-исследовательских вулканических наблюдений, наиболее благоприятные, хотя далеко не безопасные. Затухающие вулканы представляют собой яркое проявление эндогенных процессов, доступных непосредственному наблюдению, сыгравшее огромную роль в развитии геологической науки. Однако изучение вулканизма имеет не только познавательное значение. Действующие вулканы наряду с землетрясениями представляют собой грозную опасность для близко расположенных населенных пунктов. Моменты их извержений приносят часто непоправимые стихийные бедствия, выражающиеся не только в огромном материальном ущербе, но иногда и в массовой гибели населения. Хорошо, например, известно извержение Везувия в 79 г.н.э., уничтожившее города Геркуланум, Помпею и Стабию, а также ряд селений, находившихся на склонах и у подножия вулкана. В результате этого извержения погибло несколько тысяч человек. Так современные действующие вулканы, характеризующиеся интенсивными циклами энергичной эруптивной деятельности и представляющие собой, в отличие от своих древних и потухших собратьев, объекты для научно-исследовательских вулканических наблюдений, наиболее благоприятные, хотя далеко не безопасные.

 

Список литературы.

(1) intruziv.ucoz.ru

(2) www.bse.info-spravka.ru

(3) www.vseneprostotak.ru

(4) Kosmopark.com

(5) Nospe.ucoz.ru

(6) www.mining-enc.ru

Н.В.Короновский Общая Геология.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Мораль і право. Як самостійні нормативні регулятори право і мораль, разом з тим, мають спільні риси | Принципи навчання у вищій школі
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-26; Просмотров: 949; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.151 сек.