Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1 курс / 2 семестр / Геология / Введение в геологию.doc
Скачиваний:
77
Добавлен:
07.07.2018
Размер:
35.71 Mб
Скачать

2. Твердые продукты извержений

Помимо лав при извержении вулканов выбрасывается огромное количество обломочного материала – тефры(такое название дано Аристотелем) и быстро остывающей в процессе полета и падающей уже в твердом виде сгустков вязкой лавы. Эти продукты являются производными магмы, но не излившейся, а застывшей в жерле вулкана. Образуются эти обломки и выбрасываются на поверхность при извержениях эксплозивного (взрывного) типа, когда лавовая «пробка» разрушается под давлением скопившихся газов.

Классификация тефры основывается на размерах обломков. Наиболее крупными являются вулканические бомбы – крупные обломки лавы величиной от нескольких сантиметров до 1 м и более. Лапилли (лат. «лапиллис» - камешек) – это пузырчатые или округленные обломки шлаков величиной до 1,5 – 3,0 см. песком называются частицы лавы обычно величиной от 1 до 5 мм. Пепел состоит из мельчайших частиц (менее 1 мм) лавы, вулканического стекла и других пород.

Когда рыхлый материала литифицируется, т.е. превращается в плотную породу - вулканический туф.

3. Газообразные продукты извержений

Газообразные продукты или летучие, играют решающую роль при вулканических извержениях. Их состав весьма сложен и изучен далеко не полностью из-за трудностей с определением состава газовой фазы в магме, находящейся глубоко под поверхностью Земли.

По данным прямых измерений, в различных действующих вулканах среди летучих содержится водяной пар, диоксид углерода (СО2), оксид углерода (СО), азот (N2), диоксид серы (SО2), триоксид серы (SО3), газообразная сера (S), водород (Н2), аммиак (NН3), хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF), сероводород (Н2S), метан (СН4), борная кислота (Н3ВО3), хлор (Сl2), аргон и другие, но преобладают Н2О и СО2. Присутствуют хлориды щелочных металлов, а также железа и меди. Состав газов и их концентрация очень сильно меняются в пределах одного вулкана от места к месту и во времени. Зависят они и от температуры и в самом общем виде от степени дегазации мантии и от типа земной коры.

По данным японских ученых, зависимость состава вулканических газов от температуры выглядит следующим образом.

Таблица 2.13 Зависимость состава вулканических газов от температуры

Температура, °С

Состав газов (без воды)

1200 – 800

HCl, CO2, H2O, H2S, SO2

800 – 100

HCl, SO2, H2S, CO2, N2, H2, Cl2

100 - 60

H2, CO2, N2, SO2, H2S

60

CO2, N2, H2S

Приведенные данные показывают, что наиболее высокотемпературные газы являются скорее всего ювенильными, т.е. первичными магматическими эманациями, тогда как при более низких температурах они явно смешиваются с атмосферным воздухом и водой, которая проникает в вулканические каналы по многочисленным трещинам. Такая атмосферная вода называется вадозной (от лат «вадозус» - неглубокий). Ниже +100°С пары воды превращаются в жидкость, которая реагирует с малорастворимыми соединениями типа HСl, образуя агрессивные кислоты.

По мере угасания активности вулкана происходит падение температуры и изменение состава газов. Среди них выделяются:

- фумаролы(лат. «фумус» - дым) – газы и водяные пары с температурой выше 180°С, имеют разнообразный газовый состав – водяные пары, углекислый газ, азот, сернистый газ, водород, окись углерода, хлор и др.;

- сольфатары(итал. «сольфатара» - серна копь), или сернистые возгоны – газы с температурой 100 - 180°С, состоящие из водяных паров и сернистых соединений;

- мофеты(итал. «мофета» -место зловонных испарений на земле), или углекислые возгоны – газообразные смеси с температурой менее 100°С, состоящие из водяных паров и углекислого газа.

Таким образом, характер выделения газов зависит от состава и вязкости магмы, а скорость отделения газов от расплава определяет тип извержения.

Типы вулканической деятельности

По характеру извержения вулканы делятся на пять типов:

1. Гавайский– спокойное истечение текущей базальтовой лавы с температурой1300°С. Лава образует невысокие фонтаны, большие пузыри и тонкие\. Обширные покровы лавовых потоков, наслаивающиеся один на другой, образуя крупные, но плоские щитовые вулканы. Благодаря тому, что извержения сопровождаются фонтанированием лавы, ее разбрызгиванием, то образуются валы и пологие конусы, образованные хлопьями жидких базальтов. Наиболее характерными типами извержений такого рода обладают вулканы Гавайских островов в Тихом океане – Килауэа, Мауна-Лоа, Мауна-Кеа, Хапемаумау и другие. Извержения обычно происходят из открытых жерл спокойно, изредка сопровождаясь слабыми взрывами.

2. Стромболианский– истечение лавы сопровождается слабыми ритмическими взрывами: температура лавы1000–1100°С, лава менее текучая, чем у вулканов Гавайского типа. Этот тип извержения назван по характеру деятельности вулкана Стромболи, расположенного в юго-восточном углу Тирренского моря у побережья Италии. Извержения обладают ритмичностью и в воздух периодически выбрасываются вулканические бомбы и туфы. Высота выбросов редко превышает 100 – 300 м потому, что газы отделяются от сравнительно жидкой магмы у края жерла. Если магмы много, она изливается в виде лавовых потоков. Извержения стромболианского типа образуют обычно шлаковые конусы.

3. Везувианский – извержению предшествуют подземные толчки и взрывы с выбросом большого количества пепла и водяных паров. Извержения этого типа характерны для вязкой магмы, насыщенной газами, что определяет умеренные или мощные взрывы, выбрасывающие высоко вверх обломки лав, иногда еще раскаленных, но быстро остывающих и образующих туфовые, пепловые и глыбовые вулканические конусы.

4. Пелейский– лава вязкая, извержению предшествуют сильные подземные толчки и взрывы, над кратером образуется купол загустевшей лавы, перекрывающий выход газов и, как следствие, образование теплогазовой палящей лавины с температурой700–1000°С. Этот тип извержения назван по вулкану Мон-Пеле на о. Мартиника в Карибском море, сопровождается не только мощными взрывами, но и образованием раскаленных газово-пылевых лавин, с огромной скоростью скатывающихся со склона вулкана. Магма, как правило, вязкая, закупоривающая жерло вулкана. Когда давление газов превышает прочность этой пробки, происходят взрывы и выбросы лавы. Этот тип извержений весьма опасен. Катастрофа 1902 г. привела к гибели 30 000 жителей города Сен-Пьер на Мартинике. и хорошо

5. Бандайсайский– извержение сопровождается мощными взрывами, с образованием большого количества тепла и пепла, лава густая, вязкая, закупоривается жерло вулкана.

Рис. Типы вулканических извержений

а – гавайский, б – стромболианский, в – везувианский, г – пелейский;

1 – 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, 11 – «палящая» туча газов и раскаленного пепла

Географическое распространение вулканов

Условно образовавшиеся на поверхности Земли вулканы принято разделять на действующие и потухшие. Количество вулканов, извержение которых в историческое время установлены или очень вероятны, составляет более500. Кроме того, отмечено более 200 вулканов с законченной деятельностью и в очень хорошо сохранившемся виде. Предполагается, что они были действующими в течение последних нескольких десятков тысяч лет.

Большинство ныне действующих вулканов находится в очень узких зонах, протягивающихся близ краев тектонических плит Земли.

Подавляющее большинство крупных извержений происходит вдоль срединно-океанических хребтов, где плиты раздвигаются в разные стороны (вулканы трещинного типа). Вулканические районы имеются и во внутренних областях плит (Гавайи).

Большинство наиболее активных вулканов (центрального типа) находятся в зонах субдукции, где края океанических плит погружаются под континентальные плиты и поглощаются затем мантией. При этом, как правило, вулканы располагаются на вышележащей плите, на расстоянии в несколько десятков километров от ее края. Для этих вулканов весьма характерны тепловые, грязевые и лавовые потоки, кипящие лавины, мощные выбросы пепла. Если же сталкиваются две континентальные плиты (Гималаи), то вулканы обычно не образуются.

Рис. 2.60 Географическое распространение вулканов (по М.М. Жучкову и др.)

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