Продукты эруптивной активности вулканов. Постмагматические процессы.

Эруптивная активность — процесс извержения.

Среди продуктов извержений вулканов выделяют три типа: жидкие (лавы), газообразные и твёрдые.

Лава — магма, лишившаяся флюидных компонентов. По содержанию SiO2 лавы подразделяются, как и горные породы, на кислые (SiO2>65%), средние (65-52%), основные (52-45%). Основные лавы тяжёлые, высокотемпературные (до 1200-1300 °C), обогащены кальцием, магнием и железом, отличаются малой вязкостью и большой подвижностью. Кислые и средние магмы, обогащённые натрием и калием, отличаются высокой вязкостью и малой подвижностью.

Газообразные продукты играют важную роль при вулканических извержениях, особенно при взрывном характере. Струи горячего вулканического газа называют фумаролами (нередко это слово употребляется применительно к отверстию, из которого выходят вулканические газы). Наибольшее значение и распространение в вулканических газах имеют водород, кислород, углерод и сера, образующие те или иные соединения в зависимости от температуры. Кроме того, присутствуют фтор, хлор, бор, азот и их соединения. Следует отметить постоянно присутствие воды, но при высоких температурах частично проявляется её диссоциация на H+ и О2-.

Фумаролы делятся на:

1) Сухие (t>500°C): H2, He;

2) Сернистые (сольфатары) (t=300-500°C): в их состав входят SO2, H2S, пары H2SO4;

3) Щелочные (аммиачные) (t>100°C): HCl, NO2;

4) Холодные углекислые (мофетты) (t<°100°C): преобладает CO2/CO, присутствуют H2S, CH4 и водяной пар.

Твёрдые продукты образуются либо в результате разрушения вулканического конуса, либо в результате застывания лавы, вышедшей на поверхность. Выброшенная лава распыляется в атмосфере и выпадает на склоны вулкана и смежные с ним области в виде различных по размеру частиц.

Все твёрдые продукты извержения и породы, образующиеся из них, называются пирокластическими. Пирокластический материал может проникать даже в стратосферу.

Твёрдые продукты извержений подразделяются на несколько типов по размерам частиц и обломков.

Самым мелким является вулканический пепел (>0,1 мм). Частицы преимущественно состоят из вулканического стекла (обсидиана), имеющего клиновидную форму. Цвет преимущественно светлый.

Более крупные — вулканический песок (до 2 мм). Цвет зависит от химического состава магмы. Если магма кислая, то светлый, если основная, то тёмный.

Лапилли (до 1,5-3 см) — вулканические камешки.

Вулканический шлак (до 10 см) — хрустящие пористые комочки.

Вулканические бомбы (от 10 см до 1м) образуются из более вязкой лавы. Выпадают, как и лапилли, ближе к кратеру вулкана. Имеют своеобразную форму — веретенообразная, грушевидная, вытянуто-овальная, — которая показывает, что они образуются из пластического вещества лавы, застывающей в атмосфере, что отличает их от угловатых обломков горных пород, раздробленных газовыми взрывами.

Вулканические глыбы (несколько метров) — куски вулкана.

К постмагматическим процессам относятся эндогенные геологические процессы, связанные с деятельностью флюидов, которые отделяются от магматических расплавов. К постмагматическим относятся процессы двух типов: пневматолитовые и гидротермальные.

Пневматолитовыми (от греческого «пневма» – газ) называются эндогенные процессы, связанные с деятельностью флюидной фазы в газообразном состоянии. Проявления пневматолитовых процессов в глубинных условиях наиболее характерны при температурах порядка 400-500ºС. Ведущую роль в пневматолитовой деятельности играют такие «летучие» компоненты, как H2O, HF, HCl. В результате взаимодействия этих компонентов с веществом горных пород, в которые они проникают, образуются новые минералы – такие, как флюорит, топаз, турмалин, и другие.

Гидротермальный процесс начинается, когда температура опускается ниже критической точки воды (375ºС). С этого момента вода, играющая ведущую роль в составе постмагматических флюидов, переходит в жидкую фазу и начинает циркулировать в виде горячих растворов. Протекают гидротермальные процессы в диапазоне температур 375-50ºС. Чем выше температура гидротермальных растворов, тем выше растворимость в них большинства минеральных веществ. Поэтому самые горячие растворы обычно являются наиболее минерализованными. По мере снижения температуры избыток растворённых веществ выделяется в кристаллической форме. Образуются разнообразные минералы гидротермального происхождения, которые заполняют любые возможные пустоты в горных породах или замещают минеральное вещество, слагавшее их ранее. Так как гидротермальные растворы проникают в окружающие горные породы преимущественно по трещинам, продукты гидротермальной деятельности отлагаются обычно в форме жил или прожилков. Реже они слагают в породах изометричные гнёзда или обособления неправильной формы.

Пегматитовый процесс представляет собой особый тип эндогенного процесса, занимающий пограничное положение между процессами собственно магматическими и постмагматическими. Протекают они с одновременным участием наиболее поздних, эвтектических порций магматического расплава и флюидной фазы при высокой концентрации последней. Дискуссии о том, какая из фаз – расплавная или флюидная – играет в пегматитовом процессе ведущую роль, продолжаются среди специалистов уже очень долгое время. Для реализации пегматитового процесса требуется два условия. Первое – это изначально достаточно высокое содержание в магматическом расплаве флюидной фазы. Так как наиболее насыщены соответствующими компонентами обычно кислые (гранитные) магмы, то и проявления пегматитового процесса наиболее часто связаны с гранитным магматизмом. Намного реже встречаются пегматиты, являющиеся производными магм среднего или основного состава. Второе условие состоит в том, что флюидная фаза должна удерживаться в расплаве до самых заключительных стадий кристаллизации, что возможно при достаточно больших давлениях. Поэтому пегматитовая деятельность может протекать лишь на достаточно больших глубинах, не менее 4-5 км.