Типы вулканических извержений

Характер извержений бывает весьма различным и зависит от температуры лавы и ее химического состава. Эти свойства определяют качество и количество продуктов извержения, наличие и силу сопровождающих землетрясений и т. д. По таким признакам установлено несколько четко выраженных типов извержений - гавайский, стромболианский, везувианский и пелейский.

Гавайский тип извержений характерен для вулканов Мауна-Лоа и Килауэа на о-ве Гавайи. Это классические щитовидные вулканы с очень пологими склонами (уклон не более 5°) и конусом, сложенным слоями остывшей лавы. Такие пологие конусы образовались в результате излияния подвижной жидкой базальтовой лавы с малым содержанием газов (рис. 45, а). Извержению этого типа предшествует подъем магмы и накопление ее в магматических камерах. По мере возрастания давления лава начинает медленно переливаться через край кратера и разливаться по склону.

Наиболее характерными примерами извержений стромболианского типа являются извержения вулканов Стромболи в Средиземном море и Ключевского на Камчатке (рис, 45,6). Лава, изливающаяся из этих вулканов, менее подвижна, заключенные в ней газы выделяются спорадически, в виде взрывов. При этом комки лавы, часто раскаленной, выбрасываются из кратера, образуя бомбы и лапилли. Вот как описывает извержение Ключевского вулкана советский вулканолог Б. И. Пийп. В канун 1945 г. из кратера Ключевского вулкана вырвался огромный клуб газов, высота которого по визуальным подсчетам составила 7 км. Вместе с газом был выброшен огненный столб пепла высотой около 1,5 км. В это же время с вершины вулкана обрушилась лавина бомб, после чего началось выпадение пепла из выброшенного облака. Извержение сопровождалось грохотом, который был слышен на расстоянии 200 км, и многочисленными толчками землетрясении, сила которых достигала 3-5 баллов. Через несколько дней из кратера начала изливаться раскаленная лава, которая стекала вниз по склонам вулкана Излияние лавы продолжалось около 20 дней, после чего началось выделение газовых струй в кратере и по склонам. Подобные извержения Ключевского вулкана повторялись неоднократно.

Рис. 45. Типы вулканических извержений

а – гавайский; б –стромболианский; в – везувианский; г – пелейский. 1 – застывшая лава; 2 – расплавленная лава; 3 – канал (жерло); 4 – облако газов и пепла; 5 – пепел и бомбы; 6 – черная туча пепла; 7 – «палящая» туча; 8 – обелиск вязкой лавы

К везувианскому типу следует отнести извержения таких вулканов, как Везувий, Этна, Вулькано и др. (рис. 45,в). Все они расположены в Средиземном море. Для везувианского типа извержения характерны чрезвычайно мощные выбросы магмы, насыщенной газом. Продукты извержения выбрасываются наружу в виде огромных черных туч, из которых затем выпадают ливни пепла и грязевые потоки. Лава изливается из боковых трещин и устремляется по склонам конуса.

Пелейский тип - извержения вулкана Мон-Пеле, расположенного на о-ве Мартиника (рис. 45, г). Извержениям этого. типа обычно предшествуют сильные подземные толчка Магма вулканов чрезвычайно вязкая и содержит много газов Извержение сопровождается сильными взрывами, а магма пробивает себе путь через боковые трещины, так как жерло перекрыто куполом. При выходе на поверхность лава вследствие значительной вязкости выдавливается вверх в виде огромной пробки, образующей обелиск. При этом из-под пробки вырываются нагретые газы, капельки лавы и пепла, образующие «палящую» тучу раскаленных продуктов извержения.

Как показали наблюдения, характер извержения одного и того же вулкана со временем может измениться. Обычно это бывает связано с изменением химического состава магм, питающих вулкан

Билет №46. Факторы метаморфизма. Характер изменения горных пород при метаморфизме. Литостатическое и направленное давление – структуры метаморфических пород.

Последовательность изменения горных пород при метаморфизме

 

Главными факторами метаморфизма являются температура, давление, растворы и газы, выделяющиеся из магмы. Обычно эти факторы действуют одновременно, но преобладающим является какой-нибудь один; он и определяет тип метаморфизма. Метаморфизм, связанный с изменением давления, называется динамометаморфизмом, с изменением температуры — термометаморфизмом, а метаморфизм, связанный с газами и парами, — соответственно пневматолитовым и гидротермальным метаморфизмом. ЛИТОСТАТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ — состояние твердого тела Земли или отдельных его частей, при котором давление в каждой заданной точке определяется весом вышележащего столба минер. масс. Структуры метаморфических пород

Понятие «структура» не имеет строгого определения и носит интуитивный характер. Согласно практике геологических исследований «структура» больше характеризует размерные (крупно-, средне- или мелкообломочные) параметры слагающих породу зёрен.

Структуры метаморфических пород возникают в процессе перекристаллизации в твёрдом состоянии, или кристаллобластеза. Такие структуры называют кристаллобластовыми. По форме зёрен различают текстуры :

• гранобластовая (агрегат изометрических зёрен);

• лепидобластовая (агрегат листоватых или чешуйчатых кристаллов);

• нематобластовая (агрегат игольчатых или длиннопризматических кристаллов);

• фибробластовая (агрегат волокнистых кристаллов).

По относительным размерам:

• гомеобластовая (агрегат зёрен одинакового размера);

• гетеробластовая (агрегат зёрен разных размеров);

• порфиробластовая;

• пойкилобластовая (наличие мелких вростков минералов в основной ткани породы);

• ситовидная (обилие мелких вростков одного минерала в крупных кристаллах другого минерала).

.

Название породы	Минералогический состав	Тип метаморфизма	Последовательность изменения магматических пород		Последоваьность изменения осадочных пород
Мрамор	Кальцит, реже доломит, различные примеси	Контактово-термальный, региональный	Не образуется		Известняк → полукристаллический, известняк→ тонкозернистый, мрамор → крупнозернистый, мрамор → грубозернистый, мрамор
Кварц	Кварц и различные примеси	Контактово-термальный, региональный	Кварцевые порфириты→ кварцит		Кварцевый песок→ кварцевый песчаник→ кварцит→ кварцевый сланец→ перекристаллизованный кварцит
Роговик	Полевой шпат, слюда, кварц, роговая обманка и др.	Контактово-термальный	Кислые, средние, магматические→ роговик		Осадочные глинистые, обломочные → роговик
Скарн	Пироксены и гранат, в примесях магнезит, кальцит и др.	Контактово-матасомати-ческий	Кислые породы роговик→ скарн		Карбонатные, силикатные породы → скарн
Гнейс	Кварц, полевой шпат, слюда, роговая обманка, авгит	Региональный	Гранит → гранитогнейс→ гнейс, гранодиорит → гранитогнейс → гнеис,         кварцевый парфир, липарит, дацит → андезит → гнейс		Глина → глинистый сланец → филлит→ слюдяной сланец → гнейс; Мергель → известковый филлит → известково-слюдистый сланец → гнейс; Кварцевые гальки, песок → конгломерат → конгломератслюдистый сланец → гнейс сланцеватый → гнейс кварцитовидный.
Филлит	Кварц, серицит, хлорит, биотит, альбит	Региональный	–		Глина → аргиллит→ глинистый сланец→ филлит
Слюдяной сланец	Слюда, кварц, полевой шпат и др.	Региональный	–		Глина → филлит → глинистый сланец
Роговооб-манковый сланец (амфибо-       лит)	Роговая обманка, авгит, слюды.	Региональный	Основные
Хлоритовый сланец	Тальк, хлорит и др.	Региональный	Основные		Глинистые
Тальковый сланец	Тальк, хлорит и др.	Региональный	Основные
Брекчия тектоническая, Катаклазит, Монолит	Различный	Динамо-метаморфизм	Любые породы		Любые силикатные породы

Тема «МЕТАМОРФИЗМ»

Билет №47. Факторы метаморфизма. Типы метаморфизма.

Главными факторами метаморфизма являются температура, давление, растворы и газы, выделяющиеся из магмы. Обычно эти факторы действуют одновременно, но преобладающим является какой-нибудь один; он и определяет тип метаморфизма. Метаморфизм, связанный с изменением давления, называется динамометаморфизмом, с изменением температуры — термометаморфизмом, а метаморфизм, связанный с газами и парами, — соответственно пневматолитовым и гидротермальным метаморфизмом.      При динамометаморфизме все округлые части породы (например, гальки в конгломератах) сдавливаются и превращаются в линзообразные включения, зерна породы также раздавливаются в направлении, перпендикулярном к направлению давления, происходит переориентировка всех вытянутых и плоских минералов длинными осями в одном направлении, перпендикулярном давлению. При этом порода как бы разделяется на множество тонких чешуек, или пластинок, которые часто скользят друг по другу, плоскости их вследствие трения пришлифовываются и индивидуальность чешуек выступает еще более отчетливо. Так возникает сланцеватая текстура, и вся порода превращается в сланец. Давление, переориентировка минералов и трение вызывают повышение температуры, происходит частичная перекристаллизация минералов, изменение их формы и размеров.      При термометаморфизме главную роль играет повышение температуры. При разогревании породы происходит перекристаллизация вещества. В этом процессе часто принимает участие вода, которая, превращаясь в пар и вступая в реакции, способствует образованию новых минералов.      Термальный метаморфизм очень четко проявляется на контактах с интрузиями, температура которых часто превышает 1000° Остывание интрузий идет очень медленно, поэтому происходит значительный прогрев вмещающих пород.      Пневматолитовый и гидротермальный метаморфизм способствует образованию в породе многочисленных новых минералов, а так как воздействие газов и паров воды совершается обычно в условиях повышенной температуры, то в породе одновременно происходит перекристаллизация первичного вещества, которое вступает в реакцию с вновь принесенными в парах, газах или воде элементами.      В результате пневматолитового и гидротермального метаморфизма сильно изменяются не только структура и текстура породы, но и ее химический состав.       Преобразования породы в процессе метаморфизма бывают настолько сильны, что первоначальный характер породы становится почти неузнаваемым.      Очень часты при метаморфизме, особенно пневматолитовом и гидротермальном, случаи замещения одних минералов другими— это явление называется метасоматозом. Так, например, кремнекислые растворы, идущие от магмы, могут заместить карбонат кальция в известняковой породе и тогда известняк сначала становится кремнистым, а затем может превратиться в кварцит.      Большое значение при метасоматозе играет вода, так как она облегчает перенос вещества и, растворяя и выщелачивая неустойчивые компоненты вмещающей породы, способствует образованию полостей, в которых отлагаются вновь приносимые элементы. Такие полости бывают иногда очень малы — типа пор между отдельными минералами.       Причинами метаморфизма может быть внедрение магмы в верхние части земной коры и общее возрастание температуры и давления при погружении горных пород на большую глубину. В зависимости от причин, вызвавших метаморфизм, различают его отдельные типы: контактовый, региональный и ультраметаморфизм. Таким образом, получается классификация видов метаморфизма, основанная на другом принципе, чем выделение типов метаморфизма по факторам (температура, давление и т. п.). 

Билет №48. Факторы метаморфизма. Метаморфические фации. Индекс-минералы – геотермометры и геобарометры.

Главными факторами метаморфизма являются температура, давление, растворы и газы, выделяющиеся из магмы. Обычно эти факторы действуют одновременно, но преобладающим является какой-нибудь один; он и определяет тип метаморфизма. Метаморфизм, связанный с изменением давления, называется динамометаморфизмом, с изменением температуры — термометаморфизмом, а метаморфизм, связанный с газами и парами, — соответственно пневматолитовым и гидротермальным метаморфизмом.

ФАЦИЯ метаморфизма (а. facies; н. Fazies; ф. facies; и. facies) — область термодинамической устойчивости метаморфических пород, выделяемая относительно факторов метаморфизма: литостатического давления (Р), температуры (Т) и парциальных давлений, участвующих в реакциях флюидных компонентов (Рн2о, Pсо2 и др.).

Фации называются по типичным для них породам — метабазитам (фация зелёных сланцев, фация амфиболитов, фация пироксен-плагиоклазовых роговиков и др.), метапелитам (глинистых сланцев, филлитов, гнейсов, андалузитовых роговиков и др.), карбонатным породам (мраморов) и др. Они выделяются путём построения для этих пород пространственных диаграмм R-Т-Рн2о (или Pсо2) на которых границы между фациями соответствуют поверхностям минеральных равновесий — твёрдофазовых или с участием флюидных компонентов: H2О, CO2 (рис.). Фации, рассматриваемые относительно литостатического давления, называются фацией глубинности, т.к. позволяют оценивать глубину эрозионного среза метаморфического пояса. В отличие от литостатического давления (Р) стресс (одностороннее боковое давление) не влияет на положение фации на диаграммах R-Т, хотя играет при метаморфизме важную каталитическую роль и обусловливает проявление метаморфической дифференциации и образование сланцевых текстур метаморфических пород.

Детализация фаций производится методом изоград, выявляющим вариации состава минералов метаморфических пород в зависимости от Т и Р. Фации метаморфизма, связанные общностью происхождения относящихся к ним пород, объединяются в фациальные серии, которые различаются характером связи между факторами метаморфизма и, в первую очередь, величиной производной dT/dP, определяемой интенсивностью теплового потока. Эта интенсивность изменяется в ходе эволюции складчатых поясов: низкие значения dT/dP свойственны доорогенному метаморфизму, с переходом к орогенной стадии тепловой поток усиливается (возрастает величина производной) и реализуются все более высокотемпературные фации регионального метаморфизма.

Максимальный по температуре метаморфизм проявляется в контактах с интрузивами на платформах (фации ларнитовых и санидинитовых роговиков и бухитов). ИНДЕКС-МИНЕРАЛЫ ПРОГРЕССИВНОГО МЕТАМОРФИЗМА — м-лы, появление которых в парагенетических асс. г. п. данного хим. состава отмечает достижение определенных термодинамических условий метаморфизма и т. о. фиксирует его отдельные ступени. В г. п. неодинакового состава набор индекс-минералов различен. В глиноземистых метапелятовых сланцах такими м-ламя могут быть хлорит, биотит, альмандиновый гранат, ставролит, аидалузинт, корлиерит, дистен и силлиманит; в карбонатных п.— тальк, тремолит, диопсид, форстерит, волластонит; в основных — роговая обманка, куммингтонит, днопсид-геденбергит, пиропальмандин, гмперстен. Образование индекс-минералов в том порядке, как они перечислены, в общем случае укалывает на прогрессивный характер метаморфизма с последовательным возрастанием температуры и давления. Однако при использовании отдельных м-лов в качестве указателя достигнутой степени метаморфизма необходимо учитывать, что кристаллизация любого из них определяется сложным, совместным влиянием термодинамических условий. Индекс-минералы широко используются при летальном картировании метам, зон методом изоград.