Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Общая геология - файл 1.doc


Лекции - Общая геология
скачать (2266 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc2266kb.16.11.2011 10:48скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

1   2   3   4   5   6   7
Реклама MarketGid:
Загрузка...

^ 4. 1. ПРОЦЕССЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ МАГМЫ


Магматическим очагом называется жидкий расплав вещества мантии, занимающий некоторый объем в теле Земли. Считается, что исходная магма имеет химический состав, аналогичный веществу мантии – основной или даже ультраосновной. Главным критерием определения химического состава магмы, как и магматических горных пород, является содержание SiO2 – кремнезема:

  • кислой считается магма, содержащая более 65 % SiO2;

  • средняя магма содержит от 65 до 53 % SiO2;

  • основная магма содержит от 53 до 45 % SiO2;

  • ультраосновная магма бедна кремнеземом – менее 45 % SiO2.

Из приведенного становится понятным, что для образования расплавов, отличных от первичных (основных и ультраосновных), требуется преобразование магмы. Такое разделения исходной (основной) магмы на расплавы разного состава называется дифференциацией магмы.

Дифференциация магмы происходит разными путями, из которых, возможно, главное значение принадлежит следующим.

1. ^ Кристаллизационно-гравитационная дифференциация заключается в том, что кристаллизация минералов при остывании расплава идет в строгой последовательности: первыми кристаллизуются самые тугоплавкие (тяжелые) минералы, а затем все менее тугоплавкие, и, соответственно, легкие. Образующиеся кристаллы минералов могут вступать в реакцию с оставшимся магматическим расплавом и последовательно замещаться все менее тугоплавкими минералами. Если реакция окончательно не завершается, то внутри позднее возникших кристаллов сохраняются остатки предшествующих. Данная последовательность, по имени выявившего ее канадского петрографа названная реакционным рядом Боуэна, выглядит примерно следующим образом: оливин – пироксен – плагиоклаз – роговая обманка – биотит – ортоклаз – мусковит – кварц. Оставшиеся после образования кварца магматические пары и растворы также могут реагировать с минералами, в результате чего образуются хлорит, серпентин или другие минералы. Названные растворы, проникая в трещины, формируют рудоносные пегматитовые дайки и жилы. Если кристаллизация происходит быстро, то образующиеся первыми тяжелые минералы оседают на дно магматической камеры, формируя основные породы (габбро). Оставшаяся магма окажется более кислой, и богатой подвижными компонентами, следовательно, поверх основных пород начнут возникать средние (диориты, сиениты), а затем и кислые магматические породы (граниты).

2. Процесс фильтрации и отжимания остаточной магмы под влиянием давления происходит в результате того, что объем расплава примерно на 10 % больше, чем объем образующихся из него магматических пород. Следовательно, оставшаяся жидкой часть расплава, будучи гидростатически более легкой, станет отжиматься вверх по трещинам под давлением окружающих пород.

3. Ликвация – разделение магмы на два несмешивающихся расплава. При этом насыщенная кремнеземом, а значит более легкая жидкость, скапливается в верхней части камеры, а более тяжелая – в нижней. Возможно, ликвация также принимает участие в образовании пегматитов.

4. Ассимиляция заключается в том, что, по мере подъема магма растворяет (расплавляет) окружающие горные породы, обогащается продуктами растворения, и, следовательно, изменяет свой химический состав. О процессе ассимиляции свидетельствуют ксенолиты – «впаянные» в интрузив обломки вмещающих пород.

5. Гибридизация проявляется в смешении разных расплавов, что ведет к образованию магматических пород неупорядоченного химического и минералогического состава.

По мере остывания интрузивных тел, от них отделяются и поднимаются по трещинам перегретые водные растворы и летучие компоненты, создавая пневматолитовые месторождения минералов, содержащих олово, вольфрам и другие металлы. На значительном расстоянии от интрузива летучие компоненты исчезают, температура растворов падает, идет формирование гидротермальных месторождений галенита, сфалерита, халькопирита, кварца, кальцита и других минералов.


^ 4. 2. ТИПЫ ИНТРУЗИВНЫХ ТЕЛ


Предполагается, что не менее 90 % объема возникающего магматического расплава останавливается и застывает в толще литосферы, образуя интрузивные тела различной формы и объема. По соотношению с условиями залегания вмещающих пород интрузивы подразделяются на конкордантные (залегающие согласно, т. е. контуры их совпадают с контурами вмещающих пород) и дискордантные (залегающие несогласно, т. е. произвольно рассекающие собою слои вмещающих пород). В зависимости от глубины образования все интрузивы делятся на абиссальные (сверхглубинные) и гипабиссальные (приповерхностные). Отличительным структурным признаком всех интрузивных пород является полнокристалличность, а характерной текстурой – массивная.

Абиссальные интрузивы характеризуются большими объемами и тесной связью с магматическим очагом. Благодаря длительному (миллионы лет) остыванию магмы в условиях высочайших температуры и давления, происходит полная кристаллизация вещества. В силу этого, абиссальным породам свойственны структуры полнокристаллическая, обычно крупно- или среднекристаллическая. В составе абиссальных пород чаще всего встречаются граниты, а также диориты, габбро, пироксениты и перидотиты. По условиям залегания все абиссальные тела являются дискордантными. Главными типами их являются батолиты и штоки.

Батолиты являются крупнейшими интрузивными образованиями: площадь их поверхности превышает 100 кв. км, время остывания достигает десятков и сотен миллионов лет. Имеют в плане изометричную форму. В вертикальном разрезе могут как расширяться вверх, так и сужаться, образуя вверху купол или свод. Обычно батолиты сложены кислыми породами (гранитами). Крупнейшая из известных система батолитов, общей длиной около 8 000 км, представлена в Андах. Три входящих в ее состав батолита, расположенные на территории Перу и Чили, имеют протяженность по 1 300 км каждый. Батолит Берегового хребта на северо-западе США простирается на 2 000 км при ширине до 200 км.

^ Штоки подобны батолитам, но площадь их менее 100 кв. км.

Гипабиссальные интрузивы, по сравнению с абиссальными, характеризуются более тесной связью своего вещественного состава с составом вмещающих пород. Объяснить это можно, в первую очередь, несравнимо меньшим объемом приповерхностных магматических образований. Благодаря сравнительно невысоким температурам и давлению, остывание гипабиссальных тел идет гораздо быстрее, поэтому почти все или все кристаллы не достигают большого размера. Соответственно, характерными структурами являются полнокристаллическая, но мелкокристаллическая или порфировидная, что находит свое отражение в названиях гипабиссальных пород: гранит-порфир, сиенит-порфир, диорит-порфир. В этих же условиях образуются пегматиты, обладающие своеобразной пегматитовой текстурой, обусловленной разнонаправленным ростом кристаллов ортоклаза, слюд, кварца. По соотношению со вмещающими породами гипабиссальные тела бывают как дискордантными, так и конкордантными.

1. ^ Конкордантные тела. При внедрении в слои вмещающих пород магма приспосабливается к условиям залегания последних.

Лакколиты в вертикальном разрезе имеют грибообразную форму, обусловленную тем, что магма приподнимает вышележащие слои осадочных пород. Поэтому верхняя часть лакколита куполообразна, а нижняя ровная, параллельная слоям осадочных пород. Если нижняя часть имеет вид воронки, то возникшую форму называют магматическим диапиром. Диаметр лакколитов достигает нескольких километров.

Лополиты являются чашеобразными телами, возникающими при заполнении магмой ядра синклинальной складки. Диаметр некоторых лополитов составляет более 100 000 кв. км (Бушвелдский лополит в ЮАР).

Факолиты также возникают при заполнении магмой ослабленных сводов синклинальных или антиклинальных складок. При этом образуются тела в форме линз, соответственно вогнутых или выпуклых.

^ Силлы (магматические залежи) формируются при заполнении магмой горизонтальных или наклонных пластов, часто образуют многоярусные серии. В составе силл преобладают породы основного, реже среднего химического состава.

2. ^ Дискордантные тела прорывают собою слои вмещающих пород.

Дайки возникают при заполнении магмой узких трещин в земной коре, что ведет к образованию вертикальных или наклонных плит, длина которых многократно превосходит толщину. Часто дайки образуют системы в виде параллельных или радиально расходящихся от общего центра плит. Толщина даек варьирует от нескольких миллиметров до десятков и сотен метров, а протяженность иногда составляет несколько сот километров (Великая дайка Зимбабве). Химический состав слагающих дайки магматических пород бывает различным.

Жилы подобны по форме дайкам, но стенки их волнистые. Жилы часто ветвятся, переплетаются друг с другом.

Как дайки, так и жилы обычно отходят от более крупного интрузива, часто они играют роль связующих каналов между магматическим очагом и другими интрузивными телами.

Некки представлены трубообразными интрузивами в вулканических областях. Являются подводящими каналами от магматического очага к жерлу вулкана.


^ 5. ЭФФУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ


Эффузивным магматизмом, или вулканизмом называется выброс на земную поверхность различных магматических продуктов. Последние подразделяются на газообразные, жидкие и твердые. В развитии вулкана можно выделить три стадии:

1. Субвулканическая – на протяжении ее идут процессы формирования магматического очага и дифференциации магмы. Считается, что большая часть крупных магматических очагов формируется на глубинах 40 – 150 км. Отсюда магма поступает в сравнительно небольшие вторичные очаги, расположенные на небольших глубинах и непосредственно питающие извергающийся вулкан.

2. ^ Собственно вулканическая (стадия извержения) – характеризуется выбросом твердых, жидких и газообразных вулканических продуктов на поверхность.

3. Поствулканическая (фумарольная) – происходит выход только газообразных продуктов.

В зависимости от характера подводящего канала вулканы можно разделить на два типа.

1. ^ Трещинные вулканы изливают, как правило, очень жидкую и подвижную лаву, в силу чего извержения обычно носят спокойный характер. Растекающаяся по поверхности лава создает обширные уплощенные покровы. Такие извержения очень широко были представлены в геологическом прошлом Земли, а сохранившиеся от них лавовые покровы получили название трапповых.

2. Вулканы центрального типа в своей осевой части имеют цилиндрический канал (жерло), соединяющий кратер с магматическим очагом. Иногда на склонах вулканического конуса возникают паразитические кратеры.


^ 5. 1. ПРОДУКТЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ


1. Газообразные продукты во время извержения представлены парами воды, углекислоты, встречаются водород, азот, хлористый водород. Интенсивность выделения газов и паров из лавы зависит от степени вязкости последней: из кислых и вязких лав газы выходят с трудом, что ведет к их скоплению и последующим взрывам. В фумарольную стадию происходит выделение сернистых газов. Количество газов, выделяющихся во время извержения, может составлять до нескольких тысяч тонн в сутки.

2. ^ Жидкие продукты представлены лавами разного химического состава.

Кислые лавы содержат более 65 % кремнезема, являются самыми вязкими и малоподвижными. Они застывают в виде коротких и мощных языков, куполов, сложенных липаритом (риолитом), дацитом.

Средние лавы содержат 65 – 53 % кремнезема, обладают разной степенью вязкости и подвижности, что зависит от содержания в них кремнезема и летучих компонентов. При их остывании возникают трахиты и андезиты. В составе кислых и средних вулканических пород часто встречаются пирокласты – обломки других горных пород.

Основные лавы содержат 53 – 45 % кремнезема, являются очень жидкими и подвижными (скорость их движения по земной поверхности может превышать 50 км/час). При остывании их возникают базальты и диабазы, почти никогда не содержащие пирокластов.

Ультраосновные лавы содержат менее 45 % кремнезема, встречаются крайне редко, образуют пикриты и кимберлиты.

Объем лавы, выделившейся во время извержения, может достигать десятков и сотен кубических километров.

3. ^ Твердые продукты (пирокласты) представляют собой минеральные обломки разного диаметра, возникающие в наибольших объемах при взрывных извержениях. В зависимости от размера, выделяют следующие типы пирокластов: а) вулканические пепел и пыль; б) вулканический песок; в) лапилли (диаметром до горошины); г) вулканические бомбы; д) вулканические глыбы (при извержении Вулькано была выброшена глыба объемом 25 куб. м и массой 68 т). При отложении пирокластов на суше возникают вулканические туфы, а при осаждении обломков в воде – туффиты. Объемы выброса пирокластов иногда измеряются десятками кубических километров.


^ 5. 2. ТИПЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ


Главным фактором, определяющим характер извержения, следует, очевидно, считать химический состав лавы, поскольку от него зависит подвижность лавы и наличие в ней газов. По характеру извержения и составу вулканических продуктов можно выделить четыре категории вулканов: эффузивную наземную; эффузивную подводную; пирокластовую; эксплозивную. В составе каждой категории можно выделить несколько типов извержений.

1. Эффузивные наземные извержения характеризуются господством лавы в составе продуктов и отсутствием сильных взрывов; связаны с рифтовыми структурами; изливают подвижную базальтовую (основную) лаву.

^ Исландский (трещинный) тип извержений характеризуется тем, что магма приближается к поверхности по узким и длинным трещинам. Газы, скопившиеся в верхней части лавового очага, выходят по ранее существовавшей трещине, поэтому сильных взрывов не происходит. Сразу за выделением газов начинается излияние потоков жидкой базальтовой лавы, растекающихся на большие расстояния и формирующих очень плоский конус. В конце извержения лава прорывается только в отдельных местах трещины, где возникают многочисленные плоские конуса.

^ Гавайский тип извержений очень близок к трещинным, но подъем лавы здесь происходит через трубообразный канал. Вначале также происходит выброс небольшого количества газов, после чего из мелкого и широкого (блюдцеобразного) кратера начинается излияние подвижной базальтовой лавы. Конус вулканов гавайского типа плоский и обычно имеет гигантские размеры. Так, крупнейшим действующим вулканом Земли является Мауна-Лоа (о. Гавайи), высота которого около 10 км, а объем превышает 21 1000 куб. км. В силу особенностей формы такие вулканы называют щитовыми.

2. Эффузивные подводные извержения являются самыми многочисленными и наименее изученными. Они также приурочены к рифтовым структурам, отличаются господством базальтовых лав. На дне океана при глубине 2 км и более давление воды столь велико, что взрывов не происходит, а значит, и пирокластов не возникает. Под давлением воды даже жидкая базальтовая лава далеко не растекается, образует короткие куполообразные тела или узкие и длинные потоки, покрытые с поверхности стекловатой коркой. Отличительной чертой подводных вулканов, находящихся на больших глубинах, является обильное выделение гидротерм, содержащих высокое количество сульфидов меди, свинца, цинка и других цветных металлов.

3. Пирокластовые (смешанные) извержения характеризуются выбросом всех видов вулканических продуктов, сопровождающимся взрывами разной силы. Это извержения центрального типа, при которых возникают конусы правильной формы, сложенные переслаиваниями лав и твердых продуктов. Такие конусы называют стратовулканами, или слоистыми вулканами.

Стромболианский тип извержений (по названию вулкана Стромболи на Липарских островах) характерен вулканам, изливающим более вязкую, по сравнению с предыдущими типами, лаву, которая, остывая, образует короткие языки на склонах. Очаг располагается близко к поверхности, а жерло почти всегда заполнено бурлящей лавой, из которой непрерывно выделяются газы. Извержения происходят часто и отличаются четкой ритмичностью, обычно сопровождаются сравнительно слабыми взрывами. Так, на протяжении уже более 200 лет, каждые 8 минут извергается и наращивает свой конус вулкан Исалько (Ицалько) в Центральной Америке.

^ Вульканский тип извержений (по названию вулкана Вулькано на Липарских островах) отличается взрывами большой силы с выбросом газово-пылевых туч и большого количества обломков при сравнительно небольшом участии лавы. Магматический очаг у таких вулканов также располагается близко к поверхности, а лава характеризуется еще большей вязкостью (состав ее трахитовый или андезитовый) и меньшей подвижностью. После очередного извержения лава, застывая в кратере, образует плотную пробку, препятствующую свободному выходу газов. Поэтому, при последующих извержениях, скопившиеся под пробкой газы с силой выбрасывают ее вверх, образуя обломки самого разного размера. Интервал между извержениями гораздо больший, чем у вулканов стромболианского типа.

^ Этно-везувианский тип отличается от предыдущих еще более длительными интервалами между извержениями и еще большим количеством выделяющихся газов. Сильные взрывы ведут к образованию на склонах вулкана многочисленных трещин, по которым и происходит излияние лав во время последующих извержений. Обнажающиеся на поверхности склона отверстия таких жерл называются бокками. В результате, на склонах главного вулкана возникают побочные (паразитические) вулканические конусы. Количество бокк на склонах вулкана Этна составляет около 800, а паразитических конусов – более 200. Во время сильных взрывов верхняя часть вулканического конуса может разрушиться, кратер станет гораздо шире, а при последующих извержениях внутри его начнется рост нового, сравнительно небольшого конуса. Стенки древнего кратера, окружающие новый конус, получили название сомма. В некоторых случаях на месте вулканического конуса возникает гигантская воронка – кальдера, диаметр которой многократно превышает глубину. Образование кальдеры обычно происходит в результате обрушения вулканического конуса в возникшую под ним полость, сформировавшуюся благодаря опустошению магматического очага. Реже кальдера образуется из-за взрыва вулкана.

4. Пирокластовые (газово-взрывные) извержения свойственны вулканам с очень глубоким залеганием магматического очага, в котором скапливается кислая или средняя по составу лава. При извержении выделяется огромное количество газов и пара, а лава, в силу высокой вязкости и низкой подвижности, а также большой глубины залегания, выбрасывается в минимальных количествах или отсутствует полностью.

^ Мерапийский тип извержений (вулкан Мерапи на о. Ява) отличается выделением палящих газово-пылевых туч, иногда взрывами в начале извержения, а также образованием горячих грязе-каменных потоков – лахаров. Потоки лахаров вулкана Мерапи достигают длины 40 км. Лава кислого (дацитового) или среднего (андезитового) состава во время взрыва часто распыляется в виде пепла или лапиллей, а в конце извержения выдавливаются на поверхность в виде куполов.

^ Пелейский тип извержений (вулкан Мон-Пеле, о. Мартиника в Малых Антильских островах, катастрофа 1902 г – погибло более 31 тыс. человек) наблюдается у вулканов с очень густой и малоподвижной лавой. В начале извержения из кратера, закупоренного пробкой ранее застывшей лавы, прорываются тучи газов, раскаленных до 800 С. Эти тучи, насыщенные твердыми продуктами извержения, а потому очень тяжелые, не поднимаются вверх, а с большой скоростью скатываются вниз по склону. Выброс газов часто сопровождается землетрясениями. В конце извержения из кратера выдавливается раскаленный обелиск застывшей лавы, благодаря чему извержения подобного рода получили название экструзивных.

^ Катмайский тип извержений (вулкан Катмай, п-ов Аляска, извержение 1912 г) проявляется в извержении кислой лавы, которая настолько перенасыщена газами, что превращается в катящуюся по склону газово-лавовую тучу. Такие раскаленные лавины низвергаются как из главного кратера, так и из боковых трещин. Затем поднимающаяся лава закупоривает жерло, препятствуя выделению газов, что может завершиться мощным взрывом, уничтожающим верхнюю часть вулкана. В итоге возникает конус неправильной формы с огромным кратером.

^ Кракатаусский тип извержений (вулкан Кракатау, 1883 г) отличается взрывами чудовищной силы и выбросом гигантского объема газов. В отличие от предыдущих типов извержений, лава кислого состава, накапливающаяся в расположенном на огромной глубине очаге, на поверхность не выходит совсем. В итоге извержения возникает огромная кальдера.

^ Бандайсанский тип (вулкан Бандай-Сан, о. Хонсю, 1883 г) подобен другим типам эксплозивных извержений: мощные и частые взрывы, отсутствие лавы. Однако чрезвычайная сила взрывов связывается здесь с испарением проникшей по трещинам внутрь вулкана воды.

^ Маарский тип объединяет лишь единожды извергавшиеся, ныне потухшие эксплозивные вулканы. В рельефе они представлены плоскими блюдцеобразными котловинами, обрамленными невысокими валами. В составе валов присутствуют как вулканические шлаки, так и обломки невулканических пород, слагающих данную территорию. В вертикальном разрезе кратер имеет вид воронки, которая в нижней части соединяется с трубообразным жерлом, или трубкой взрыва. Древние структуры такого облика получили название диатрем. Диаметр их колеблется от нескольких десятков метров до нескольких километров. Верхняя часть диатрем, до глубины 400 – 500 м, заполнена кимберлитом – вулканической брекчией, состоящей из синих глин и кластического материала. Последние представлены обломками как ультраосновных пород, так и пород, рассеченных диатремой. Состав кимберлитов свидетельствует о высочайших температурах и давлении во время их образования, а также о сверхглубинном (мантийном) расположении магматического очага. К кимберлитам приурочены коренные месторождения алмазов, пиропов и других минералов. На больших глубинах диатремы заполнены базальтоидами или ультраосновными породами.

В заключение необходимо отметить, что деятельность большинства вулканов растягивается на многие годы и даже тысячелетия. При этом вулканизм осуществляется несколькими циклами, каждый из которых разделяется на три этапа. Цикличность вулканизма проявляется в том, что со временем происходит последовательное изменение состава лавы: от жидкой базальтовой в начальной стадии, до андезитовой в средней стадии, и, наконец, до вязкой кислой лавы на завершающей стадии. Соответственно изменениям состава лавы, меняется и характер извержений одного и того же вулкана.


^ 5. 3. ПОСТВУЛКАНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ


На этой стадии излияние лав прекращается, взрывов не происходит, наблюдается лишь выделение газовых струй, водяных паров и, на значительном расстоянии от вулкана, горячей воды.

Газовые струи (фумаролы), проходя сквозь горные породы, оставляют на стенках трещин и пор налет из различных минералов, иногда создавая промышленные месторождения полезных ископаемых. Фумаролы по составу газов и температуре подразделяются на несколько типов.

^ Сухие фумаролы – воды в них нет или почти нет, температура до 500 С, содержат хлориды калия и натрия, часто с примесями меди, марганца, фтора.

Кислые фумаролы (сернистые, сольфатары) – температура их колеблется от 90 до 300 С, содержат пары воды, кислоту серную или хлористоводородную. В районах их выходов на поверхности возникает ярко-желтый налет самородной серы.

^ Щелочные (аммиачные) фумаролы – температура около 100 С, газы представлены сероводородом, углекислым аммонием, парами воды.

Холодные фумаролы (мофетты) – температура ниже 100 С, содержат углекислый газ.

На протяжении поствулканической стадии, в силу постепенного охлаждения магмы, происходит закономерное изменение характера фумарольной деятельности: от сухих фумарол в начале процесса к кислым и щелочным, а в завершении – к холодным.

Гейзеры – это источники, ритмично выбрасывающие фонтаны воды и пара. Гейзеры возникают либо на значительном расстоянии от вулкана, либо в завершающие стадии поствулканической стадии. Воды гейзеров имеют температуру от 94 до 99 С, обычно они сильно минерализованы: содержат соли натрия, кальция, кремния, магния. Благодаря минерализации, вокруг гейзеров отлагаются пористые туфы известкового или кремнистого состава. Иногда вместе с парами и газами происходит выброс глинистых пород, что ведет к образованию грязевых вулканов. Высота конусов грязевых вулканов обычно составляет первые метры, но иногда достигает 400 м, а диаметр кратера – до нескольких метров.


^ 5. 4. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ ВУЛКАНОВ


На протяжении последних 3 000 лет истории Земли зафиксировано более 2 500 извержений и установлено около 1 000 действующих наземных вулканов, из которых порядка 200 ныне пребывают в фумарольной стадии. Почти все известные наземные вулканы располагаются на окраинах материков или на островах. Абсолютное большинство – 90 % наземных вулканов приурочено к четырем вулканическим поясам, совпадающим с границами крупнейших литосферно-мантийных структур.

Круго-Тихоокеанский пояс (Циркум-Тихоокеанский, Тихоокеанское Огненное кольцо) – охватывает, по разным подсчетам, от 340 до 381 действующих наземных вулканов. Из них 59 – в Южной Америке, 70 – в Центральной Америке, 46 – в Северной Америке (включая Алеутские острова), и, наконец, 140 – в северо-западной части пояса (от Камчатки до Японских островов). Остальные вулканы располагаются в юго-западной и южной части пояса (от островов Рюкю через острова Микронезии, Меланезии и Новой Зеландии к побережью Чили). Вулканы Круго-Тихоокеанского пояса располагаются вдоль узких глубоководных желобов, на расстоянии 100 – 200 км от их оси в сторону материков. К желобам приурочены сейсмофокальные зоны Заварицкого-Беньофа, где литосферная плита с земной корой океанического типа пододвигается под литосферные плиты с материковым строением земной коры. Большинство вулканов располагается там, где глубина залегания сейсмофокальных зон составляет 90 – 150 км. Вулканы этого пояса по характеру извержений относятся к самым разным категориям и типам.

Средиземноморско-Индонезийский (Средиземный) пояс, опоясывающий планету в широтном направлении, включает от 117 до 175 действующих вулканов. Из них в районе Средиземного моря известно 13 наземных вулканов (в основном пирокластовой категории), а в пределах Малайского архипелага – 123 наземных вулкана (в большинстве эксплозивной категории). Вулканизм данного пояса также связан с активными сейсмофокальными зонами, которые, однако, являются реликтами неогенового пика альпийской складчатости. Наиболее активный вулканизм здесь наблюдался, очевидно, в неогене и начале четвертичного периода, о чем свидетельствуют многочисленные потухшие вулканы Карпат, Кавказа, Иранского нагорья, Тибета (на территории последнего имеется и один действующий вулкан – Рубрук).

Атлантический пояс располагается в осевой меридиональной части Атлантики, все 44 действующих наземных вулкана находятся на островах (от о. Ян-Майен до о-вов Тристан-да-Кунья). Большинство вулканов здесь связаны с рифтовыми структурами растяжения, поэтому очаги залегают совсем неглубоко, а состав лавы базальтовый. По характеру извержений преобладают эффузивные вулканы (трещинного типа).

Восточно-Африканский пояс, расположенный в пределах величайшей континентальной рифтовой системы, включает в свой состав 42 действующих наземных вулкана, разных по составу лав и характеру извержений.

Небольшое количество наземных вулканов находится за пределами названных поясов, являясь, в большинстве своем, внутриплитными вулканами. Размещаются они как на островах в океанах (Канарские, Зеленого Мыса, Маврикий, Реюньон, Гавайи), так и на материках (Камерун). И, наконец, на дне океанов имеется огромное количество вулканов подводных.


6. МЕТАМОРФИЗМ


^ 6. 1. ФАКТОРЫ И СЛЕДСТВИЯ МЕТАМОРФИЗМА


Метаморфизмом называется процесс преобразования горных пород, происходящий в глуби Земли под действием эндогенных сил. Гораздо реже метаморфизм происходит на поверхности Земли – здесь он обусловлен падением крупных метеоритов.

Факторами метаморфизма являются высокие температуры и давление, а также воздействие различных флюидов: магматических газов, паров и др. Главнейшим фактором выступает температура. Влияние временного фактора при этом не проявляется.

Метаморфизму подвергаются горные породы осадочного, магматического и метаморфического происхождения. Провести четкую термическую границу между метагенезом и метаморфизмом достаточно сложно: она пролегает в пределах температур от 150 до 350 С (по разным авторам и для разных минеральных ассоциаций). То же самое относится и к глубинам, на которых начинает проявляться метаморфизм: в срединно-океанических хребтах метаморфизация начинается с глубины 0,5 км, а в пределах осадочного чехла плитных участков древних платформ метаморфизма может не быть даже на глубине 20 км. Явным признаком метаморфизма служит образование некоторых типичных минералов: графита, возникающего из антрацита, диккита – Al4 (OH)8 (Si4 O10) из каолинита и др. По мере роста температуры метаморфизм сопровождается плавлением горных пород: частичное плавление называют палингенезисом, а полное – анатексисом. Существует мнение, что благодаря именно анатексису возникли граниты. Анатексис, соответствующий высшей фазе метаморфизма, в легкоплавких кислых породах начинается при температуре 700 С, а в более тугоплавких основных породах при 1 000 С. Давление, обуславливающее метаморфизм, составляет от 2 до 30 кбар, а при ударном метаморфизме и гораздо больше. В результате метаморфизма изменяются минеральный состав, структуры и текстуры горных пород.

Изменение минерального состава ведет к исчезновению неустойчивых минералов и образованию устойчивых, соответствующих создавшимся термодинамическим условиям. Если смена минералов идет при неизменном химическом составе, то метаморфизм называют изохимическим. Если же имеет место привнос одних химических элементов и удаление других, то говорят об аллохимическом метаморфизме. Разновидностью последнего является метасоматоз – аллохимический метаморфизм, при котором объем пород не изменяется. Учитывая непостоянство минерального состава метаморфических пород, необходимо признать, что их названия являются, по сути, комплексными – они отражают скорее условия метаморфизма, чем минеральный состав пород.

Структурные изменения, прежде всего, заключаются в перекристаллизации пород, когда мелкозернистая порода превращается в крупнозернистую. Однако, благодаря анатексису возможен и обратный переход, часто проявляющийся при формировании кварцитов. В метаморфических породах нередко возникают крупные (в диаметре до 3 см и более) кристаллы с ярко выраженными гранями, ребрами и вершинами. В этом случае говорят о порфиробластовой структуре. Если минеральные зерна имеют изометричную форму, то структуру называют гранобластовой.

Изменения текстуры проявляются двояко. Во-первых, одновременно с перекристаллизацией породы в ней исчезают поры, каверны, и возникает массивная (плотная) текстура. Во-вторых, под действием направленного давления, именуемого стрессом, формируются разного рода полосчатые текстуры (сланцеватая и линейная). Сланцеватая текстура, характерная сланцам, проявляется в образовании параллельно-пластинчатых пород. Причинами сланцеватости могут быть:

– свойство пластинчатых минералов (слюд, хлорита и др.) расти в плоскости, перпендикулярной направленному давлению (стрессу);

– первичная слоистость осадочных пород, претерпевшая переуплотнение во время метаморфизма и, благодаря этому, ставшая еще более яркой.

Линейная текстура, свойственная гнейсам, образуется игольчатыми или призматическими кристаллами, вытянутыми параллельно плоскости сланцеватости.

Всю совокупность процессов метаморфизма, в зависимости от площади их проявления, можно разделить на два типа: локальный и региональный. Каждый из типов включает несколько разновидностей.

1   2   3   4   5   6   7



Скачать файл (2266 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru