2. Вулканизм, или эндогенный вынос вещества

Мобилизация эндогенного вещества изучена хуже, чем экзогенного. По разным компонентам осадков она пока оценивается от нескольких до 50% {марганец железомарганцевых конкреций, или ЖМК). Но эти цифры постоянно пересматриваются. Тем не менее не вызывает сомне­ния важная роль эндогенной поставки растворов железа, марганца, се­ры, мышьяка, сурьмы, возможно фосфора, отчасти алюминия и других компонентов для формирования осадков и руд (Бутузова, 1984, 1986; Ван, Казанский, 1985; Влодавец, 1974; Вулканизм ..., 1974, 1981; Вул- каногенно-осадочный ..., 1981; Гидротермальные ..., 1974; Гущенко, 1965; Дзоценидзе, 1969; Зеленов, 1963, 1972; Лучицкий, 1971; Мархи- нин, 1967, 1977; Набоко, 1959, 1963; Наковник, 1954; Никитина, 1979; Ритман, 1964: Современное ..., 1974; Современные ..., 1977, 1980; и др.).

Эндогенное вещество поставляется в трех формах: твердом, жидком и газовом. Твердые продукты — лавы и пирокластический материал. Лавы продуцируют осадочный материал сингенетично и поствулканично. Синге- нетичная, конкретнее синвулканичная, мобилизация вещества выражает­ся в расчленении краев лавовых потоков при движении, погружении об­ломков в осадочный, глинистый, песчаный, известковый материал и обра­зовании брекчиевых лавокластитов (Богданов и др., 1983). Другим генети­ческим типом являются гиалокластиты — стекловатые продукты шоковой, или закалочной, десквамации (шелушения) лавовых шаров — подушек при подводном или подледном излиянии, а также накопления шариков — продуктов пульверизации лавы под водой. Размер фрагментов — песчаный и дресвяный, форма — скорлуповатая и шариковая, каплевидная. Стекло 140

сидеромелановое, неокисленное, прозрачное (противоположное тахили- товому, черному, окисленному, характерному для извержений на возду­хе), поэтому нестойкое, легко гидратирующееся и превращающееся в аморфное желтое вещество — палагонит. Он сравнительно быстро пре­вращается в смектиты и хлориты.

Значительно более обилен пирокластический материал, формирую­щийся при взрывной, или эксплозивной, деятельности вулканов, — ту­фы, сначала в виде рыхлых накоплений — тефры — разных генетиче­ских типов (см. гл. 4), а потом в виде пород. Скорость накопления пиро- кластических осадков одна из самых больших — метры за часы или дни, а в шлаковых конусах — и десятки метров за сутки (Макдональд, 1975; Малеев, 1980; 1982; Ритман, 1964; и др.). Чаще всего материал ювениль­ный, основного, среднего и кислого состава, по размеру от блоково-глы- бового до алевритового и грубопелитового, т.е. от 20 — 10 м до 0,001 мм и изредка мельче, свежий, неокисленный, т.е. невыветрелый, и не сме­шанный, химически незрелый и нестойкий, в экзосфере легко изменяю­щийся. Реже материал смешанный, не ювенильный, а эпикластовый, т.е. мобилизованный взрывом уже в твердом состоянии — при взрыве, обычно катастрофическом, вулканической постройки или пород фунда­мента (кимберлиты, притрубочные туфы). Его называют резургентным, т.е. возобновленным. Пирокластический материал разносится на десят­ки, сотни и тысячи километров, при этом постепенно уменьшаясь в раз­мере (пирокластическая фациальная зональность) и несколько сортиру­ясь: если у вулкана преобладают литокласты (обломки вулканической породы в целом), несколько дальше заметно участие кристаллокластов, то в большей по площади части пирокластического шлейфа господству­ют витрокласты, т.е. обломки быстро застывшего в воздухе стекла и поэ­тому лишенного кристаллической фазы. Возрастающее с глубиной дав­ление в океане ослабляет и даже “запрещает” взрывную форму извер­жения, и эффузивная становится основной.

Жидкий вынос осуществляется коллоидными и ионными растворами, особенно кислыми, переносящими кремнезем, глинозем, железо, марга­нец, другие металлы, магний, кальций, серу, сурьму, мышьяк, фосфор и т.д. Большинство соединений более растворимы в горячих водах, поэто­му гидротермальные растворы переносят большой объем вещества (Емельянов и др., 1976; Батурин и др., 1969; и др.), а при высачивании на поверхность растворы охлаждаются, пересыщаются и осаждают тра- вертины и другие гидротермные химические осадки: кремнезем в виде опала, железо в виде лимонитовых каскадов в ручьях и реках и слоистых отложений в озерах и лагунах, а также в морях и океанах (Бутузова, 1984; 1986; Вулканизм ..., 1973, 1974, 1981; Гидротермальные ..., 1974; Карпов, 1980; Курносов, 1986; Мархинин, Стратула, 1977; Набоко, 1959, 1963; Никитина, 1979; и др.).

В последнее время все больше устанавливается в основном не юве­нильное, а поверхностное происхождение главного флюида — воды, ко­торая берется из осадков (захороненная в них морская и пресная седи- ментационная вода), т.е. является ремобилизованной при прогревании стратисферы внутренним теплом. Подземная вода — активный раство­ритель, мобилизующий огромные массы рудных и других компонентов

из стратисферы, которые также в основном не ювенильны, т.е. не при­шли вместе с магмой. Это подтверждается и соотношением изотопов, на­пример серы в сульфидах: она также в основном экзогенна.

Гидротермы выходят и без видимой связи с вулканами, хотя генети-*, ческая связь их с глубинными магматическими очагами почти всегда об­наруживается или предполагается. Тепло- и массоперенос от них осуще­ствляются в значительной мере нагретыми водами и газами, выходящи­ми на поверхность в авулканичных районах (Большой Кавказ, Предкав­казье, Дагестан, Прикарпатье и т.д.) и по пути производящими метасо­матоз (замещение) и метаморфизм. Повышенный тепловой поток этих зон отражает подъем изотерм.

Гидротермы выходят и на дне морей и океанов, например в Красном море (Батурин и др., 1969; Бутузова, 1984, 1986), Тихом и других океа­нах (Курносов, 1986 и др.). С ними в прямой генетической связи нахо­дятся металлоносные осадки, гигантские (вероятно до 0,5 км высотой) черные и белые “курильщики” — конусовидные башни из рудных и си­ликатных гидротермных минералов и пород, обнаруженные 10 лет назад в раздвиговых зонах дна океанов. Преобладают сульфидные формы ме­талла, сравнительно быстро, по мере разноса, приобретающие окисную или сульфатную форму. Помимо концентрированных осадков руд, кремневых, отчасти фосфатных осадков это эндогенное питание попол­няет осадочными компонентами запасы вод океана, где, смешиваясь с экзогенным веществом, обезличивается. Работами В.Б. Курносова (1986) и других показано интенсивное выщелачивание из базальтов многих элементов нагретыми океаническими водами, по конвекцион­ным ячейкам большого размера (в десятки километров) поступающих в недра океанической коры и выходящих уже в виде концентрированных растворов (гидротерм) в рифтовых долинах. При этом они производят калиевый и другой метасоматоз, изменяя базальты в направлении их “континентализации”, по А. Г. Коссовской.

Большое значение для питания гидросферы имеют зоны гидротер­мальной переработки вулканических и осадочных пород — сульфатар- но-фумарольные поля отбеливания — вулканический элювий. Эти зоны располагаются на температурном, окислительно-восстановительном и кислотно-щелочном геохимических барьерах, и химическая и тепловая энергия газов и горячих, в основном кислых, растворов тратится на ин­тенсивный метасоматоз туфов, лавовых потоков и осадков, вынос по­движных щелочей и других элементов, отложение кремнезема — опали- та, сульфидов, при окислении дающих сульфаты Са, Mg, Fe и других элементов, образование каолинита и других глинистых минералов, цео­литов. Эти зоны вулканического элювия не только концентрируют сами многие минералы и рудные элементы, но и поставляют большие массы подвижных компонентов в гидросферу, где также в затишных условиях дают гидротермные отложения или, рассеиваясь и обезличиваясь, по­полняют солевой и катионный состав воды.

Газовый вынос вулканических районов состоит из паров воды, СОг, СО, H2S, Н2, СН4, N2, NH3CI, серы, мышьяка, благородных газов и др. Большей частью они уходят в атмосферу, где обезличиваются, но час­тично переходят в раствор и твердую фазу. Так, сероводород, окисляясь 142

до элементарной серы, создает ее грифоны и конусы, которые при разру­шении перемещаются в виде песка и пыли поверхностными водами и от­лагаются в кратерных озерах и других водоемах в виде слоистых механо- генных обломочных осадков элементарной серы — сульфуритов — мощ­ностью до 10-20 м и, вероятно, больше, например на вулканах Эбеко (о.Парамушир) и других в Курильской дуге. В недрах Земли эти газы работали как мобилизующие и транспортирующие флюиды, экстрагируя и перемещая большие массы металлов и других элементов. Происхожде­ние основной части газов также не ювенильное: они мобилизованы из осадочной оболочки и частично из подземных и конвекционно-натяну­тых поверхностных вод, в том числе и морских. Большой вклад вносит и захороненное органическое вещество, при повышении температуры от­дающее почти все свои газовые компоненты: водород, кислород, азот, се­ру, а также углерод.