Эффузивный магматизм

Эффузивный магматизм, или вулканизм,— одно из наиболее грандиозных разрушительных и в той же сте­пени созидательных явлений природы, известное человеку с глу­бокой древности. На поверхность Земли извергаются твердые, жидкие и газообразные продукты вулканической деятельности. Образовавшаяся в недрах Земли магма при появлении разло­мов может подняться и излиться на поверхность. Такая магма, потерявшая при выходе на поверхность Земли часть газово-жидких компонентов, называется лавой.

В зависимости от формы выводного канала, по которому к поверхности поднимается вулканический материал, вулканы

Рис.13. Карымский вулкан. Камчатка

подразделяются на трещинные и центральные. У вулкана трещинного типа подводящий канал имеет форму трещины (вулканы Лаки в Исландии, Толбачик на Камчатке). Вулканы центрального типа обычно конусообразной формы (рис. 13), а извержения происходят из трубообразного выводного канала, называемого жерлом. Большинство современных вулканов относятся к центральному типу (Ключевская сопка и Карымский на п-ове Камчатке, Везувий, Этна и Вулькано на побе­режье Средиземного моря и др.).

Жидкие продукты извержения — лавы, существенно различаются по физическим свойствам в зависимости от их состава, в первую очередь от содержания кремнезема. Кислые (риолитовые) лавы характеризуются большой вязкостью, средние (андезитовые) и основные (базальтовые) лавы — значительной подвижностью, что обусловливает существование нескольких типов вулканических извержений (рис.14).

При застывании лавы образуются эффузивные, или из­лившиеся, горные породы.К твердым продуктам вулканической деятельности от­носятся вулканические бомбы — крупные, от несколь­ких сантиметров до метров в поперечнике куски затвердевшей лавы; л а пи л л и —обломки вулканического шлака величиной

Рис. 14.Типы вулканических извержений

а — гавайский, б — стромболианский, в — везувианский, г — пелейский;— слои застывшей лавы, 2 — раскаленная лава, 3 — лавовые выбросы, 4 — лавовые потоки, 5 — слои пирокластического материала, 6 — газовое облако, 7 — лавовая корка, 8 — облако газов, пепла и обломков лавовой корки, 9 — обелиск лавы, 10 — грубообломочные продукты разрушения обелиска - песок — застывшие частицы 11 — вулканическая пыль — мельчайшие (менее 1 мм) частицы лавы, вулканического стекла и других пород.

Любое вулканическое извержение сопровождается выбросом большого количества газообразных продуктов, среди которых выделяются высоко­температурные ф у м а р о лы (Т-100—300 °С) и низкотемпературные {К <100 °С) сольфатары — сернистые, а мофеты — углекислые возгоны. Фумаролы имеют разнообразный газовый состав: водяные пары, углекислый газ, азот, сернистый газ, водород, окись углерода, хлор и др. Сольфатары состоят пре­имущественно из водяных паров и сероводорода, а мофеты — главным обра­зом из водяных паров и углекислого газа.

В вулканической деятельности четко различаются два этапа. Первый — сравнительно кратковременный этап активного вулканизма, во время которого происходит энергичное формирование вулканического аппарата в результате выброса огром­ного количества шлаков и пепла, излияния лавы, и второй (последующий) — значительно более длительный, сравнительно спокойный этап поствулка­нических явлений. Второй этап характеризуется поступлением на поверхность Земли разнообразных летучих соединений, выделяющихся из излившейся лавы или из остывающего на глубине магматического очага. По многочисленным трещинам в кратере и на склонах вулканического сооружения в течение длительного времени (десятки, сотни и даже тысячи лет) поднимаются газы и разнообразные по составу и температуре горячие воды, которые производят интенсивные поствулканические изменения окружающих пород.

Географическое распространение вулканов

В настоящее время на суше известно более 700 действующих вулканов. На дне океанов действующих вулканов еще больше. Срединный Атлантический хребет, южная часть Индийского океана, обширные пространства Тихого океана представляют собой активные вулканические области. Три четверти действую­щих вулканов Земли приурочено к зоне так называемого Тихоокеанского огненного кольца, или Тихоокеанского вулканического пояса, включающего Алеутские острова, п-ов Камчатку, Курильские острова, Японию, Филиппины, о. Новую Гвинею, острова Фиджи, Новую Зеландию, Огненную Землю, западное побережье Южной и Северной Америки, п-ов Аляску (рис.15).

Другой зоной повышенной вулканической деятельности является Средиземноморско-Индонезийский пояс, в пределах которого находятся такие известные действующие и недавно потухшие вулканы, как Везувий, Этна, Стромболи, Ка-радаг, Арарат, Казбек, Эльбрус и др.

Атлантический пояс прослеживается от Исландии через Азорские и Канарские острова до островов Зеленого Мыса, о. Вознесенья, о. Святой Елены, островов Тристан-да-Кунья.

Небольшая группа вулканов приурочена к зоне Восточно-Африканских разломов.

Изучение распространения действующих вулканов показывает, что вулканизм развивается в тех областях земного шара, которые характеризуются высокой сейсмичностью, или тектонической активностью, хотя крупные сейсмические пояса имеют значительно большую протяженность, чем включенные в них зоны вулканизма. В пределах Тихоокеанского пояса выделяется 80 % всей сейсмической энергии Земли, Средиземноморско-Индонезийского пояса—15%, а на все остальные сейсмически активные участки земного шара приходится 5 % этой энергии. В геологическом прошлом Земли также отмечается общая географическая корреляция между вулканической и тектонической деятельностью. На платформах, характеризующихся тектониче­ской стабильностью и асейсмичностью, вулканические процессы не проявляются. Все это говорит о том, что вулканическая деятельность приурочена к тектонически активным зонам земного шара — геосинклинальным областям геологического прошлогои настоящего

Рис. 15.Географическое распространение вулканов (по М. М. Жукову и др.с изменениями)

1— Тихоокеанский вулканический пояс; 2 — зона потухших вулканов этого пояса; 3 — Средиземноморско-Индонезийский вулканический пояс; 4 — Индо­незийско-Тихоокеанский вулканический пояс; 5 — Атлантический пояс; 6 — вулканическая область Африканской рифтовой зоны; 7 — вулканическая область Байкальской рифтовой зоны; 8 — область современного вулканизма; 9 — группы потухших вулканов

Метаморфизм

Под метаморфизмом понимается изменение горных пород под воздействием температуры, давления и химически активных веществ, выделяющихся из недр Земли. Горные породы, в результате тектонических движений, попадая в иные физико-химические условия по сравнению с первоначальными условиями их формирования, испытывают различные преобразования, т. е. метаморфизуются. В результате метаморфизма из исходной горной породы — магматической или осадочной — образуется новая горная порода — метаморфическая. Различают два рода метаморфических преобразований горных пород:

а) собственно метаморфизм — образование новых метаморфических пород, не сопровождающееся изменением химического состава исходных пород (не считая воды и углекислоты), например, преобразование известняка в мрамор в результате перекристаллизации;

б) метасоматизм — преобразование горных пород в результате привноса новых веществ, сопровождающееся изменением химического состава исходных пород (например, образование рудных скарнов по известнякам).

Основными факторами метаморфизма являются: 1) температура; 2) всестороннее давление, вызываемое массой вышележащих пород; 3) одностороннее давление, или стресс, обусловленное тектоническими движениями; 4) химически активные вещества (различные растворы и газы). В зависимости от характера и интенсивности воздействия этих факторов на горные породы различают следующие виды метаморфизма: региональный, контактовый, гидротермальный, динамический (катакластический).

Региональный метаморфизм проявляется на больших площадях, измеряемых сотнями и тысячами квадратных километров, вне зависимости от каких-либо местных источников тепла. Это наиболее важный и широко распространенный вид метаморфизма. Региональный метаморфизм развивается почти исключительно в подвижных зонах земной коры в геосинклинальных областях. Региональный метаморфизм часто носит зо­нальный характер. При этом в центрах метаморфической зональности наблюдаются наиболее глубокие преобразования исходных горных пород, сопровождающиеся метасоматизмом, частичным или полным расплавлением пород. Контактовый метаморфизм развивается на контакте интрузии с вмещающими породами. Различают контактово - термальный метаморфизм, происходящий под воздействием тепла магмы и сопровождающийся преимущественно перекристаллизацией пород в контакте с интрузией, и контактово-метасоматический метаморфизм, обусловленный привносом во вмещающие породы или выносом из них различных веществ, в связис чем наблюдаются существенные изменения и химического, и минерального состава вмещающих и самих интрузивных пород

Гидротермальный метаморфизм представляет собой процесс изменения горных пород под влиянием растворов, источником которых могут быть остывающие магматические очаги (постмагматиче ские изменения) или более глубокие зоныземной коры. Гидротермальный метаморфизм сопровождается процессами выполнения полостей (например, гидротермальныежилы выполнения) и замещения горных пород (например, околожильные метасоматические изменения).

Динамический, или катакластический, метаморфизм развивается под влиянием одностороннего давления, возникающего при тектонических движениях. Горные породы подвергаются дроблению важный и широко распространенный вид метаморфизма. Региональный метаморфизм развивается почти исключительно в подвижных зонах земной коры в геосинклинальных областях. Региональный метаморфизм часто носит зональный характер. При этом в центрах метаморфической зональности наблюдаются наиболее глубокие преобразования исходных горных пород, сопровождающиеся метасоматизмом, частичным или полным расплавлением пород.