Тема: Ефузивний магматизм (вулканізм) та ефузивні гірські породи План лекції:

1. Поняття про ефузивний магматизм або вулканізм.

2. Морфологія (форма) вулканічних надбудов.

3. Типи вулканів за характером їх діяльності.

4. Поствулканічні процеси

5. Географічне поширення вулканів.

6. Ефузивні гірські породи і корисні копалини.

Поняття про ефузивний магматизм або вулканізм.

Перші дані про вулканічну діяльність в науку прийшли з Ліпарських островів, що знаходяться в Середземномор'ї біля Апеннінського півострова (в Тірренському морі). Слово "вулкан" походить від древньоримських міфів, згідно яких кратер, з якого часто відбувається виверження, є входом в житло бога ковальської справи – Вулкана. Один із островів, де найбільш часто відбувались виверження, одержав назву Вулькано. А потім подібні "вогняні гори", на всій земній кулі стали називати вулканами (в латинській мові слово vulcanus - означає вогонь, полум'я). Проте, наукове визначення вулкана можна дати таке: це геологічне утворення, що виникло в земній корі над каналами або тріщинами, по яких із надр Землі викидаються вогнево-рідинні лави, уламки розжарених гірських порід, попіл, гарячі гази і пари води.

Виверження вулканів відбувається не тільки на суходолі, а й на дні океанів і морів, причому ще частіше, а сила їх вивержень, як вважають вчені, набагато перевищує наземні. Та де б цей процес не відбувався, його називають вулканізмом, а породи, що утворились в результаті охолодження лави – вулканітами. А коли лава розпи­ляється при вибухах, то породи називають пірокластами (від грец.  – вогонь і  – поламаний).

Наука, яка вивчає процеси і причини утворення вулканів називається вулканологією. Завданням науки є вивчення утворення вулканів, їх розвитку, будови і складу, продуктів виверження, закономірностей розміщення вулканів на земній поверхні, змін характеру їх діяльності. Ця наука допомагає також передбачити час виверження вулканів, зрозуміти магматичні процеси в надрах Землі та формування земної кори. Крім того, вона дає рекомендації для використання термальних вод і парів у народному господарстві.

Морфологія (форма) вулканічних надбудов.

У нашому звичайному уявленні вулкан має вигляд конусовидної гори. Дійсно, такі форми вулканів мають значне поширення. Але крім них є ще інші форми. Залежить це від того, як іде магма на повер­хню Землі: по тріщинах чи по округлих каналах.

В залежності від цього виділяють вулкани тріщинного і центрального типів. На ранніх етапах формування земної кори існували вулкани пло­щинного типу, коли вилив лави відбувався на величезних площах, утво­рюючи "лавові моря", що були подібні до базальтових "морів" Місяця.

Вулкани тріщинного типу характеризуються виливом лави вздовж трі­щин. Причому, довжина їх може досягати кількох десятків км, а в минулі геологічні епохи тріщини досягали сотень км – наприклад, в межах Сибірської, Північноамериканської та Індійської платформ. Вздовж трі­щин – як це спостерігається зараз на Ісландії, Новій Зеландії і на Камчатці, може утворитись кілька кратерів довжиною до 5 км при ширині переважно кілька сотень метрів. В кінці лютого 2001 року на Ісландії знов почав діяти вулкан Гекла. Телекамера зафіксувала з літака довгий ряд (до 12 км) високих вогняних фонтанів.

Коли на якійсь території утворюється багато тріщин (що нерідко пересікають одна другу) і вони виникають на протязі дуже тривалого часу (тисячі і навіть мільйони років), то в результаті багаторазових виливів формуються лавові плато. Таке плато утворилось в штаті Колумбія США, яке займає площу близько 500 км² з потужністю покриву 1000-1500 м, та кілька плато на Сибірській платформі, що мають загальну площу 1,5 млн. км². Вони відомі під назвою Сибірських трапів, від яких пішла назва "траповий вулканізм" і утворюється разом з пластовими інтрузіями (сілами).

Вулкани центрального типу поширені значно більше, причому не тільки на суходолі, а й на дні океанів і морів.

Конусовидна гора вулкана має форму зрізаного конуса, на вершині якого знаходиться чашоподібне заглиблення або кратер, який переходить в жерло. Конусоподібна гора виникає від того, що біля кратера нагромаджуються продукти виверження вулкана. Так як його дія проявляється періодично, то в поперечному розрізі гора має багатошарову будову з попелу, шлаку, піску і застиглої лави. Такий характер будови конуса називають стратовулканом (від лат. stratum настил, шар). Висота його до 5, іноді до 6 км. Проте бувають конуси без шаруватої будови. Вони утворюються тоді, коли вулкан діє тільки один раз і виверження йде рівномірно і спокійно (без вибухів). Такі вулкани називають моногенними (від грец.  – один, єдиний).

На основному конусі вулкана часто можна спостерігати багато побічних або паразитичних кратерів. Так, наприклад, на конусі Ключевського вулкана нараховується 84 таких кратерів, а на Етні – близько 300. Появляються вони від того, що через основний кратер, який з часом (по мірі росту конуса) підіймаються все вище, вся лава вже не може вирватись на поверхню і шукає інші виходи. По них вона виливається у вигляді потоків, тільки один раз, бо в каналах швидко затвердіває. Після цього лава проривається в іншому місці.

Нерідко в жерлі виникає такої великої сили тиск, що зривається вершина конуса вулкана. Прикладом може бути зрив 300 м вершини вулкана Безіменного на Камчатці в 1956 році. А в 1964 році при вивержені вулкана Шивелуч була зірвана не тільки його центральна вершина, а й кілька побічних. В результаті кратер розширився до розмірів 1,5-3 км і заглибився до 700 м. Гігантської сили вибух зірвав в доісторичний час також конус Везувія (біля Неаполя). Такі залишки зірва­ного конуса називаються сомою (від грец.  – тіло). Колись Сомою називали вулкан, що був на місці Везувія.

В розширених кратерах при повторних виверженнях виростають нові конуси. Між старими і новими конусами утворюється кільцевидні западини, які називаються атріо (з італ. – внутрішній двір). Такі конуси вже встигли вирости на Везувії, Авачі (Камчатка) та на численних вулканах Курильської гряди.

Коли на поверхню Землі викидається величезна кількість лави та інших продуктів вулканічної діяльності, під основою гори утворюється велика порожнина. Через деякий час центральна частина конуса вулкана може провалитись або просісти. Тоді утвориться велика западина, яка буде оточена валом – залишком основи конуса. Така западина називається кальдерою (ісп. La Caldera – великий котел). Назва пішла від одного із вулканів на Канарських островах, що належать Іспанії.

Розміри кальдер бувають до 10-20, а іноді до 25 км. в діаметрі. В 1975 році невдовзі після виверження Плоского Толбачика (Камчатка), раптово відбувся провал вулкана і утворилася западина діаметром 1700 м і глибинною 400-500 м.

Конус вулкана поступово розмивається потоками води від дощів і талих снігів. Тому він має ребристий характер – чергування ярів і гребенів, які називаються барранкосами (ісп. barrancoso – нерівний, з заглибленням). Особливо вони характерні для Камчатських вулканів: Кроноцького, Крашеніннікова, Кизимена, Плоского Толбачика, Ключевського та інших. Часто яри і промоїни виникають між застиглими потоками лави. Багато з вулканів майже повністю розмиті і в рельєфі збереглись тільки неки і дайки.

Коли з центрального каналу відносно спокійно виливається порівняно рідка лава, вона розтікається досить далеко. Конус не утворюється, а формується лише невисокий купол з крутизною схилів 10-12° (біля підніжжя ще менше). При багатократному виверженні утворюється щитовидний купол. Таку форму вулканічної надбудови називають щитовидною. Діаметр "щита" може досягати 100-120 км, а каль­дери, що нерідко утворюється в ньому, до 20-25 км.

При охолодженні купола лава починає розтріскуватися на окремі блоки, кулі, плити і стовпи, що утворюються з базальтової лави. Найбільш яскравий вигляд мають стовпи. Висота їх може досягати 100 м, в поперечнику – до 1 м, а боки мають вигляд граней, кількість яких може бути від 4 до 6.

Бувають випадки, коли після дуже сильного вибуху утворюється велика воронка, але магма так і не виходить на поверхню. Тільки іноді викидається попіл і пісок і нагромаджуються у вигляді валу навколо кратера. Ніякого конуса не утворюється. Такий своєрідний вулкан одержав назву маар. Назва пішла від німецького місцевого maar, що означає "воронка з водою". Коли у такій воронці вода відсутня – її називають діатремою (з грец. – отвір, дірка). Розмір їх змінюється від 25 до 3200м в діаметрі. Серед них, найбільш відомі трубки кімберлітового типу в зв’язку з алмазоносністю породи, що заповнює канал. Їх назвали кімберлітом – від місцевості Кімберлі в ПАР. Це ультраосновна порода з великою кількістю уламків порід стінок жерла вулкана. Як недавно виявлено, трубка вниз зменшується в діаметрі і на глибині кількох сот метрів може перейти в глибинну дайку. На поверхні вони можуть бути овальними і досягати співвідношення ширини з довжиною 1:10 та групуватися у ряди.