Какие бывают вулканические продукты

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:

1) вулканический пепел, пыль;

2) вулканический песок;

3) вулканические камешки (лапилли);

4) вулканические бомбы;

5) 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. Чем больше взрывная волна, тем больше количество твердых продуктов извержения; их очень много при извержениях бандайсанского, катмайского и пелейского типов (рисунок 4) и относительно мало при извержениях исландского и гавайского типов (рисунок 5).

Рисунок 4 — Пелейский тип извержения вулкана

Пелейский тип извержений характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы. Своё название этот тип извержений получил от вулкана Мон-Пеле на осторове Мартиника в группе малых Антильских островов, где 8 мая 1902 года взрывом была уничтожена вершина дремавшего до этого вулкана и вырвавшаяся из жерла раскалённая тяжёлая туча уничтожила город Сен-Пьер с 40 000 жителями. После извержения из жерла вылезла «игла» вязкой магмы, которая достигнув высоты 300 метров, вскоре разрушилась. Подобное извержение произошло 30 марта 1956 года на Камчатке, где грандиозным взрывом была уничтожена вершина вулкана Безымянного. Туча пепла поднялась на высоту 40 км, а по склонам вулкана сошли раскалённые лавины, которые, растопив снег, дали начало мощным грязевым потокам.

Рисунок 5 — Гавайский тип

Извержения гавайского типа могут возникать вдоль трещин и разломов, как при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях в 1950 году. Они также могут проявляться через центральное жерло, как при извержении в кратере Килауэа Ики вулкана Килауэа (Гавайи) в 1959 году.

Данный тип характеризуется выбросами жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, формирующей огромные плоские щитовые вулканы. Пирокластический материал практически отсутствует. В ходе извержений через трещины фонтаны лавы выбрасывается через разломы в рифтовой зоне вулкана и растекаются вниз по склону потоками небольшой мощности на десятки километров. При извержении через центральный канал лава выбрасывается вверх на несколько сотен метров в виде жидких кусков типа «лепёшек», создавая валы и конусы разбрызгивания. Эта лава может скапливаться в старых кратерах, формируя лавовые озёра.[13]

В момент извержения вулкана вылетают из кратера со скоростью 500-600м/c.:

1) Вулканический пепел представляет собой мельчайшие (от долей до миллиметра) остроугольные обломки пемзы, стекла, различных минералов, видимые только под микроскопом. Цвет вулканического пепла самый разнообразный. Из камчатского вулкана Ксудач в 1907 г. был выброшен пепел желтого цвета, часть пепла вулкана Кракатау имела красный цвет. Вулканический пепел выбрасывается иногда в огромных количествах. При извержении вулкана Ксудач его было выброшено около 3 кмі. Еще большее количество пепла (около 20 кмі) было выброшено при извержении вулкана Катмай (1912 г.).

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.

Скорость перелета пепла достаточно большая; во время извержения вулкана Аски в Исландии через 12 часов после извержения пепел оказался на западном берегу Норвегии, а еще через 10 часов долетел до Стокгольма, т. е. скорость его переноса достигала 80-100 км/час (рисунок 6).

Рисунок 6 — Вулканический пепел

Вулканический пепел, оседая на склонах вулкана или на некотором расстоянии от него, образует вулканический туф.

Вулканический туф — это горная осадочная порода, которая образовалась преимущественно из вулканического пепла, который оказался на поверхности после извержения вулкана. Соответственно, эту породу добывают на прилегающих к вулканам территориях. Богатые месторождения такого камня находятся на территории Италии, Кабо-Верде, Армении и Исландии. Самым крупным из них считается Артикское туфовое месторождение, в котором насчитывается более 250 млн м2; этого минерала.

Более половины химического состава данной горной породы образуется за счёт оксида кремния (49-75 %) и окиси алюминия (9-23 %). Помимо этого, в состав камня входят оксиды железа, магния, калия, натрия и других химических элементов в незначительных количествах. Вулканический туф возник путем смешения жидкой лавы с частицами песка и вулканического пепла. Эта порода является пористой (пористость находится в пределах 21,3-46,6 %), образованной путем скрепления тем или иным путём обломочного материала. Окраска материала может быть различной. В природе можно встретить: чёрный, коричневый, бурый, красный, кремовый, оранжевый, жёлтый, фиолетовый, синевато-белый, белёсо-зелёный и другой цвет данного камня. Многие экземпляры имеют неоднородную окраску, наблюдаются вкрапления в базовую палитру иных цветов (рисунок 7).

Рисунок 7 — Вулканический туф

Физико-механические характеристики варьируются в зависимости от вида камня. Например, степень спекания, в зависимости от которой выделяют спёкшиеся и сцементированные разновидности, определяет параметр прочности. Плотность породы составляет 2400-2610 кг/м3; объёмный вес варьируется от 1370 до 2050 кг/м3. Степень водопоглощенияпо весу может достигать 23,3 %. Морозостойкость данного материала невелика — около 25 циклов замерзания-оттаивания. Коэффициент водонасыщения варьируется в пределах 0,57-0,86, коэффициент размягчения — 0,72-0,89. Предел прочности вулканической породы при сжатии составляет 13,3-56,4 МПа. Для строительных целей большое значение имеет такая характеристика этого камня, как низкая теплопроводность (0,21 — 0,33 Вт/°С). По результатам исследований в местах с холодным климатом установлено, что сооружение, построенное из вулканического туфа или облицованное плиткой из него, долго сохраняет большое количество тепла, что экономит немало средств на отопление. Теплоотдачу благодаря его применению можно снизить на 35-40 %.

По составу различают липаритовые, дацитовые, андезитовые, базальтовые и прочие разновидности. По плотности трассы выделяют (плотные) и пуццоланы (рыхлые). По характеру обломков выделяют разновидности: витрокластические — из обломков вулканического стекла, кристаллокластические — из отдельных металлов, литокластические — из обломков горных пород, а также смешанного состава.

Вулканический туф широко используется в строительных и архитектурных целях. Он обладает тепло- и звукоизоляционными качествами, прочностью, долговечностью. Простота его добычи и лёгкость в обработке позволили ещё древним народам использовать его в качестве строительного материала, из которого были возведены такие известные культовые объекты, как монастырь Лмбатаванк (VII в.), церкви Аствацацин (VI в.), Ереруйк (V в.) и другие сооружения, которые дошли до наших дней в полной сохранности. Сейчас в цельном виде вулканический туф выходит на рынок в виде крупных стеновых блоков или облицовочных плит. Ему можно найти применение и в наружной облицовке здания, и в дизайне внутреннего интерьера. Благодаря гидравлическим качествам туф используют в виде песка или щебня для различных растворов, добавки к цементу, воздушной извести, к другим строительным и штукатурным смесям. Из него производят стойкие краски, включают его в состав шлакобетонных блоков. Также его используют для изготовления художественных поделок и предметов домашнего обихода.

Пласты пепловых пород, накопившиеся в результате прошлой деятельности ныне потухших вулканов, встречаются очень часто, причем иногда в значительном удалении от вулкана. Например, пеплы вулканов, извергавшихся в Закарпатье, были встречены к северу от Карпат в Подолии, а пеплы кавказских вулканов встречаются в Воронежской области. Толщина пластов этих пород достигает иногда нескольких метров.

2) 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 (рисунок 8).

Рисунок 8 — Вулканический песок

3) Лапилли — (от лат. lapillus — камешек), округлые или угловатые вулканические выбросы размером от 2 до 50 мм имеющие разнообразные формы. Состоят из застывших в полете кусков свежей лавы, старых лав и чуждых вулкану пород. Они почти всегда богаче буроватым или зеленоватым стеклом, чем соответствующие им застывшие лавы (рисунок 9).

Рисунок 9 — Лапилли

4) Из кратера вулкана в большом количестве выбрасываются и более крупные, чем песок и пепел, обломки самых различных размеров -вулканические бомбы. Все они, как правило, угловаты и очень различны по составу. Вулканические бомбы- крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн (во время извержения Везувия в 79г., вулканические бомбы «слезы Везувия» достигали десятков тонн) (рисунок 10). Они образуются при взрывном извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Вулканические бомбы бывают 2-х категорий:

— возникшие из более вязкой и менее насыщенной газами лавы; они сохраняют правильную форму даже при ударе о землю из-за корочки закаливания, образовавшейся при их остывании.

— формируются из более жидкой лавы, во время полета они приобретают самые причудливые формы, дополнительно усложняющиеся при ударе.

Рисунок 10 — Вулканические бомбы

5) Вулканические глыбы это наиболее крупные (>1 м) обломки лав, выбрасываемые из жерла вулкана в твердом состоянии.Во время извержения горы Вулькано однажды была выброшена глыба объемом 25 мі и весом 68 т. В большом количестве обломки выделяются обычно в первую фазу извержения, когда происходит прорыв основного жерла, затем к ним примешиваются во все возрастающем количестве лапилли и лавовые бомбы. Обломки вместе с вулканическим песком и пеплом скапливаются на склонах вулкана у его подножия и главным образом в рытвинах и канавах, бороздящих склон (рисунок 11).

Рисунок 11 — Вулканические глыбы

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, а 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. [14]

Главная
Случайная страница

Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать неотразимый комплимент
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Продукты извержения вулканов разделяются на жидкие, твёрдые и газообразные.

Твёрдые продукты извержений представлены пирокластическими породами (от греч. «рyг» — огонь и «klao» — ломаю, разбиваю) — обломочными горными породами, образовавшимися в результате накопления выброшенного во время извержений вулканов материала. Разделяются на эндокластиты, образующиеся при разбрызгивании и застывании лавы, и экзокластиты, образующиеся в результате дробления образовавшихся ранее прикокластических пород. По размеру обломков разделяются на вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и вулканическую пыль. Вулканический песок и вулканическая пыль объединяются термином вулканический пепел.

Классификация пирокластических пород (согласно «Петрографический кодекс»)

Вулканические бомбы являются наиболее крупными среди пирокластических образований, их размер может достигать нескольких метров в поперечнике. Образуются из обрывков лав, выброшенных из кратера. В зависимости от вязкости лав обладают различной формой и скульптурой поверхности. Бомбы веретенообразной, каплеобразной, ленточной и кляксообразной формы образуются при выбросах жидких (преимущественно базальтовых) лав. Веретенообразная форма возникает из-за быстрого вращения маловязкой лавы во время полёта. Кляксообразная форма возникает при выбросах жидкой лавы на небольшую высоту, не успевая отвердеть, при ударе о землю они сплющиваются. Ленточные бомбы образуются при выжимании лавы сквозь узкие трещины, встречаются в виде обломков лент. Специфичные формы образуются при фонтанировании базальтовых лав. Тонкие струйки жидкой лавы развеваются ветром и застывают в виде нитей, такие формы называют «волосы Пеле» (Пеле – богиня, по преданию, живущая в одном из лавовых озёр на Гавайских островах). Для бомб, образовавшихся за счёт вязких лав, характерны полигональные очертания. Некоторые бомбы во время полёта покрываются охлаждённой затвердевшей коркой, которая разрывается выделяющимися из внутренней части газами. Их поверхность приобретает вид «хлебной корки». Вулканические бомбы могут быть сложены и экзокластическим материалом, особенно при взрывах, разрушающих вулканические постройки. Лапилли (от лат. «lapillus» — камешек) представлены округлыми или угловатыми вулканическими выбросами, состоящими из застывших в полете кусков свежей лавы, старых лав и чуждых вулкану пород. Наиболее мелкий пирокластический материал составляет вулканический пепел. Большая часть вулканических выбросов осаждается вблизи вулкана. В качестве иллюстрации этого достаточно вспомнить засыпанные пеплом при извержении Везувия в 79 году города Геркуланум, Помпею и Стабию. При сильных извержениях вулканическая пыль может выбрасываться в стратосферу и во взвешенном состоянии перемещаться воздушными потоками на тысячи километров.

Первоначально рыхлые вулканические продукты (называемые «тефра») впоследствии уплотняются и цементируются, превращаясь в вулканические туфы. Если обломки пирокластических пород (бомб и лапиллей) цементируются лавой, то образуются лавобрекчии. Специфичными, заслуживающими особого рассмотрения, образованиями являются игнимбриты (от лат. «ignis» — огонь и «imber» — ливень). Игнимбриты представляют собой породы, состоящие из спекшегося пирокластического материала кислого состава. Их образование связано с возникновением палящих туч (или пепловых потоков) – потоков раскалённого газа, капель лавы и твёрдых вулканических выбросов, возникающих вследствие интенсивного импульсного выделения газов при извержении.

Жидкими продуктами извержений являются лавы. Лава (от итал. «lava» — затопляю) – это жидкая или вязкая расплавленная масса, поступающая на поверхность при вулканических извержениях. Лава от магмы отличается низким содержанием летучих компонентов, что связано с дегазацией магмы по мере продвижения к поверхности. Характер поступления лавы на поверхность определяется интенсивностью выделения газов и вязкостью лавы. Существуют три механизма поступления лавы — эффузия, экструзия и эксплозия — и, соответственно, три главных типа извержений. Эффузивные извержения представляют собой спокойные излияния лавы из вулкана. Экструзия – тип извержения, сопровождающийся выдавливанием вязкой лавы. Экструзивные извержения могут сопровождаться взрывным выделением газов, приводящим к образованию палящих туч. Эксплозивные извержения – это извержения взрывного характера, обусловленные быстрым выделением газов.

Схема 5.1. Фации вулканогенных пород (Полевая геология, 1989)

1 – дайки; 2 – силлы, лакколиты; 3 – эксплозивная субфация; 4 – лавовые потоки (эффузивная субфация); 5 – купола и обелиски (экструзивная субфация); 6 – жерловая фация; 7 – гипабиссальная интрузия.

Лавы, как и их интрузивные аналоги, в первую очередь разделяются на ультраосновные, основные, средние и кислые. Ультраосновные лавы в фанерозое встречаются очень редко, хотя в докембрии (в условиях более интенсивного притока эндогенного тепла) были распространены значительно шире. Основные – базальтовые – лавы обычно жидкие, что связано с низким содержанием кремнезёма и высокой температурой при выходе на поверхность (около 1000-11000С и более). Благодаря жидкому состоянию они легко отдают газы, что определяет эффузивный характер извержений, и способность разливаться на большие расстояния в виде потоков, а в районах со слабо расчленённым рельефом образовывать обширные покровы. Особенности строения поверхности лавовых потоков позволяет выделять среди них два типа, которым даны гавайские названия. Первый тип называется пахоэхоэ (или канатные лавы) и образуется на поверхности быстро текущих лав. Текущая лава покрывается коркой, которая в условиях активного движения не успевает приобрести существенную мощность и быстро волнообразно сморщивается. Эти «волны» при дальнейшем движении лавы сбиваются и выглядят как уложенные рядом канаты. Второй тип, называемый аа-лава, свойственен более вязким базальтовым (или иного состава) лавам. Из-за более медленного течения корка приобретает бoльшую толщину и разламывается на угловатые обломки, поверхность аа-лав представляет собой скопление остроугольных обломков с шиповидными или иглообразными выступами.

По мере роста содержания кремнезема лавы становятся более вязкими и застывают при более низкой температуре. Если базальтовые лавы сохраняют подвижность при температурах порядка 600-7000С, то андезитовые (средние) лавы застывают уже при 7500С и более. Обычно наиболее вязкими являются кислые дацитовые и липаритовые лавы. Повышенная вязкость затрудняет отделение газов, что может приводить к эксплозивным извержениям. Если вязкость лав высока, а давление газов относительно низкое происходить экструзия. Спецификой отличается и строение лавовых потоков. Для вязких средних и кислых расплавов, характерно образование глыбовых лав. Глыбовые лавы внешне близки аа-лавам и отличаются от них отсутствием шиповидных и иглообразных выступов, а также тем, что глыбы на поверхности имеют более правильную форму и гладкую поверхность. Движение лавовых потоков, поверхность которых покрыта глыбовыми лавами, приводит к образованию лавобрекчиевых горизонтов.

При излиянии жидкой базальтовой лавы в воду происходит быстрое застывание поверхности потоков, что приводит к образованию своеобразных «труб», внутри которых продолжает двигаться расплав. Выдавливаясь из края такой «трубы» в воду, порция лавы приобретает каплеобразную форму. Поскольку охлаждение происходит неравномерно и внутренняя часть ещё некоторое время продолжает оставаться в расплавленном состоянии, происходит сплющивание лавовых «капель» под действием силы тяжести и веса следующих порций лавы. Нагромождения таких лав называют подушечными лавами или пиллоу-лавами (от англ. «pillow» — подушка).

Газообразные продукты извержений представлены парами воды, углекислым газом, водородом, азотом, аргоном, окислами серы (SO2, SO) и другими соединениями (HCl, CH4, H3BO3, HF и др.). Температура вулканических газов изменяется от первых десятков градусов до тысячи и более градусов. В целом высокотемпературные эксгаляции (HCl, CO2, O2, H2S и др.) связаны с дегазацией магмы, низкотемпературные (N2, CO2, H2, SO2) образуются как ювенильными флюидами, так и за счёт атмосферных газов и подземных вод, просачивающихся в вулкан.

При быстром выделении газов из магмы или превращении подземных вод в пар происходят газовые извержения. При извержениях такого рода отмечается непрерывное или ритмичное выделение газа из жерла, выбросов нет или очень незначительные количества пепла. Мощные извержения газа и пара пробивают в горных породах канал, из которого выбрасываются обломки пород, образуя на вал, окаймляющий кратер. Газовые извержения происходят и через жерло существующих полигенных вулканов (примером служит газовое извержение Везувия в 1906 г.).

Date: 2015-06-07; view: 1809; Нарушение авторских прав