Что такое твердые вулканические продукты кратко

Обновлено: 04.07.2024

Среди продуктов извержений вулканов выделяют три типа: жидкие (лавы), газообразные и твердые.

Лавыпо содержанию SiO₂ подразделяются, как и горные породы, на кислые (SiO₂ > 65%), средние (65—52%), основные (52—45%). Основные лавы тяжелые, высокотемпературные (до 1200—1300ºС), обогащены кальцием, магнием и железом, отличаются малой вязкостью и большой подвижностью. Кислые и средние магмы, обогащенные натрием и калием, отличаются высокой вязкостью и малой подвижностью.

Газообразные продуктыиграют важную роль при вулканических извержениях, особенно при взрывном характере последних. Струи горячего вулканического газа называют фумаролами(от итал. fumare — дымиться). Наибольшее значение и распространение в вулканических газах имеют водород, кислород, углерод и сера, образующие те или иные соединения в зависимости от температуры. Кроме того, присутствуют фтор, хлор, бор, азот и их соединения. Следует отметить постоянное присутствие воды, но при высоких температурах частично проявляется ее диссоциация на Н + и О 2- .

В состав высокотемпературных (500—600°С) фумарольных газов входят кислые газы (НС1, HF, NH₄C1, SO₂, CO, CO₂, Н₂). В составе более низкотемпературных вулканических газов (100—200°С) преобладающее значение имеют следующие соединения: SO₂, H₂S, СО, СО₂, Н₂О, СН₄, N₂.

При температурах ниже 100°С выделяются струи углекислого газа, называемые мофеттами, указывающими нередко на затухающую деятельность вулкана. В них преобладает СО₂, присутствуют H₂S, CH₄, Н₂О, N₂.

Твердые вулканические продуктыобразуются при извержениях, сопровождающихся крупными взрывами и выбросом большого количества лавы на значительную высоту. Выброшенная лава распыляется в атмосфере и выпадает на склоны вулкана и смежные с ним области в виде различных по размеру частиц. По размерам частиц и обломков твердые продукты извержений подразделяются на несколько типов: 1) вулканический пепел (меньше 0,1—0,25 мм); 2) вулканический песок (0,25—2,0 мм); 3) лапилли(от итал. lapilli — камешки) (до 1,5—3,0 см); 4) вулканические бомбы (от 10 см до 1 м и более).

Вулканический пепел при крупных взрывах разносится на очень далекие расстояния и, выпадая на поверхность, образует пепловые слои. Более крупные вулканические бомбы и лапилли выпадают (вместе с пепловым и песочным материалом) ближе к кратеру вулкана. Своеобразная форма вулканических бомб — веретенообразная, грушевидная, вытянуто-овальная — отчетливо показывает, что они образуются из пластического вещества лавы, застывающей в атмосфере. Это отличает их от угловатых обломков горных пород, раздробленных газовыми взрывами.

Интрузивный магматизм

Основная часть магмы не достигает поверхности, а медленно остывает и отвердевает на более или менее значительной глубине. Образовавшиеся таким путем тела называются интрузивными телами, интрузиями или интрузивами.

Метаморфизм, процессы и проявления

Процессы изменения структурно-текстурных особенностей и минералогического состав горных пород в термодинамических условиях глубинных частей земной коры называются метаморфизмом. Эти процессы изменения происходят при сохранении самих пород и слагающих их минералов в твердом состоянии. Метаморфизм – сложный процесс, основными факторами его являются: высокая температура, давление, наличие подвижных соединений, например, воды или иона СО₃ 2- . В зависимости от ведущего фактора различают следующие его типы: контактовый, динамометаморфизм, региональный.

Контактовый метаморфизмразвивается на контакте между внедрившейся магмой и вмещающими ее горными породами. Воздействие высокой температуры, а также газов и паров воды ведет к коренному изменению вмещающих пород. Так возникают мраморы и кварциты, породы зернистой структуры.

При динамометаморфизме исходные породы преобразуются под действием высокого давления (4-14 тыс. атм), которое возникает в процессе горообразования или под весом вышележащих толщ. При этом возникают породы типа глинистых сланцев с характерной для них сланцеватостью.

Региональный метаморфизмпроявляется на больших площадях и в глубине земной коры (10-15 км), в поясе метаморфизма, в котором с глубиной интенсивность проявления факторов метаморфизма возрастает.

Все метаморфические породы по структурно-текстурным признакам подразделяются на сланцеватые и массивные. Сланцеватость пород понижает их устойчивость на склонах, способствуя образованию подвижных осыпей. Среди метаморфических пород наиболее распространены гнейсы, сланцы, кварциты, мрамор.

Экзогенные геодинамические процессы

Экзогенные процессы порождаются силами, действующими на поверхности Земли: суточными и сезонными колебаниями температуры, энергией движущихся масс воды, льда и ветра, химическими и физико-химическими реакциями, протекающими при участии организмов. Важнейшими из экзогенных процессов являются: выветривание; водная, ледниковая и ветровая эрозия.

Выветривание.

Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава пород физическими, химическими и органическими (биологическими) агентами. Физическое выветривание осуществляется такими агентами, как температура, замерзание и оттаивание воды в трещинах пород, химическое происходит под действием воды, кислорода воздуха, различных кислот, возникающих при разложении органических веществ. Органическое выветривание - разрушение пород корнями растений, лишайниками, различными макроорганизмами (черви, другие землерои) и микроорганизмами (бактериями, микроводорослями и др.).

Наибольшее значение имеют физическое и химическое выветривания, которые всегда действуют совместно, но в континентальном климате преобладает физическое выветривание, а во влажном, в особенности жарком, климате - химическое.

В результате воздействия разности температур породы могут дробиться до очень мелких частиц - до 0,01 мм в диаметре и мельче. Это способствует химическому разрушению и, прежде всего, растворению и прямому химическому взаимодействию между частицами в присутствии воды.

Наиболее интенсивно идут процессы у поверхности земли, распространяясь на глубину до 5 - 10 м и глубже, если для этого есть условия. К таким условиям относятся трещиноватость или пористость пород, способствующие проникновению агентов на глубину. Вся эта толща, где происходят указанные процессы и накапливаются

Рис.3.10. Выветривание скальных грунтов: 1 – кора выветривания; 2 – грунт, не затронутый выветриванием

продукты выветривания, называется корой выветривания (рис. 3.10).

Интенсивность процесса выветривания зависит не только от климатических условий, обводненности пород, химического состава поверхностных и подземных вод, трещиноватости, но и от минерального состава и структуры пород. Крупнозернистые полиминеральные породы легко разрушаются под воздействием температурных колебаний, так как слагающие их минералы часто имеют различный цвет, т. е. поглощают различное количество тепла, имеют различные коэффициенты расширения. Вследствие этого при нагревании на контактах между зернами создаются большие напряжения, что приводит к разрушению менее прочных минералов.

Химическое выветривание наиболее активно проявляет себя в растворимых породах, а также в породах, содержащих неустойчивые к процессам окисления и гидратации минералы. Например, пирит FeS₂ легко окисляется в присутствии воды, переходя в гидроксиды железа - лимонит, гетит. Вода, содержащая в своем составе углекислоту, которая появляется в ней в результате окисления органических веществ, более интенсивно растворяет известняки и ускоряет химический процесс превращения полевых шпатов в глинистые минералы.

Наиболее устойчивы к процессам выветривания минералы кварц, мусковит, корунд, менее устойчивы кальцит, гипс, полевые шпаты, биотит и др.

Эрозионные процессы.

Особую роль в геологической истории земной коры играют оледенения. Огромные площади на континентах в четвертичный период покрывались мощными толщами материковых льдов. В северном полушарии они двигались с севера на юг, наступая на материк, ломая скалы, сглаживая поверхность земли. Обломки пород размером от огромных валунов до глинистых частиц ледник двигал перед собой, нес на своей поверхности, волочил по поверхности земли. При потеплении климата он отступал, таял, оставляя эти обломки в виде скоплений, образующих положительные формы рельефа, называемые моренами; отложения, слагающие этот рельеф, называют моренными. Возникавшие при таянии ледников водные потоки разносили обломочный материал на большие расстояния, причем, чем дальше от края ледника, тем он был мельче. Так образовались обширные полосы гравийно-галечниковых, далее на юг - песчаных и затем пылевато-глинистых (лессовых) отложений, которые называются водно-ледниковыми, Эти отложения широко распространены в центре Русской равнины.

Большая роль в переносе мелких частиц, мелкозема, (

ВУЛКАНИЗМ.

По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма[1] - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее

поверхности. На глубине от 50 до 350км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу.

ВУЛКАНИЗМ.

Продукты извержений могут быть газообразными (вулканические газы), жидкими (лава) и твёрдыми (вулканиты). Вулканические газы подразделяются на эруптивные, выделяющиеся в ходе извержения, и фумарольные, выделяющиеся в период спокойной деятельности вулкана. В состав вулканических газов входят пары H₂O, HCL, HF, H₂, H₂S, CO, CO₂ и летучие соединения (преимущественно галогены) со многими химическими элементами. Фумарольные газы с преобладающим составом сернистого газа и сернистых соединений называются сольфаторами, с преобладанием угольной кислоты - мофеттами, с преобладанием паров борной кислоты - соффиони. Деятельностью вулканических газов в области подземных вод обусловлена деятельность горячих источников.

Излившийся на поверхность магматический расплав называется лавой. Вследствие дегазации магмы при излиянии, лава в значительной мере лишена летучих компонентов. Вязкость лавы зависит от состава пород и температуры. Наиболее подвижны базальтовые лавы, образующие лавовые озёра (Килауэа) и длинные (десятки километров) потоки небольшой (метры) мощности. Наиболее вязкими являются лавы кислого состава, образующие лавовые купола и короткие (километры) мощные (десятки метров) лавовые потоки. Начальная температура лавы Гавайских островов - до 1 200 0 С. Самый длинный лавовый поток находится в Исландии, его длина 140 км. Этот поток излился при трещинном извержении вулкана Лаки в июне 1783 года и заполнил собой ущелья рек Скафтау (глубиной до 180 м) и Хвервисфольоут. Скорость движения лавового потока может достигать 60 и даже 100 км/ч на начальном отрезке. При остывании лава становится более вязкой, скорость её снижается. Уже на расстоянии сотен метров от места излияния существенно снижается скорость потока, и застывают его борта. Поверхность лавового потока при остывании образует застывшую кору с глыбовой (у лавы основного состава) или волнистой (кислый состав) поверхностью. Под корой сохраняется существенно более высокая температура, так как кора обладает теплоизоляционными свойствами. Остывание лавового потока сопровождается развитием поперечной и продольной трещинности, разбивающей поток на отдельные вертикальные многогранные блоки, имеющих обычно несколько метров высоты и 10 - 20 см. в поперечнике ("столбчатая отдельность)". При наличии трещин, идущих по кривым поверхностям, образуется "шаровая отдельность" - глыбы с округлёнными очертаниями.

Твёрдые породы образуются при взрывных извержениях. Они разделяются на две основные категории - рыхлые и уплотнённо-сцементированные (туфы, туфобрекчии). Кроме того, выделяют промежуточные типы вулканитов - туфолавы и игнимбриты. Рыхлые вулканиты называются тефрой. Они подразделяются по размеру. Данная классификация является чисто качественной.

Вулканический пепел. Представляет собой мельчайшие (до 1 - 2 мм.) частицы пород, раздробленные взрывом. На пепел приходится основная доля пирокластического материала. Во время мощных взрывных извержений огромные тучи вулканического пепла и газа, поднимающиеся над вулканом, образуют плинианские (эруптивные) колонны, достигающие 1 - 10 и, в исключительных случаях, десятков километров в высоту. Объём пепла достигает кубического километра и более. В этих случаях пепел разносится воздушными течениями на огромные расстояния, со скоростью около 80 - 100 км/ч. При извержении вулкана Пинатубо граница пеплопада проходила на расстоянии нескольких тысяч километров. Пепел извержения вулкана Кракатау распространился по всей Земле.

Вулканический песок - состоит из тех же пород, раздробленных на более крупные частицы (2 - 4 мм).

Лапилли - округлые или угловатые вулканиты, размер которых определяется диапазоном от горошины до грецкого ореха. Состоят как из слагающих вулкан пород, так и из свежей лавы.

Вулканические бомбы - комки жидкой или пластической лавы, принявшие в полёте ту или иную форму. Размер вулканических бомб - от нескольких сантиметров до нескольких метров.

После падения на поверхность Земли рыхлые продукты вулканических выбросов быстро уплотняются под действием сил тяжести и воды, то есть в результате процессов диагенеза. Последние развиваются при участии кислот, образующихся при концентрации и химических воздействиях некоторых магматических газов и в результате разложения затвердевшей лавы. Образующиеся при этом вторичные химические соединения цементирую рыхлый материал, превращая его в твёрдую породу. Эти породы по количеству и размерам обломков и характеру цемента разделяются на вулканические туфы, туффиты и туфогенные осадочные породы.

Вулканические туфы. Твёрдые вулканические выбросы либо падают непосредственно вблизи от вулкана, либо в виде пепла относятся в далёкие его окрестности и затем ложатся на поверхность Земли более или менее толстым слоем. Значительная часть этого слоя уничтожается размывом; сохранившаяся часть в благоприятных условиях уплотняется и отвердевает, образуя неслоистые туфы. Они сложены из отдельных зёрен минералов вулканогенных горных пород, а заполняющая промежутки между зёрнами масса состоит из изменённого вулканического пепла.

Туффиты отличаются от туфов значительно большей примесью нормального осадочного материала (от 10 до 50%), частым присутствием органических осадков, иногда тонкой слоистостью, значительным количеством глинистого или известкового цемента. Очень часто туффиты образуются при подводных извержениях.

Туфогенные конгломераты, песчаники и сланцы характеризуются ещё меньшим (менее 50%) количеством вулканического обломочного материала и в большинстве случаев являются уже типично осадочными образованиями. Они часто образуются за счёт длительного переноса и переотложения пирокластических зёрен, которые в процессе транспортировки частично окатываются и смешиваются с обычным осадочным материалом.

При интенсивном выделении газов во время извержений магма распыляется, и продукт извержения представляет собой тонкую взвесь частиц раскалённого не вполне затвердевшего стекла, кусков раскалённой пемзы и кристаллов, выделившихся в лаве и находящихся в ней в момент взрыва. Эти обломки вместе с горячими газами представляют собой подвижную массу, которая при своём движении по склонам вулкана, подобно настоящей жидкости, заполняет овраги и другие выемки. После отложения вся эта масса преобразуется в своеобразную твёрдую горную породу, которую называют туфолавой или игниморитом.

Наконец, когда лава захватывает обломки пород в жерле на склонах вулкана и вместе с ними застывает, образуются изверженные брекчии, которые отличаются от вулканических тем, что обломки пород цементирует лава, а не пепел, выброшенный из вулкана в твёрдом состоянии. То же самое происходит, когда на лавовом потоке при застывании образуется корка. Корка эта трескается, куски её погружаются при движении лавового потока вниз и не успевая расплавиться образуют своеобразную брекчию однородного состава.

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ (вулканиты), горные породы, образовавшиеся в результате извержений вулканов. В зависимости от характера извержения различают излившиеся, или эффузивные (базальты, андезиты, трахиты, липариты, диабазы и др.), вулканогенно-обломочные, или пирокластические (туфы, вулканические брекчии), вулканические горные породы.

История государства Древнего Египта: Одним из основных аспектов изучения истории государств и права этих стран является.

Продукты извержения вулканов разделяются на жидкие, твёрдые и газообразные.

Размер обломков, мм	Название пород
более 50	вулканические бомбы
2 – 50	лапилли
0,1 – 2	вулканический песок
менее 0,1	вулканическая пыль

Схема 5.1. Фации вулканогенных пород (Полевая геология, 1989)

1 – дайки; 2 – силлы, лакколиты; 3 – эксплозивная субфация; 4 – лавовые потоки (эффузивная субфация); 5 – купола и обелиски (экструзивная субфация); 6 – жерловая фация; 7 – гипабиссальная интрузия.

По мере роста содержания кремнезема лавы становятся более вязкими и застывают при более низкой температуре. Если базальтовые лавы сохраняют подвижность при температурах порядка 600-7000С, то андезитовые (средние) лавы застывают уже при 7500С и более. Обычно наиболее вязкими являются кислые дацитовые и липаритовые лавы. Повышенная вязкость затрудняет отделение газов, что может приводить к эксплозивным извержениям. Если вязкость лав высока, а давление газов относительно низкое происходить экструзия. Спецификой отличается и строение лавовых потоков. Для вязких средних и кислых расплавов, характерно образование глыбовых лав. Глыбовые лавы внешне близки аа-лавам и отличаются от них отсутствием шиповидных и иглообразных выступов, а также тем, что глыбы на поверхности имеют более правильную форму и гладкую поверхность. Движение лавовых потоков, поверхность которых покрыта глыбовыми лавами, приводит к образованию лавобрекчиевых горизонтов.

Газообразные продукты извержений представлены парами воды, углекислым газом, водородом, азотом, аргоном, окислами серы (SO₂, SO) и другими соединениями (HCl, CH₄, H₃BO₃, HF и др.). Температура вулканических газов изменяется от первых десятков градусов до тысячи и более градусов. В целом высокотемпературные эксгаляции (HCl, CO₂, O₂, H₂S и др.) связаны с дегазацией магмы, низкотемпературные (N₂, CO₂, H₂, SO₂) образуются как ювенильными флюидами, так и за счёт атмосферных газов и подземных вод, просачивающихся в вулкан.

При быстром выделении газов из магмы или превращении подземных вод в пар происходят газовые извержения. При извержениях такого рода отмечается непрерывное или ритмичное выделение газа из жерла, выбросов нет или очень незначительные количества пепла. Мощные извержения газа и пара пробивают в горных породах канал, из которого выбрасываются обломки пород, образуя на вал, окаймляющий кратер. Газовые извержения происходят и через жерло существующих полигенных вулканов (примером служит газовое извержение Везувия в 1906 г.).

Читайте также: