2. Понятие о вулканогенно-обломочных и вулканогенно-осадочных породах и формы проявления вулканизма.

Вулканогенно-осадочными называются отложения, состоящие из синхронных и (или) синхронно-переотложенных продуктов вулканизма, либо из смеси их с терригенными, хемогенными, биогенными

компонентами, которые формируются как единое целое в седиментогенезе и в последующие стадии литогенеза. Магматические источники вещества, участвующие в формировании вулканогенно-осадочных пород, поставляют при вулканических извержениях огромные массы материала в жидком, твердом и газообразном состояниях. Этот материал затем перемещается на поверхности земли по общим законам седиментации и приобретает за счет этого некоторые черты нормально-осадочных отложений. По формам проявления различают прежде всего вулканизм трещинный и центрального типа.

Т р е щ и н н ы й в у л к а н и з м характеризуется излиянием магмы вдоль протяженных тектонических разрывов. Магма всегда основная (базальтовая) и отличается большой текучестью и подвижностью.

Выступая на поверхность, она разливается по ней плащеобразно, образуя большие по площади, но тонкие слои. Выбросов пепла обычно не бывает, газов выделяется мало. Лишь тогда, когда в результате Диф ференциации магмы в глубинном очаге на поверхность начинает поступать более кислая и обогащенная газами лава, появляются локальные выбросы пепла и возникают небольшие холмообразные вулканические постройки. Примером трещинно-покровного вулканизма являются извержения на территории современной Исландии. Из геологического прошлого известны лавовые покровы раннемезозойского возраста (триас) на Сибирской плите, так называемые "траппы".

В у л к а н и з м ц е н т р а л ь н о г о типа характеризуется тем, что извержение происходит вдоль отно сительно узкого канала. Внешние проявления вулканизма центрального типа очень разнообразны и

контролируются в основном составом магмы, определяющим ее вязкость и газонасыщенность. В этом типе вулканизма выделяются следующие виды.

1. Собственно эффузивный - наиболее ярко представлен на Гавайских островах. Он связан с очень жидкой базальтовой лавой, бедной газами. Вулканы имеют форму плоских щитов с лавовыми кратерными озерами. Извержение заключается в том, что лава, медленно поднимаясь, переливается через края кратера, образуя более или менее крупные покровы небольшой мощности. Пепел и бомбы не выбрасываются, что связано с малой газонасыщенностью лавы и ее жидкой консистенцией. При более обильном содержании газов в лаве на поверхности кратерного озера образуются лавовые фонтаны, выбрасывающие тонкие стеклянные нити и капли.

2. Эффузивно-эксплозивный - это наиболее распространенный сейчас тип, к нему, например, относятся извержения Везувия и Стромболи. Он связан со средней и частью с кислой достаточно газонасыщенной

лавой. Форма вулканов более или менее четко выраженная конусовидная. Извержение начинается со взрыва, уничтожающего пробку, закупоривающую кратер вулкана. Затем следует более или менее продолжительный период выбросов газа и пепла, также сопровождаемых взрывами. В заключительный период из кратера изливается идкая лава, стекающая одним или несколькими потоками вниз по склонам. Извержение заканчивается поствулканической стадией, когда из кратера, а также из трещин на стенках вулканов выбрасываются газы и вытекают горячие воды.

3. Экструзивно-эксплозивный может быть проиллюстрирован вулканами Безымянным и Шевелуч на Камчатке. Извержение здесь, как и в предыдущем типе, начинается одним крупным или серией более слабых взрывов, прочищающих канал вулкана. Выбрасываются огромные массы пепла, часто на большие пространства. Кульминационным моментом извержения является взрыв, сопровождаемый истечением лавы, но не в виде сплошного жидкого потока, как в предыдущих типах, а в виде агломерата (aglomero - собираю, нагромождаю) крупных и мелких обломков, плавающих в массе газов. Подобно лаве, такой агломерат течет вниз по склону вулкана, заполняя отрицательные формы рельефа и теряя по пути газы, облаками под нимающиеся над такой своеобразной "палящей" лавовой лавиной. После дегазации на месте агломератового потока остается хаотическое скопление обломков самого разного размера - от алевритовых до глыб 1,5-2 м в

диаметре, залегающих без всяких признаков сортировки. Длина агломератовых потоков может достигать нескольких десятков километров, а мощности - нескольких десятков метров. Заканчивается извержение выдавливанием из кратера куполовидной массы твердой лавы, которая временами дает умеренные взрывы,

сопровождаемые появлением дополнительных небольших агломератовых потоков и выбросом пепла. Затем следует период обычной поствулканической деятельности.

4. Собственно эксплозивный вулканизм. Этот вид извержений дает только эксплозивный материал, лавы отсутствуют. Все сводится только к газовым взрывам, уничтожающим часть вулканической постройки. Пепловый материал в основном состоит из обломков фундамента вулкана. В этому же типу извержений относятся трубки взрыва, образующиеся на различных глубинах

Группа вулканокластических пород характеризуется преобладанием вулканогенного материала (100-50%), представленного эффузивным и эксплозивным материалом, сцементированным лавой, либо веществом гидрохимического происхождения. В этой группе различают эффузивно-обломочные (лавокластолитовые),

эксплозивно-обломочные и осадочно-пирокластические породы.

Билет 15

1. Эволюция осадконакопления в истории Земли.

Изменение формы осад. процесса от древнейших эпох геол. истории до новейших. Впервые эта идея была высказана Вальтером (Walter, 1893), но касалась только эволюции биогенных п., обусловленной сменой гр. организмов. Концепция, разработанная Страховым, основана на признании того, что необратимая эволюция осад. процесса теснейшим образом связана с развитием внешних оболочек Земли —гидросферы, биосферы и атмосферы — и не может быть понята в отрыве от истории последних. Этапы развития этих внешних геосфер определяли этапы развития литогенеза. Наиболее отчетливо следы эволюции проявляются в гумидном типе. Выделяются 4 этапа внешних геосфер и литогенеза. Начальный, или азойский, этап воссоздается чисто гипотетически. Зонная плавка верхней мантии поставляла в это время на поверхность Земли расплавленную лаву и пепел, при дегазации которых пары воды, конденсируясь, образовали первичный океан, а газы — первичную атмосферу, богатую Н₂О, СО₂, H₂; легкорастворимые летучие H₂S, HCl, HF, В, Н₂ задерживались в гидросфере, воды которой были поэтому сильно кислыми; O₂ отсутствовал. В этот этап накапливались почти исключительно лавы, пеплы, частично терригенный материал, полученный хим. и физ. выветриванием, из хемогепных осадков — свободный кремнезем, основные хлориды, Аl, Fe (?), а также сульфиды Fe и тяжелых металлов, фториды Са, Mg, Fe, Al. Взаимодействие кислых вод с г. п. через некоторое время привело к тому, что свободная НСl и HF из морской воды исчезли и осталась лишь Н₂СО₃. С этого момента начался второй, археозойский, этап эволюции внешних геосфер и литогенеза. Атмосфера по-прежнему сохраняет свой древний тип: в ней много CO₂, CH₄, NH₃, нет или следы O₂ (от фотодиссоциации СО₂ и Н₂О). Выветривание континентов постепенно обогащало гидросферу бикарбонатами Са, Mg, Fe, Mn и вода приобрела хлоридно-карбонатный тип, оставаясь кислой за счет обилия CO₂. Зарождается жизнь, но в виде организмов хемосинтетиков, еще не способных к фотосинтезу и потому слабо воздействующих на геохимию гидросферы. Литогенез продолжает быть гл. обр. вулканогенно-осад., но появляются и собственно осад. п. (хемогенные), связанные с выветриванием литосферы: джеспилиты, богатые Fe²⁺, иногда и Мn²⁺, бокситы и первичные карбонатные п., вероятнее всего, доломиты.

Третий, протерозойско-рифейский, этап начался с возникновения фотосинтеза, что коренным образом изменило всю обстановку осад. процесса. Атмосфера в это время быстро обогащается кислородом, сохраняя, однако, еще значительные массы CO₂, NH₃, CH₄. Окисление сульфидов на водосборах и H₂S в вулк. эксгаляциях до SO^2- обогащает гидросферу сульфатами, и воды океанов и морей становятся хлоридно-карбонатно-сульфатными. В осадконакоплении впервые появляются г. п., обогащенные орг. веществом (шунгиты). Среди джеспилитов возникают разности, содер. не только закисное, но и окисное железо, причем последние локализуются в более удаленных от берега частях морей, получающих мало орг. вещества (ибо жизнь пока что ютится вблизи берега). В прибрежной зоне возникают первые оолитовые гидрогётит-шамозит-сидеритовые руды. Здесь же впервые развивается двухзональное строение осадка с окислительной пленкой наверху и восстановительной внизу. Появляются органогенные водорослевые известняки и доломиты, кремнистые п. (хемогенные, очень бедные железом яшмы), а также более или менее крупные м-ния фосфоритов. Благодаря увеличению площади континентов (базой которых были разросшиеся платформенные участки) постепенно более четко вырисовывается аридный тип литогенеза, представленный пока только фосфоритами, доломитовыми толщами, Cu-Pb-Zn рудами и гипсами.

Четвертый, современный, этап развития геосфер и осадконакопления охватывает время от начала кембрия доныне. Главными решающими событиями, определившими облик седиментации этого этапа, являются: резкое разрастание платформ и, следовательно, континентальных участков, и переход жизни из морей на сушу. Первое обстоятельство обусловило широкое развитие аридного и временами ледового типов литогенеза и вместе с тем ослабление вулканогенно-осад. Т. о., именно на четвертом этапе эволюции литогенеза отчетливо дифференцируются все 4 его типа. Переход на сушу биоса, сопровождавшийся по крайней мере удвоением его массы, привел к прогрессирующему обогащению атмосферы и гидросферы свободным кислородом и к резкой убыли CO₂. Воды океана, теряя СО₂, стали хлоридно-сульфатными и из кислых (за счет обилия СО₂) еще в конце предыдущего этапа превратились в щелочные. Все эти перемены резко отразились на седиментации. Появилось много толщ каустобиолитов (углей, горючих сланцев). Рудные накопления Al₂O₃, Fe и Mn ушли из пелагических частей морей и стали прибрежными, ибо высокий рН ограничил дальний разнос в море рудных растворов. Кремнистые п., возникшие вдали от очагов вулканизма, стали биогенными (радиоляриевыми, диатомовыми), которые в диагенезе благодаря растворению раковин целиком или частично превратились в микрокристаллические опалово-халцедоновые. Благодаря понижению щелочного резерва морских вод доломиты почти перестали образовываться в морях гумидных зон и стали типичным образованием зон аридных, но и здесь постепенно убывали количественно (“вымирали”). В гумидных зонах благодаря огромному развитию известьвыделяющих организмов хемогенная садка СаСО₃ почти прекратилась, сменившись биогенным выделением. Резко возросло поэтому количество биоморфных, детритовых, шламовых и др. органогенных накоплений, причем если в палеозое они возникали только на мелководье, то с мезозоя, с появлением пелагических фораминифер, водорослей и птеропод, стали во множестве возникать и в пелагиали океанов и крупных морей (глобигериновые, кокколитофоридовые, птероподовые илы). В аридных зонах началось массовое осаждение не только доломитов и гипсов, но и галититов и калийных солей, особенно в краевых зонах платформ и во внутриконтинентальных морях. Отчетливо обособилось околоочаговое вулканогенно-осад. рудонакопление в виде Mn-Fe руд, накоплений Сu, Pb, Zn и др. элементов. В течение 500-миллионного периода, охватывающего последний этап эволюции литогенеза, несомненно менялись детали физико-хим. условий во внешних геосферах и некоторые черты в самом литогенезе. Но это были мелкие второстепенные изменения, которые не всегда даже достоверно улавливаются. Основные же решающие признаки физико-хим. режима внешних геосфер и всех 4 типов литогенеза сохранялись достаточно устойчиво в течение всего последнего этапа. Н. М. Страхов.