Магматизъм. Магматични скали

Какво е "вулканизъм"? Кой е правилният правопис на тази дума. Понятие и тълкуване.

Вулканизъмвулканичен?zm е термин, който има две значения. В тесен смисъл се отнася до процесите на образуване на вулкани и целия комплекс от явления на вулканичната дейност. В широк смисъл вулканизмът се отнася до всички явления, свързани с активността на магмата както в дълбочина, така и на повърхността на земята. Най-представителната последица от вулканизма на повърхността на земята са вулканите, в дълбочина - образуването на интрузии и промяната на вместващите скали под въздействието на високи температури и налягания. Най-общата дефиниция на вулканизма е набор от явления, свързани с образуването и движението на магма в дълбините на Земята и нейното изригване на повърхността на сушата, дъното на моретата и океаните под формата на лава, пирокластичен материал и вулканичен газове. В процеса на вулканична дейност в дълбините на земята се образуват магмени камери и канали, скалите около които могат да се променят както под въздействието на високи температури, така и в резултат на химическите ефекти на лавата. На земната повърхност възникват вулканични конуси, куполи, плата, калдери, потоци от лава, пемза, гейзери, горещи извори и др.. Скалите, които са изригнали на повърхността в резултат на вулканична дейност, се наричат ​​вулканични. Скалите от магма в дълбочина са магмени. Поради всички форми на проявление на вулканизма, обемът на скалите на земната кора се увеличава с повече от 5 km? през годината. Вулканизмът освобождава огромно количество газове в атмосферата, които до голяма степен образуват газовата обвивка на Земята и участват в образуването на хидросферата. Вулканизмът е най-силен в средноокеанските хребети, островните дъги, рифтовите долини и младите орогени. Цели групи минерали са свързани с вулканизма: злато, сребро, мед, антимон, арсен, сяра, алунит, борати, скъпоценни камъни, строителни материали. Вулканизмът е мощен планетарен процес. Вулкани, калдери, потоци от лава и полета са характерни за Луната, Марс, Меркурий и Йо, нейният спътник.

Вулканизъм- Всички промени в земната кора, протичащи пред очите ни и белязващи миналото геоложки ... Енциклопедичен речник F.A. Brockhaus и I.A. Ефрон

Вулканизъм- (геоложки) набор от явления, свързани с движението на магма в земната кора и върху нея ... Голяма съветска енциклопедия

Вулканизъм- ВУЛКАНИЗЪМ, вулканизъм, мн. не, м. (геол.). Дейността на вътрешните сили на земното кълбо, водеща до промяна ... Обяснителния речник на Ушаков

Вулканизъм- м. 1. Съвкупността от явления, свързани с движението на разтопена течна маса (магма) в земната кора ... Обяснителен речник на Ефремова

Вулканизъм- набор от процеси и явления, свързани с движението на магма (заедно с газове и пара) в горната ... Енциклопедия Collier

Вулканизъм- ВУЛКАНИЗЪМ - набор от явления, причинени от проникването на магма от дълбините на Земята към нейната повърхност ...

ВУЛКАНИЗЪМ
набор от процеси и явления, свързани с движението на магма (заедно с газове и пара) в горната мантия и земната кора, нейното изливане под формата на лава или изхвърляне на повърхността по време на вулканични изригвания (виж също ВУЛКАНИ). Понякога големи обеми магма се охлаждат и втвърдяват, преди да достигнат повърхността на Земята; в този случай те образуват магмени интрузии.

МАГМАТИЧНИ НАБИРАНИЯ
Размерите и формите на интрузивните тела могат да бъдат оценени, когато са поне частично изложени на ерозия. Повечето от интрузиите са се образували на значителни дълбочини (стотици и хиляди метри) и са под дебел слой скали, а само няколко са достигнали повърхността в процеса на формиране. Сравнително малки интрузивни тела бяха напълно открити в резултат на последваща ерозия. Теоретично натрапчивите тела се предлагат във всякакъв размер и всякаква форма, но обикновено те могат да бъдат приписани на една от разновидностите, характеризираща се с определен размер и форма. Дигите са плочевидни тела от интрузивни магмени скали, ясно ограничени от успоредни стени, които проникват във вместващите скали (или лежат несъгласувано с тях). Диаметърът на дигите варира от няколко десетки сантиметра до десетки и стотици метри, но като правило те не надвишават 6 m, а дължината им може да достигне няколко километра. Обикновено в една и съща зона има множество диги, близки по възраст и състав. Един от механизмите на образуване на диги е запълването на пукнатини във вместващите скали с магматична стопилка. Магмата разширява пукнатините и частично се стопява и абсорбира околните скали, образувайки и запълвайки камерата. В близост до скалата на стената, поради сравнително бързото охлаждане, дигите обикновено имат финозърнеста структура. Приемащата скала може да бъде променена от термичното действие на магмата. Дигите често са по-устойчиви на ерозия от стенните скали и техните разкрития образуват тесни хребети или стени. Праговете са покрити интрузии, подобни на диги, но се появяват в съответствие с (обикновено хоризонтални) слоеве от вместваща скала. Праговете са сходни по дебелина и дължина с дигите, като по-дебелите прагове се срещат по-често. Первазът на Palisade, в района на известния бряг на река Хъдсън срещу Ню Йорк, първоначално е бил с дебелина над 100 m и ca. 160 км. Дебелината на прага Wyn в северна Англия надвишава 27 м. Лаколитите са лещовидни интрузивни тела с изпъкнали или куполовидни горни повърхности и относително плоски долни повърхности. Подобно на первазите, те лежат в съответствие със слоевете на вграждащите отлагания. Лаколитите се образуват от магма, протичаща или през канали с форма на дига отдолу, или от праг, като добре познатите лаколити в планините Хенри в Юта, които са с диаметър няколко километра. Срещат се обаче и по-големи лаколити. Бисмалитите са особена разновидност на лаколитите - цилиндрични интрузии, счупени от пукнатини или разломи, с повдигната централна част. Лополитите са много големи лещовидни интрузивни тела, вдлъбнати в централната част (с форма на чиния), срещащи се повече или по-малко според структурите на вместващите скали. Един от най-големите лополити (с диаметър около 500 км) е открит в Трансваал (Южна Африка). Друг доста голям лополит се намира в района на находището на никел Съдбъри (Онтарио, Канада). Батолитите са големи интрузивни тела с неправилна форма, разширяващи се надолу, отиващи на значителна дълбочина (като правило техните подметки не са изложени на ерозия). Площта на батолитите може да достигне няколко хиляди квадратни километра. Често се срещат в централните части на нагънатите планини, където простирането им като цяло съответства на това на планинската система. Обикновено обаче батолитите прорязват основните структури. Батолитите са изградени от едрозърнести гранити. Повърхността на батолита може да бъде много неравна с израстъци, издатини и процеси. Освен това в горната част на батолита могат да се намират големи призми от изходни скали, които се наричат ​​покривни останки. Подобно на много други интрузивни тела, батолитите са заобиколени от зона (ореол) от скали, променени (метаморфозирани) в резултат на топлинното действие на магмата. Размерът на батолитите е толкова голям, че все още не е напълно ясно как става тяхното проникване. Предполага се, че образуването на батолитната камера възниква в резултат на колапса на големи блокове от скална основа в разтопена магма и след това тяхното поглъщане, топене и асимилация от магмата (така наречената хипотеза за магмен колапс). По-рядко срещана хипотеза е, че гранитните батолитни скали са претопени и прекристализирани стени с малко добавяне на нов магматичен материал (хипотезата за гранитизация). Щокове – подобни на батолитите, но са по-малки. Обикновено запасите се определят като батолитни интрузивни тела с площ под 100 km2. Някои от тях представляват куполовидни издатини на повърхността на батолита. Шийките са цилиндрични интрузивни тела, които запълват отворите на вулканите, обикновено с диаметър не повече от 1,5 km. Вулканичните гърла са по-здрави от вместващите скали, поради което след разрушаването на вулканичните структури чрез ерозия те остават в релефа под формата на шпили или стръмни хълмове.
Други магмени интрузии.Има голям брой разновидности на малки интрузивни тела, които са по-редки от тези, обсъдени по-горе. Сред тях се открояват факолитите - конформно разположени, двойно изпъкнали, лещовидни тела, обикновено образувани в гребените на антиклиналите или във вдлъбнатините (шарнирите) на синклиналите; апофизи - разклонения от по-големи интрузивни тела, които имат неправилна форма; конусовидни диги или конусовидни слоеве, дъговидни диги, леко потъващи към центъра на дъгата, вероятно образувани в резултат на запълване на концентрични пукнатини над магмени камери; пръстеновидни диги - вертикални диги, имащи кръгла или овална форма в план и образувани по време на запълването на пръстеновидни разломи, които възникват при потъването на подлежащата магмена маса.

Енциклопедия на Collier. - Отворено общество. 2000 .

Синоними:

Вижте какво е "ВУЛКАНИЗЪМ" в други речници:

1) геоложка доктрина, която приписва образуването на земната кора и промените на земното кълбо на действието на огъня. 2) същото като плутонизъм. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Чудинов A.N., 1910. ВУЛКАНИЗЪМ Системата на геолозите, ... ... Речник на чуждите думи на руския език

Съвкупност от процеси и явления, свързани с движението на магмите. маси и често съпътстващи газо-водни продукти от дълбоките части на земната кора към повърхността. В тесен смисъл V. съвкупността от явления, свързани с вулкана. и я придружавах...... Геологическа енциклопедия

Съвкупността от явления, причинени от проникването на магма от дълбините на Земята до нейната повърхност ... Голям енциклопедичен речник

Геоложкият процес, причинен от активността на магмата в дълбочината на земната повърхност ... Геоложки термини

ВУЛКАНИЗЪМ, вулканична дейност. Терминът е общ за всички аспекти на процеса: изригвания на разтопени и газообразни маси, образуване на планини и кратери, появата на потоци лава, гейзери и горещи извори ... Научно-технически енциклопедичен речник

ВУЛКАНИЗЪМ, вулканизъм, мн. не, съпруг. (геол.). Активността на вътрешните сили на земното кълбо, водеща до промяна в геоложката структура на земната кора и придружена от вулканични изригвания, земетресения. Обяснителен речник на Ушаков. Д.Н. Ушаков. 1935 г. ... Обяснителен речник на Ушаков

Съществува., брой синоними: 1 криовулканизъм (1) Синонимен речник на ASIS. В.Н. Тришин. 2013 ... Речник на синонимите

вулканизъм- a, м. volcanisme m. Немски Набор от явления, свързани с движението на разтопена течна маса (магма) в земната кора и нейното изливане на повърхността на Земята. BAS 2. Тук .. за площ приблизително равна на цялата площ на Белгия ... ... Исторически речник на галицизмите на руския език

вулканизъм- Ендогенен процес, свързан с движението на магми и свързани газово-водни продукти от дълбоки зони към повърхността. [Речник на геоложките термини и понятия. Томски държавен университет] Теми геология, геофизика Обобщаване ... ... Наръчник за технически преводач

вулканизъм- Съвкупност от процеси и явления, свързани с изливането на магма на повърхността на Земята. Син.: вулканична дейност... Географски речник

Вулканично изригване на Йо ... Уикипедия

Книги

• Вулканизъм и сулфидни могили от палеоокеанските покрайнини. На примера на пиритоносните зони на Урал и Сибир Зайков В. В. Монографията описва вулканизма и съдържанието на руда в палеозойските рифтове на маргинални морета, енсиматични островни дъги и междудъгови басейни. На примера на Урал от Сибир е показано, че ...

ВУЛКАНИЗЪМ, съвкупност от ендогенни процеси, свързани с образуването и движението на магма в недрата на Земята и нейното изригване на повърхността на сушата, дъното на моретата и океаните. Той е неразделна част от магматизма. В процеса на вулканизъм в дълбините на земята се образуват магмени камери, скалите около които могат да се променят под въздействието на висока температура и химическото действие на магмата. Когато магматичната стопилка достигне повърхността на Земята, се наблюдава най-зрелищното проявление на вулканизма - вулканично изригване, което се състои в изливане или бликане на течна лава (ефузия), изстискване на вискозна лава (екструзия), разрушаване на вулканичната структура от експлозия и изхвърляне на твърди продукти от вулканична дейност (експлозия). В резултат на различни по вид и сила изригвания се образуват различни по форма и големина вулкани, образуват се вулканични скали. Вулканизмът се свързва с явления, които предшестват (предвестници), придружават и завършват (следвулканични явления) вулканични изригвания. Предвестниците, наблюдавани от няколко часа до няколко века преди изригването, включват някои вулканични земетресения, деформации на земната повърхност и вулканични структури, акустични явления, промени в геофизичните полета, състав и интензитет на фумаролни газове (от активни вулкани) и др.

Феномени, наблюдавани по време на изригвания: вулканични експлозии, свързани с тях ударни вълни, резки скокове в атмосферното налягане, електрифицирани еруптивни (еруптивни) облаци с Елмо пожари, мълнии, вулканична пепел и киселинни дъждове, появата на лахари (потоци от кални камъни), образуването на цунами - при падане във водата на огромни количества свлачищни и експлозивни отлагания. Вулканичните явления също включват намаляване на нивото на слънчева радиация и температура, появата на лилави залези, причинени от замъгляване на атмосферата от вулканичен прах и аерозоли по време на катастрофални експлозивни изригвания. След изригванията се наблюдават следвулканични явления, свързани с охлаждането на магмената камера - изтичане на вулканични газове (фумароли) и термални води (термални извори, гейзери и др.).

Според мястото на проявление вулканизмът се разграничава наземен, подводен и субаерален (подводно-повърхностен); според състава на продуктите на изригването - последователно диференциран базалт-андезит-риолит, контрастно диференциран базалт-риолит (бимодален), алкален, алкално-ултраосновен, основен, киселинен и др. вулканизмът е най-характерен за конвергентните граници на литосферните плочи, където в процеса на тяхното противодействие се образуват вулканични пояси (островна дъга и маргинално-континентални) над зоната на субдукция (субдукция) на една плоча под друга или в зоната на сблъсък (сблъсък) на техните континентални части. Вулканизмът също се проявява широко в разминаващите се граници на литосферните плочи, ограничени до средноокеанските хребети, където, когато плочите се раздалечават в хода на подводната вулканична дейност, възниква ново образуване на океанската кора. Вулканизмът е характерен и за вътрешните части на литосферните плочи - структури от горещи точки, континентални рифтови системи, трапови провинции на континентите и вътреокеански базалтови плата.

Вулканизмът започва в ранните етапи от развитието на Земята и се превръща в един от основните фактори за формирането на литосферата, хидросферата и атмосферата. Развитието на трите черупки поради вулканизма продължава: обемът на скалите в литосферата се увеличава годишно с повече от 5-10 km 3 и средно 50-100 милиона тона вулканични газове навлизат в атмосферата годишно, някои от които се изразходва за трансформация на хидросферата. Много находища на метални (злато, сребро, цветни метали, арсен и др.) и неметални (сяра, борати, естествени строителни материали и др.) минерали, както и геотермални ресурси, са генетично свързани с вулканизма.

Прояви на вулканизъм са установени на всички планети от земната група. На Меркурий, Марс и Луната вулканизмът вероятно вече е приключил (или почти приключил) и интензивно продължава само на Венера. В края на 20 - началото на 21 век са открити вулканични форми и продължаваща вулканична дейност на спътниците на Юпитер и Сатурн - Европа, Йо, Калисто, Ганимед, Титан. На Европа и Йо се забелязва специфичен тип вулканизъм - криовулканизъм (изригване на лед и газ).

Лит .: Мелекестцев IV Вулканизъм и формиране на релефа. М., 1980; Раст Х. Вулкани и вулканизъм. М., 1982; Влодавец В. И. Наръчник по вулканология. М., 1984; Маркинин E.K. Вулканизъм. М., 1985.

Т.И.ФРОЛОВ
Вулканичните скали са продукти на дълбок процес - вулканизъм. Според дефиницията на известния вулканолог А. Джагар, вулканизмът е съвкупност от явления, протичащи в земната кора и под нея, водещи до пробив на разтопени маси през твърдата кора. Вулканизмът се свързва с потока на горещи дълбоки газове - течности от недрата на Земята. Флуидите допринасят за разграждането и локалното издигане на дълбока материя, която в резултат на намаляване на налягането (декомпресия) започва частично да се топи, образувайки дълбоки диапири - източници на магмени стопилки. В зависимост от интензивността на нагряване, образуването на стопилка се извършва на различни нива на мантията и земната кора, като се започне от дълбочини 300 - 400 km.

Вулканологията е наука за вулканите и техните продукти (вулканични скали), причините за вулканизма поради геодинамични, тектонични и физико-химични процеси, протичащи в недрата на Земята. В допълнение към действителните геоложки науки: историческа геология, геотектоника, петрография, минералогия, литология, геохимия и геофизика, вулканологията използва данни от географията, геоморфологията, физикохимията и отчасти от астрономията, тъй като вулканизмът е планетарен феномен. Като продукти на дълбоки (ендогенни) процеси, вулканите, които се образуват на земната повърхност, влияят върху околната среда, атмосферата и хидросферата и образуването на валежи. Вулканологията, така да се каже, фокусира проблемите, свързващи процесите на вътрешната и външната енергия на Земята.

Общата класификация на всички магмени скали, включително вулканичните, се основава на техния химичен състав и на първо място на съдържанието и съотношението на силициев диоксид и основи в скалите (фиг. 1). Според съдържанието на силициев диоксид, най-често срещаният оксид в магматичните скали, последните се разделят на четири групи: ултраосновни (30 - 44% SiO2), основни (44 - 53%), средни (53 - 64%), киселинни ( 64 - 78%). Друга важна характеристика на класификацията е алкалността на скалите, която се оценява чрез сумата от съдържанието на Na2O + K2O. На тази основа се разграничават скали с нормална алкалност и алкални.

Най-широко разпространени сред вулканичните скали на Земята са основните скали - базалтите, които са производни на мантийното вещество и се срещат както в океаните, така и на континентите. Те могат да бъдат сравнени с "кръвта" на нашата планета, която се появява при всяко нарушение на земната кора. В зависимост от геоложкото положение базалтите се различават по състав. Повечето от тях принадлежат към скали с нормална алкалност. Това са богати на вар нискоалкални (толеитови) и варовиково-алкални базалти. По-рядко срещани са алкалните базалти, недостатъчно наситени със силициев диоксид. По време на диференциацията базалтовите магми пораждат серия от скали (толеитови, калциево-алкални и алкални), обединени по произход от една магма, запазвайки общи характеристики с изходните базалтови магми, до изключително киселинни. Сред интрузивните скали най-разпространени са гранитите. Принадлежат към групата на силициевите скали, при образуването на които съществена роля играе веществото на земната кора. Скалите със среден състав, които са представени главно от вулканични андезити, са по-рядко срещани и само в подвижните пояси на Земята. В същото време средният състав на земната кора съответства на андезити, а не на базалти или гранити, съответстващи на смес от последните в съотношение 2: 1.

КАК ЕВОЛЮИРА ВУЛКАНИЗМЪТ В ИСТОРИЯТА НА ЗЕМЯТА

Най-ранните процеси на вулканизъм са синхронни с формирането на Земята като планета. По всяка вероятност вече на етапа на акреция (концентрацията на планетарна материя поради газово-прахови мъглявини и сблъсък на твърди космически отломки - планетозимали) е настъпило нейното нагряване. Освобождаването на енергия поради акрецията и гравитационното свиване се оказва достатъчно за нейното първоначално, частично или пълно разтопяване, с последващо обособяване на Земята на черупки. Малко по-късно към тези източници на отопление се присъединява отделянето на топлина от радиоактивни елементи. Концентрацията на желязно-каменната маса на Земята, както и на други планети от Слънчевата система, беше придружена от отделянето на газова, предимно водородна обвивка, която впоследствие загуби през периода на максимална слънчева активност, в контраст с големите, далечни планети от групата на Юпитер. Това се доказва от обедняването на съвременната земна атмосфера на редки инертни газове - неон и ксенон в сравнение с космическата материя.

Според А.А. Маракушев, диференциацията на желязо-каменната маса на Земята, подобна по състав на метеорити - хондрити и напълно разтопена под високо налягане на водородна газова обвивка, доведе до висока концентрация на по същество водородни флуиди (летливи компоненти в суперкритично състояние) в металната (желязо-никелова) сърцевина, която започна да се отделя. Така Земята се сдоби с голям флуиден запас в недрата си, което обуслови нейната последваща, уникална по своята продължителност, в сравнение с други планети, ендогенна активност. Тъй като Земята се консолидира в посока от външните й обвивки към центъра, вътрешното налягане на флуида се увеличава и настъпва периодична дегазация, придружена от образуването на магмени стопилки, които излизат на повърхността, когато замръзналата кора се напука. По този начин най-ранният вулканизъм, който се характеризира с експлозивен, силно експлозивен характер, е свързан с началото на охлаждането на Земята и е придружен от образуването на атмосферата. Според други идеи първичната атмосфера, образувана на етапа на акреция, впоследствие се запазва, като постепенно се развива в състава си. По един или друг начин, преди приблизително 3,8 - 3,9 милиарда години, когато температурата на земната повърхност и в съседните части на атмосферата падна под точката на кипене на водата, се образува хидросферата. Наличието на атмосфера и хидросфера направи възможно по-нататъшното развитие на живота на Земята. Първоначално атмосферата е бедна на кислород, докато не се появяват най-простите форми на живот, които го произвеждат, което се случва преди около 3 милиарда години (фиг. 2).

Съставът на най-ранните вулканични скали на Земята, сега напълно преработен от последващи процеси, може да бъде преценен чрез сравняването му с други земни планети, по-специално с нашия относително добре проучен спътник, Луната. Луната е планета с по-примитивно развитие, която е изразходвала рано запасите си от течности и в резултат на това е загубила своята ендогенна активност. В момента е "мъртва" планета. Отсъствието на метално ядро ​​в него показва, че процесите на диференциацията му в черупки са спрели рано, а пренебрежимо слабото магнитно поле показва пълното втвърдяване на вътрешността му. В същото време наличието на течности в ранните етапи от развитието на Луната се доказва от газови мехурчета в лунните вулканични скали, които се състоят главно от водород, което показва тяхната висока редукция.

Най-древните, известни понастоящем скали на Луната, развити върху повърхността на лунната кора на така наречените лунни континенти, са на възраст от 4,4 - 4,6 милиарда години, което е близо до изчислената възраст на формирането на Земята . Те са кристализирани на малка дълбочина или на повърхността, богати на висококалциев фелдшпат - анортит - светло оцветени основни скали, които обикновено се наричат ​​анортозити. Скалите на лунните континенти са били подложени на интензивна метеоритна бомбардировка с образуването на фрагменти, частично разтопени и смесени с метеоритна материя. В резултат на това са се образували множество ударни кратери, съжителстващи с кратери от вулканичен произход. Предполага се, че долните части на лунната кора са съставени от скали с по-основен, нискосилициев състав, близки до каменисти метеорити, а анортозитите са директно подложени от анортитно габро (евкрит). На Земята асоциацията на анортозити и евкрити е известна в така наречените слоести мафични интрузии и е резултат от диференциация на базалтова магма. Тъй като физическите и химичните закони, които определят диференциацията, са еднакви в цялата Вселена, логично е да се предположи, че на Луната най-древната кора от лунни метеорити се е образувала в резултат на ранно топене и последваща диференциация на магматичната стопилка, образувала горната обвивка на Луната под формата на така наречения "лунен океан от магма". Разликите в процесите на диференциация на лунните магми от земните се състоят във факта, че на Луната изключително рядко се достига до образуването на фелсикови скали с високо съдържание на силициев диоксид.

По-късно на Луната се образуват големи депресии, наречени лунни морета, изпълнени с по-млади (3,2 - 4 милиарда години) базалти. Като цяло тези базалти са близки по състав до базалтите на Земята. Те се отличават с ниско съдържание на основи, особено на натрий, и липсата на железни оксиди и минерали, съдържащи ОН хидроксилната група, което потвърждава загубата на летливи компоненти от стопилката и редуциращата среда на вулканизма. Скалите без фелдшпат, известни на Луната - пироксенити и дунити, вероятно съставляват лунната мантия, като са или остатък от топенето на базалтови скали (т.нар. рестит), или техен тежък диференциал (кумулат). Ранната кора на Марс и Меркурий е подобна на покритата с кратери кора на лунните континенти. Освен това на Марс по-късният базалтов вулканизъм е широко развит. На Венера също има базалтова кора, но данните за тази планета все още са много ограничени.

Използването на данни от сравнителната планетология ни позволява да твърдим, че образуването на ранната кора на земните планети е станало в резултат на кристализацията на магмени стопилки, които са претърпели по-голяма или по-малка диференциация. Напукването на тази замръзнала прото-кора с образуването на вдлъбнатини по-късно е придружено от базалтов вулканизъм.

За разлика от други планети, Земята не е имала най-ранната кора. Повече или по-малко надеждно историята на вулканизма на Земята може да бъде проследена само от ранния архей. Най-старите известни възрастови дати принадлежат на архейските гнайси (3,8 - 4 милиарда години) и зърната на минерала циркон (4,2 - 4,3 милиарда години) в метаморфозирани кварцити. Тези дати са с 0,5 милиарда години по-млади от формирането на Земята. Може да се предположи, че през цялото това време Земята се е развивала подобно на други планети от земната група. От преди около 4 милиарда години на Земята се е формирала континентална протокора, състояща се от гнайси, предимно от магматичен произход, различаващи се от гранитите по по-ниско съдържание на силициев диоксид и калий и наречени „сиви гнайси“ или асоциация TTG, след името от трите основни магмени скали, съответстващи на състава на тези гнайси: тоналити, тронджемити и гранодиорити, впоследствие подложени на интензивен метаморфизъм. Въпреки това, "сивите гнайси" едва ли представляват първичната кора на Земята. Не е известно и колко широко са били разпространени. За разлика от много по-малко силикатните скали на лунните континенти (анортозити), такива големи обеми фелсикови скали не могат да бъдат получени чрез диференциация на базалти. Образуването на "сиви гнайси" от магматичен произход е теоретично възможно само при претопяването на скали от базалтов или коматит-базалтов състав, които поради своята гравитация са потънали в дълбоките нива на планетата. Така стигаме до извода за базалтовия състав на земната кора, който е по-ранен от познатия ни "сиво-гнайс". Наличието на ранна базалтова кора се потвърждава от находки в архейски "сиви" гнайси на по-стари метаморфозирани мафични блокове. Не е известно дали изходната магма на базалтите, които са формирали ранната земна кора, е претърпяла диференциация, за да образува подобни на Луната анортозити, въпреки че теоретично това е напълно възможно. Интензивната многоетапна диференциация на планетарната материя, довела до образуването на киселинни гранитоидни скали, стана възможна благодарение на водния режим, установен на Земята поради големия флуиден запас в нейната вътрешност. Водата насърчава диференциацията и е много важна за образуването на киселинни скали.

Така през най-ранното (катархейско) и архейско време, главно в резултат на процеси на магматизъм, към които след образуването на хидросферата се присъединява и седиментация, се е образувала земната кора. Започва да се обработва интензивно от продуктите на активното обезгазяване на ранната Земя с добавяне на силициев диоксид и основи. Дегазацията се дължи на образуването на твърдото вътрешно ядро ​​на Земята. Той предизвиква процеси на метаморфизъм до топене с общо подкиселяване на състава на кората. И така, още в архея Земята е имала всички твърди обвивки, присъщи на нея - кора, мантия и ядро.

Нарастващите разлики в степента на пропускливост на кората и горната мантия, които се дължат на разликите в техните термични и геодинамични режими, доведоха до разнородност на състава на кората и до образуването на нейните различни типове. В зоните на компресия, където дегазирането и издигането на повърхността на възникващите стопилки е трудно, последните са претърпели интензивна диференциация и преди това формираните основни вулканични скали, като са уплътнени, потъват на дълбочина и се претопяват. Образува се протоконтинентална двуслойна кора, която има контрастен състав: горната й част е изградена главно от кисели вулканични и интрузивни скали, преработени от метаморфни процеси в гнайси и гранулити, долната част е изградена от основни скали, базалти, коматити и габроиди. Такава кора беше характерна за протоконтинентите. Протоокеанската кора, която имаше предимно базалтов състав, се формира в зоните на разширение. По разломите в протоконтиненталната кора и в зоните на нейното съединяване с протоокеанската се образуват първите подвижни пояси на Земята (протогеосинклинали), характеризиращи се с повишена ендогенна активност. Дори тогава те имаха сложна структура и се състояха от по-малко подвижни издигнати зони, които са претърпели интензивен високотемпературен метаморфизъм, и зони на интензивно разширение и потъване. Последните са наречени зеленокаменни пояси, тъй като скалите, които ги съставят, са придобили зелен цвят в резултат на процеси на нискотемпературен метаморфизъм. Разширителната настройка на ранните етапи от формирането на подвижни пояси беше заменена с преобладаващата компресионна настройка в хода на еволюцията, което доведе до появата на фелзични скали и първите скали от калциево-алкалната серия с андезити (виж Фиг. 1). Подвижните пояси, завършили своето развитие, се прикрепиха към зоните на развитие на континенталната кора и увеличиха нейната площ. Според съвременните концепции от 60 до 85% от съвременната континентална кора се е образувала в архея, а дебелината й е била близка до съвременната, тоест около 35 - 40 km.

На границата на архея и протерозоя (2700 - 2500 милиона години) започва нов етап в развитието на вулканизма на Земята. В образувалата се дотогава дебела кора станаха възможни процеси на топене и се появиха по-кисели скали. Техният състав се е променил значително, главно поради увеличаване на съдържанието на силициев диоксид и калий. Истинските калиеви гранити, които се топят от кората, са широко използвани. Интензивната диференциация на мантийните базалтови стопилки под действието на флуиди в подвижните пояси, придружена от взаимодействие с коровия материал, доведе до увеличаване на обема на андезитите (виж фиг. 1). По този начин, в допълнение към мантийния вулканизъм, коровият и смесеният мантийно-коров вулканизъм стават все по-важни. В същото време, поради отслабването на процесите на дегазация на Земята и свързания с тях топлинен поток, такива високи степени на топене в мантията, които биха могли да доведат до образуването на ултраосновни коматитни стопилки (виж фиг. 1) , се оказаха невъзможни, а ако се случиха, то рядко се издигаха на повърхността поради високата им плътност в сравнение със земната кора. Те претърпяха диференциация в междинни камери и техните производни, по-малко плътни базалти, паднаха на повърхността. Намаляват интензивността и на процесите на високотемпературен метаморфизъм и гранитизация, които придобиват не ареален, а локален характер. По всяка вероятност по това време окончателно са се формирали два типа земна кора (фиг. 3), съответстващи на континентите и океаните. Времето на образуване на океаните обаче все още не е окончателно определено.

В последващия етап от развитието на Земята, който започва преди 570 милиона години и се нарича фанерозой, тези тенденции, които се появяват в протерозоя, са доразвити. Вулканизмът става все по-разнообразен, придобивайки ясни разграничения в океански и континентални сегменти. В зони на разширение в океаните (средноокеански рифтови хребети) толеитовите базалти изригват, а в подобни зони на разширение на континентите (континентални рифтови) те са съединени от и често доминирани от алкални вулканични скали. Подвижните пояси на Земята, наречени геосинклинални, са магматично активни в продължение на десетки и стотици милиони години, започвайки от ранния толеит-базалтов вулканизъм, който заедно с ултраосновните интрузивни скали образуват офиолитни асоциации при екстензивни условия. По-късно, когато разширението се промени в компресия, те отстъпват място на контрастиращия базалтово-риолитов и калциево-алкален андезит вулканизъм, който процъфтява през фанерозоя. След нагъване, образуване на гранити и орогенеза (растеж на планини), вулканизмът в подвижните пояси става алкален. Такъв вулканизъм обикновено прекратява тяхната ендогенна дейност.

Еволюцията на вулканизма във фанерозойските подвижни пояси повтаря тази в развитието на Земята: от хомогенни базалтови и контрастиращи базалтово-риолитни асоциации, преобладаващи в архея, до непрекъсната силициева киселинност с големи количества андезити и накрая до алкални асоциации , които практически липсват в арх. Тази еволюция, както в отделните пояси, така и на Земята като цяло, отразява общо намаляване на пропускливостта и увеличаване на твърдостта на земната кора, което определя по-висока степен на диференциация на мантийните магмени стопилки и тяхното взаимодействие с материала на земната кора, задълбочаване на нивото на образуване на магма и намаляване на степента на топене. Горното е свързано с промяната на вътрешните параметри на планетата, по-специално с общото намаляване на глобалния топлинен поток от нейните недра, който се оценява на 3-4 пъти по-малък, отколкото в ранните етапи от развитието на Земята. Съответно намаляват и локалните възходящи потоци на флуиди, произтичащи от периодично обезгазяване на подпочвата. Именно те обуславят нагряването на отделни зони (подвижни пояси, разломи и др.) и тяхната магмена дейност. Тези потоци се образуват във връзка с натрупването на леки компоненти в кристализационния фронт на външното течно ядро ​​в отделни издатини-уловители, които изплуват нагоре, образувайки конвективни струи.

Ендогенната активност е периодична. Причинява наличието на големи пулсации на Земята с редуващо се преобладаване на основен и ултрабазичен магматизъм, фиксиращо разширение и калциево-алкален вулканизъм, гранитообразуване и метаморфизъм, фиксиращо преобладаването на компресията. Тази периодичност определя наличието на магмени и тектонични цикли, които като че ли се наслагват върху необратимото развитие на Земята.

КЪДЕ СЕ СЛУЧВАТ ВУЛКАНИ ПРЕЗ КЕНОЗИЯ?

Геоложките структури, в които се образуват вулканичните скали в най-младия, кайнозойски, етап от развитието на Земята, започнал преди 67 милиона години, се намират както в океанския, така и в континенталния сегмент на Земята. Първите включват средноокеански хребети и множество вулкани на океанското дъно, най-големите от които образуват океански острови (Исландия, Хавай и др.). Всички те се характеризират със среда на висока пропускливост на земната кора (фиг. 4). На континентите в подобна обстановка изригват вулкани, свързани с големи зони на разширение - континентални разриви (Източноафрикански, Байкалски и др.). В условията на преобладаваща компресия вулканизмът възниква в планински структури, които в момента са активни вътрешноконтинентални подвижни пояси (Кавказ, Карпати и др.). Подвижните пояси по периферията на континентите (т.нар. активни граници) са особени. Те са развити главно по периферията на Тихия океан, а в западния му край, както в древните подвижни пояси, съчетават зони на преобладаваща компресия - островни дъги (Курило-Камчатска, Тонга, Алеутска и др.) И зони на интензивна разширение - задни маргинални морета (Японско, Филипинско, Коралово и др.). В подвижните пояси на източния край на Тихия океан разширението е по-малко значително. На ръба на американския континент има планински вериги (Анди, Кордилера), които са аналози на островни дъги, в задната част на които има континентални депресии - аналози на маргинални морета, където преобладава ситуацията на разтягане. В условията на висока пропускливост, както винаги в историята на Земята, изригват мантийни стопилки, като в океанските структури те имат предимно нормална алкалност, докато в континенталните структури те са повишени и високи. В условия на преобладаваща компресия на континенталната кора, в допълнение към мантийните скали, са широко разпространени скали със смесен мантийно-коров (андезити) и коров (някои фелзикови вулкани и гранити) произход (фиг. 5).

Ако вземем предвид характеристиките на съвременния етап от развитието на Земята, които включват високата интензивност на процеса на образуване на океана и широкото развитие на рифтовите зони на континентите, става ясно, че в кайнозойския етап на развитие преобладава разширението и в резултат на това свързаната мантия, главно базалтов вулканизъм, е широко разпространена, особено интензивна в океаните.

КАК ВУЛКАНИЗМЪТ ТРАНСФОРМИРА ЗЕМНАТА КОРА

Дори в началото на миналия век беше забелязано, че скалите образуват редовно повтарящи се асоциации, наречени геоложки образувания, по-тясно свързани с геоложките структури, отколкото отделните скали. Редици от образувания, които се сменят във времето, се наричат ​​временни, а тези, които се заменят в пространството, се наричат ​​странични формационни редове. Заедно те позволяват да се дешифрират основните етапи в развитието на геоложките структури и са важни индикатори при възстановяването на геоложки настройки от миналото. Вулканичните образувания, включително вулканични скали, продукти от тяхното измиване и повторно отлагане и често седиментни скали, са по-удобни за използване за тези цели от интрузивните, тъй като те са членове на слоести участъци, което позволява точно определяне на времето на тяхното образуване.

Има два вида серии от вулканогенни образувания. Първият, наречен хомодромен, започва с основни скали - базалти, отстъпвайки място на образувания с постепенно нарастващи обеми от средни и киселинни скали. Втората серия е антидромна, започваща с образувания с преобладаващ фелзичен състав с увеличаване на ролята на основния вулканизъм към края на серията. Следователно първият е свързан с вулканизма на мантията и високата пропускливост на кората и само когато пропускливостта намалява и кората се нагрява от дълбока топлина, последната започва да участва в образуването на магма. Антидромната серия е характерна за геоложки структури с дебела, слабо пропусклива континентална кора, когато директното проникване на мантийните стопи до повърхността е трудно. Те взаимодействат с материала на земната кора толкова по-интензивно, колкото повече се затопля. Базалтовите образувания се появяват едва по-късно, когато кората се напука под натиска на мантийните магми.

Хомодромните серии от вулканични образувания са характерни за океаните и геосинклиналните подвижни пояси и отразяват съответно образуването на океанската и континенталната кора. Антидромните серии са характерни за структури, които са положени върху континенталната кора, нагрята след предишния цикъл на магматизъм. Типични примери са маргиналните морета и континенталните разриви, които се появяват веднага след орогенезата (епиорогенни разриви). От началото на магматичните цикли в тях се появяват мантийно-корови и корови скали с междинен и киселинен състав, отстъпвайки място на основни, тъй като континенталната кора се разрушава (разрушаване). Ако този процес стигне достатъчно далеч, както например в маргиналните морета, тогава континенталната кора се заменя с океанска в резултат на сложен набор от процеси, включително разширение.

Процесите на трансформация на земната кора в дългосрочно развиващите се подвижни пояси от геосинклинален тип, които са много разнородни в структурата си, са най-разнообразни и многопосочни. Те съдържат структури както с режим на разширение, така и с режим на компресия, като видът на трансформацията на кората зависи от преобладаването на определени процеси. Въпреки това, като правило, доминират процесите на образуване на нова континентална кора, която се прикрепя към предварително образуваната, увеличавайки нейната площ. Но това не винаги се случва, тъй като въпреки огромните площи, заети от подвижни пояси с различна възраст, по-голямата част от континенталната кора е от архейска възраст. Следователно разрушаването на вече формираната континентална кора се извършва и в подвижните пояси. Това се доказва и от разрязването на структурите на границите на континентите от океанската кора.

Вулканизмът отразява еволюцията на Земята през нейната геоложка история. Необратимостта на развитието на Земята се изразява в изчезването или рязкото намаляване на обема на някои видове скали (например коматити) заедно с появата или увеличаването на обема на други (например алкални скали). Общата тенденция на еволюция показва постепенно затихване на дълбоката (ендогенна) активност на Земята и увеличаване на процесите на обработка на континенталната кора по време на образуването на магма.

Вулканизмът е индикатор за геодинамичните условия на разширение и преобладаващо свиване, които съществуват на Земята. Типоморфен за първия е мантийният вулканизъм, за втория мантийно-коров и коров.

Вулканизмът отразява наличието на цикличност на фона на общото необратимо развитие на Земята. Цикличността определя повторяемостта на формационните серии в една отделно взета и в различно време, но еднотипна геоложка структура.

Еволюцията на вулканизма в геоструктурите на Земята е индикатор за образуването на земната кора и нейното разрушаване (деструкция). Тези два процеса непрекъснато преобразуват земната кора, осъществявайки обмяната на вещества между твърдите обвивки на земята - кора и мантия.

* * *
Татяна Ивановна Фролова - професор в катедрата по петрология, Геологически факултет, Московски държавен университет "Ломоносов" М.В. Ломоносов, почетен професор на Московския държавен университет, действителен член на Академията на естествените науки (RANS) и Международната академия на науките за висше образование; специалист в областта на вулканизма на подвижните пояси на Земята - древни (Урал) и съвременни (западнотихоокеанска активна граница); автор на монографии: "Геосинклинален вулканизъм" (1977), "Произход на вулканични серии от островни дъги" (1987), "Магматизъм и трансформация на земната кора на активните граници" (1989) и др.

Магматизмът е съвкупност от процеси и явления, свързани с дейността на магмата. Магмата е огнено-течна естествена обикновено силикатна стопилка, обогатена с летливи компоненти (H 2 O, CO 2 , CO, H 2 S и др.). Нискосиликатните и несиликатните магми са редки. Кристализацията на магмата води до образуването на магматични (извержени) скали.

Образуването на магмени стопилки възниква в резултат на топенето на локални участъци от мантията или земната кора. Повечето от центровете на топене се намират на относително плитки дълбочини в диапазона от 15 до 250 km.

Има няколко причини за топене. Първата причина е свързана с бързото издигане на горещата пластична дълбока материя от областта на високото към областта на по-ниското налягане. Намаляването на налягането (при липса на значителна промяна в температурата) води до началото на топенето. Втората причина е свързана с повишаване на температурата (при липса на промяна в налягането). Причината за нагряването на скалите обикновено е проникването на горещи магми и флуидния поток, който ги придружава. Третата причина е свързана с дехидратацията на минералите в дълбоките зони на земната кора. Водата, отделена при разлагането на минералите, рязко (с десетки - стотици градуси) намалява температурата на началото на топенето на скалите. По този начин топенето започва поради появата на свободна вода в системата.

Трите разглеждани механизма на генериране на стопилка често се комбинират: 1) издигането на астеносферната материя в зоната на ниско налягане води до началото на нейното топене - 2) образуваната магма прониква в литосферната мантия и долната кора, което води до частично топене на скалите, които ги изграждат - 3) издигането на стопилките в по-малко дълбоки зони на кората, където присъстват минерали, съдържащи хидроксил (слюди, амфиболи), води от своя страна до топенето на скалите по време на освобождаването от вода.

Говорейки за механизмите на образуване на стопилка, трябва да се отбележи, че в повечето случаи се случва не пълно, а само частично топене на субстрата (скали, които се топят). Полученият център на топене е твърда скала, проникната от капиляри, пълни със стопилка. По-нататъшното развитие на камерата е свързано или с изстискването на тази стопилка, или с увеличаване на нейния обем, което води до образуването на "магматична каша" - магма, наситена с огнеупорни кристали. При достигане на 30-40 об.% от стопилката, тази смес придобива свойствата на течност и се изтласква в областта на по-ниските налягания.

Подвижността на магмата се определя от нейния вискозитет, който зависи от химичния състав и температурата. Най-нисък вискозитет притежават дълбоките мантийни магми, които имат висока температура (до 1600-1800 0 C по време на генериране) и съдържат малко силициев диоксид (SiO 2). Най-високият вискозитет е присъщ на магмите, които са възникнали поради топенето на материала на горната континентална кора по време на дехидратацията на минералите: те се образуват при температура 700-600 0 C и са максимално наситени със силициев диоксид.

Стопилката, изстискана от междузърнестите пори, се филтрира нагоре със скорост от няколко сантиметра до няколко метра на година. Ако значителни обеми магма се въвеждат по пукнатини и разломи, скоростта на тяхното издигане е много по-висока. Според изчисленията скоростта на издигане на някои ултраосновни магми (изливането на повърхността на които е довело до образуването на редки ефузивни ултраосновни скали - коматиити) достига 1-10 m/s.

Модели на еволюция на магмата и образуване на магмени скали

Съставът и характеристиките на скалите, образувани от магма, се определят от комбинацията от следните фактори: първоначалния състав на магмата, процесите на нейното развитие и условията на кристализация. Всички магмени скали са разделени на 6 разреда според силициевата киселинност:

Магматичните стопилки идват от мантията или се образуват в резултат на топенето на скали в земната кора. Както е известно, химичният състав на мантията и кората е различен, което основно определя разликите в състава на магмите. Магмите, произтичащи от топенето на мантийни скали, като самите тези скали, са обогатени с основни оксиди - FeO, MgO, CaO, следователно такива магми имат ултраосновен и основен състав. При тяхната кристализация се образуват съответно ултраосновни и основни магмени скали. Магмите, възникващи от топенето на скали от земната кора, обеднени на основни оксиди, но рязко обогатени със силициев диоксид (типичен киселинен оксид), имат киселинен състав; при тяхната кристализация се образуват киселинни скали.

Въпреки това, първичните магми в хода на еволюцията често претърпяват значителни промени в състава, свързани с процесите на кристализационна диференциация, сегрегация и хибридизъм, което поражда разнообразие от магмени скали.

кристализационна диференциация.Както е известно, според серията Боуен не всички минерали кристализират едновременно - оливините и пироксените са първите, които се отделят от стопилката. С плътност, по-голяма от остатъчната стопилка, ако вискозитетът на магмата не е твърде висок, те се утаяват на дъното на магмената камера, което предотвратява по-нататъшната им реакция със стопилката. В този случай остатъчната стопилка ще се различава по химичен състав от оригинала (тъй като някои от елементите са включени в състава на минералите) и обогатена с летливи компоненти (те не са включени в минералите на ранната кристализация). Следователно минералите на ранната кристализация в този случай образуват една скала, а останалата магма ще образува други, различни по състав скали. Процесите на кристализационна диференциация са характерни за основните стопилки; Утаяването на фемични минерали води до наслояване в магмената камера: долната й част придобива ултраосновен състав, а горната й – основен. При благоприятни условия диференциацията може да доведе до освобождаване на малък обем фелсикова стопилка от първичната мафична магма (която е изследвана на примера на замръзнали езера от лава Alae на Хавайските острови и вулкани в Исландия).

Сегрегацияе процес на разделяне на магма с понижаване на температурата на две несмесващи се стопилки с различен химичен състав (в най-обща форма ходът на този процес може да бъде представен като процес на отделяне на вода и масло от тяхната смес). Съответно от отделените магми ще кристализират скали с различен състав.

хибридизъм ("hybrida" - смес) е процес на смесване на магми с различен състав или асимилация на вместителни скали от магма. Взаимодействайки с вместващи скали с различен състав, улавяйки и обработвайки техните фрагменти, магметична стопилка се обогатява с нови компоненти. Процесът на топене или пълно асимилиране на чужд материал от магмата се обозначава с термина асимилация ("assimillato" - асимилация). Например, взаимодействието на мафични магми с фелсикови стенни скали произвежда хибридни скали с междинен състав. Или, обратно, проникването на силициеви магми в скали, богати на основни оксиди, също може да доведе до образуването на междинни скали.

Трябва също така да се има предвид, че по време на еволюцията на стопилката горните процеси могат да се комбинират.

Освен това, различни скали могат да се образуват от един и същ химически състав на магмата. Това се дължи на различните условия на кристализация на магмата и най-вече на дълбочината.

Според условията на дълбочината на образуване (или въз основа на фациес) магмените скали се разделят на интрузивни, или дълбоки, и ефузивни, или изригнали скали. натрапчиви скалисе образуват по време на кристализация на магматична стопилка на дълбочина в скални пластове; В зависимост от дълбочината на образуване те се разделят на два фациуса: 1) абисални скалиобразувани на значителна дълбочина (няколко километра) и 2) хипабисал, които са се образували на сравнително малка дълбочина (около 1-3 км). ефузивни скалисе образуват в резултат на втвърдяването на лава, излята върху повърхността или дъното на океаните.

Така се разграничават следните основни фациеси: абисален, хипабисен и ефузивен. Освен трите посочени фациеса има и субвулканскии венапороди. Първите от тях се образуват в близки до повърхността условия (до няколкостотин метра) и имат голяма прилика с ефузивни скали; последните са близки до хипабисалните. Ефузивните скали често са придружени от пирокластиченобразувания, състоящи се от фрагменти от ефузиви, техните минерали и вулканично стъкло.

Чертеж - фациес

Съществените различия в характера на проявата на магмените процеси в дълбоки и повърхностни условия налагат разграничаването на интрузивни и ефузивни процеси.

Интрузивен магматизъм

Интрузивните процеси са свързани с образуването и движението на магма под земната повърхност. Магматичните стопилки, образувани в дълбините на Земята, имат плътност, по-ниска от плътността на околните твърди скали и, като подвижни, проникват в горните хоризонти. Процесът на проникване на магма се нарича проникване (от "интрузио" - изпълнение). Ако магмата се втвърди, преди да достигне повърхността (сред скалите), тогава се образуват интрузивни тела. Във връзка с вместващите скали интрузиите се разделят на съгласни(съгласувано) и инакомислещите(несъответстващ). Първите лежат в съответствие с вместващите скали, без да пресичат границите на техните слоеве; последните имат секущи контакти. Според формата се разграничават редица разновидности на интрузивните тела.

Съгласните форми на интрузиви включват праг, лополит, лаколит и други по-рядко срещани. Силаса конформни листовидни интрузивни тела, образувани в условията на разтягане на земната кора. Дебелината им варира от десетки см до стотици м. Проникването на голям брой прагове в слоестия пласт образува нещо като пластова торта. В същото време, в резултат на ерозия, силните магмени скали в релефа образуват „стъпала“ ( Английски "перваз" - праг). Такива многоетажни прагове, съставени от мафични скали, са широко разпространени на Сибирската платформа (като част от Тунгуската синеклиза), на Индустан (Декан) и други платформи. лополитес- Това са големи съгласни натрапчиви чинийковидни тела. Дебелината на лополитите достига стотици метри, а диаметърът е десетки километри. Най-големият е Бушвелд в Южна Африка. Образува се в условията на тектонско разширение и слягане. Лаколити- съгласно натрапчиво тяло с форма на гъба. Покривът на лаколита има изпъкнала дъгообразна форма, подметката обикновено е хоризонтална. Нахлуванията на планините Хенри в Северна Америка са класически пример. Те се образуват при условия на значителен натиск на нахлуваща магма върху слоести вместващи скали. Те са плитки интрузии, тъй като в дълбоките хоризонти налягането на магмата не може да преодолее налягането на мощни слоеве от покриващи скали.

Най-често срещаните несъответствия включват диги, вени, щокове и батолити. Дига- прекъснато интрузивно тяло с плочевидна форма. Те се образуват в хипабисални и субвулканични условия, когато магмата е разположена по разломи и пукнатини. В резултат на екзогенни процеси, вграждащите седиментни диги се разрушават по-бързо от дигите, възникващи в тях, поради което в релефа последните приличат на разрушени стени ( име от англ "дига", "дига" - преграда, стена от камък). венинаречени малки секущи тела с неправилна форма. Наличност (от него. "Запас" - пръчка, багажник) е несъответствие натрапчиво колонно тяло. Най-големите прониквания са батолити, те включват интрузивни тела с площ над 200 km 2 и дебелина няколко km. Батолитите са съставени от кисели абисални скали, образувани по време на топенето на земната кора в райони на планинско изграждане. Трябва да се отбележи, че гранитоидите, които изграждат батолитите, се образуват както в резултат на топенето на първични седиментни "сиалични" скали (S-гранити), така и по време на топенето на първични магмени, включително основни "фемични" скали (I-гранити ). Това се улеснява от предварителната обработка на оригиналните скали (субстрат) от дълбоки течности, които въвеждат в тях основи и силициев диоксид. Магмите, образувани в резултат на мащабно топене, могат да кристализират на мястото на тяхното образуване, създавайки автохтонни намеси, или навлизане в приемащи скали - алохтонни интрузии.

Всички големи дълбоки интрузивни тела (батолити, щокове, лополити и др.) Често се обединяват под общия термин плутони. По-малките им разклонения се наричат апофизите.

Форми на възникване на интрузивни тела

Когато взаимодейства с приемащите скали („рамка“), магмата има термичен и химичен ефект върху тях. Зоната на изменение в приконтактната част на вместващите скали се сондажи екзоконтакт. Дебелината на такива зони може да варира от няколко cm до десетки km, в зависимост от естеството на вместителните скали и наситеността на магмата с течности. Интензивността на промените също може да варира значително: от дехидратация и леко уплътняване на скалите до пълна замяна на първоначалния състав с нови минерални парагенезиси. От друга страна, самата магма променя своя състав. Това се случва най-интензивно в маргиналните части на интрузията. Зоната на променени магмени скали в периферната част на интрузията се нарича ендоконтактзона. Ендоконтактните зони (фациес) се характеризират не само с промени в химичния (и в резултат на това минерален) състав на скалите, но и с разлики в структурни и текстурни характеристики, понякога насищане ксенолити(уловени от магмени включвания) на вместващите скали. При изучаване и картиране на територии, в които са обединени няколко интрузивни тела, правилното идентифициране на фазите и фациесите е от голямо значение. всеки фаза на изпълнениеса магмени тела, образувани от проникването на една част от магмата. Телата, принадлежащи към различни фази на проникване, са разделени от секущи контакти. Разнообразието на фациесите може да се свърже не само с наличието на няколко фази, но и с образуването на ендоконтактни зони. За ендоконтактния фациес е характерно наличието на постепенни преходи между скалите (поради намаляване на влиянието на вместващите скали с отдалечаване от контакта), а не резки граници.

Вулканични процеси

Топилки и газове, отделяни в недрата на планетата, могат да достигнат повърхността, което води до вулканично изригване- процес на нажежени или горещи твърди, течни и газообразни вулканични продукти, навлизащи на повърхността. Изходните отвори, през които вулканичните продукти навлизат на повърхността на планетата, се наричат вулкани (Вулкан е богът на огъня в римската митология.). В зависимост от формата на изхода вулканите се делят на пукнатини и централни. Пукнатини вулкани, или линеен типимат изход под формата на разширена пукнатина (разлом). Изригването се случва или по протежение на цялата пукнатина, или в отделните й участъци. Такива вулкани са ограничени до зони на разделяне на литосферни плочи, където в резултат на разтягане на литосферата се образуват дълбоки разломи, по които се въвеждат базалтови стопилки. Активните зони на разтягане са областите на средноокеанските хребети. Вулканичните острови на Исландия, които представляват изхода на Средноатлантическия хребет над повърхността на океана, са една от най-вулканично активните части на планетата; тук се намират типични пукнатини вулкани.

На вулкани централен типизригването става през канала, подобен на захранващата тръба - устата- преминаване от вулканичната камера към повърхността. Горната част на вентилационния отвор, който се отваря към повърхността, се нарича кратер. Вторичните изходни канали могат да се разклонят от главния отвор по протежение на пукнатините, което води до странични кратери. Вулканичните продукти, идващи от кратера, образуват вулканични структури. Често терминът "вулкан" се разбира като хълм с кратер на върха, образуван от продуктите на изригването. Формата на вулканичните структури зависи от естеството на изригванията. Със спокойни излияния на течни базалтови лави, плосък щитови вулкани. В случай на изригване на по-вискозни лави и (или) изхвърляне на твърди продукти се образуват вулканични конуси. Образуването на вулканична структура може да възникне в резултат на едно изригване (такива вулкани се наричат моногенен), или в резултат на множество изригвания (вулкани полигенен). Наричат ​​се полигенни вулкани, изградени от редуващи се потоци лава и рохкав вулканичен материал стратовулкани.

Друг важен критерий за класифициране на вулканите е тяхното ниво на активност. Според този критерий вулканите се делят на:

1. текущ- изригване или отделяне на горещи газове и води през последните 3500 години (исторически период);
2. потенциално активен- Холоценски вулкани, изригнали преди 3500-13500 години;
3. условно изчезналвулкани, които не са показали активност в холоцена, но са запазили външните си форми (по-млади от 100 хиляди години);
4. изчезнал- Вулкани, значително преработени от ерозия, полуразрушени, неактивни през последните 100 хиляди години.

Схематични изображения на централните (отгоре) и щитовите (отдолу) вулкани (по Rast, 1982)

Продуктите от вулканичните изригвания се делят на течни, твърди и газообразни.

твърди изригванияпредставени пирокластични скали (от гръцки "ryg" - огън и "klao" - разбивам, разбивам) - кластични скали, образувани в резултат на натрупване на материал, изхвърлен по време на вулканични изригвания. Разделена на ендокластит, образувани по време на пръскането и втвърдяването на лава, и екзокластитиобразувани в резултат на раздробяване на предкокластични скали, образувани по-рано. Според размера на отломките се делят на вулканични бомби, лапили, вулканичен пясък и вулканичен прах. Вулканичният пясък и вулканичният прах са комбинирани под термина вулканична пепел.

Вулканични бомбиса най-големите сред пирокластичните образувания, размерът им може да достигне няколко метра в диаметър. Образува се от фрагменти лава, изхвърлени от кратера. В зависимост от вискозитета, лавите имат различни форми и повърхностни скулптури. По време на изхвърляне на течни (главно базалтови) лави се образуват вретеновидни, капковидни, лентовидни и мастиловидни бомби. Вретеновата форма се дължи на бързото въртене на лава с нисък вискозитет по време на полет. Формата с форма на мастило възниква, когато изхвърлянето на течна лава на малка височина, без време да се втвърди, когато се удари в земята, те се сплескват. Лентовите бомби се образуват чрез изстискване на лава през тесни пукнатини, намират се под формата на фрагменти от ленти. При изтичането на базалтови лави се образуват специфични форми. Тънки потоци от течна лава се издухват от вятъра и се втвърдяват в нишки, такива форми се наричат ​​"косата на Пеле" ( Пеле - богинята, според легендата, живее в едно от езерата от лава на Хавайските острови). Бомби, образувани от вискозни лави, се характеризират с многоъгълни очертания. Някои бомби се покриват с охладена, втвърдена кора по време на полет, която се разкъсва от газовете, отделяни от вътрешността. Тяхната повърхност придобива формата на "хлебна кора". Вулканичните бомби също могат да бъдат съставени от екзокластичен материал, особено при експлозии, които разрушават вулканични структури.

Лапили (от лат. "lapillus" - камъче) са представени от заоблени или ъгловати вулканични изхвърляния, състоящи се от парчета прясна лава, замръзнала в полет, стари лави и скали, чужди на вулкана. Размерът на фрагментите, съответстващи на лапилите, варира от 2 до 50 mm.

Най-малкият пирокластичен материал е вулканична пепел. Повечето от вулканичните емисии се отлагат близо до вулкана. Като илюстрация на това е достатъчно да си припомним градовете Херкулан, Помпей и Стабия, покрити с пепел по време на изригването на Везувий през 79 г. По време на силни изригвания вулканичният прах може да бъде изхвърлен в стратосферата и в суспензия да се движи във въздушни течения на хиляди километри.

Първоначално насипни вулканични продукти (наречени "тефра") впоследствие се уплътняват и циментират, превръщайки се в вулканични туфи. Ако фрагменти от пирокластични скали (бомби и лапили) са циментирани от лава, тогава лава брекчи. Специфични, заслужаващи специално внимание, са формациите игнимбрити (от лат. "ignis" - огън и "imber" - дъжд). Игнимбритите са скали, съставени от синтерован киселинен пирокластичен материал. Образуването им е свързано с възникването парещи облаци(или потоци пепел) - потоци от горещ газ, капки лава и твърди вулканични емисии в резултат на интензивно импулсно отделяне на газ по време на изригване.

Течни продукти от изригванияса лави. Лава (от итал. "лава" - наводнявам) е течна или вискозна разтопена маса, която излиза на повърхността по време на вулканични изригвания. Лавата се различава от магмата с ниско съдържание на летливи компоненти, което се свързва с дегазирането на магмата, докато се движи към повърхността. Естеството на потока лава към повърхността се определя от интензивността на отделяне на газ и вискозитета на лавата. Има три механизма на изтичане на лава - излив, екструзия и експлозия - и съответно три основни вида изригвания. Ефузивни изригванияса спокойни излияния на лава от вулкан. Екструзия- вид изригване, придружено от екструзиявискозна лава. Екструзивните изригвания могат да бъдат придружени от експлозивно отделяне на газове, което води до образуването на парещи облаци. експлозивни изригвания- Това са изригвания с експлозивен характер, поради бързото отделяне на газове.

Фациес на вулканогенни скали(Полева геология, 1989 г.)
1-диги, 2-силове, лаколити, 3-експлозивен субфациес, 4-потоци от лава (ефузивен субфациес), 5-куполи и обелиски (екструзивен субфациес), 6-отдушник, 7-хипабисална интрузия

Лавите, подобно на техните интрузивни двойници, се класифицират основно на ултраосновни, основни, междинни и фелзични. Ултраосновните лави във фанерозоя са много редки, въпреки че в докамбрия (при условия на по-интензивен приток на ендогенна топлина) те са били много по-разпространени. Основните - базалтови - лави обикновено са течни, което се свързва с ниско съдържание на силициев диоксид и висока температура на изхода към повърхността (около 1000-1100 0 С и повече). Поради течното си състояние те лесно отделят газове, което определя ефузивния характер на изригванията и способността да се разливат на дълги разстояния под формата на потоци, а в райони със слабо разчленена топография образуват обширни покрития. Структурните особености на повърхността на потоците лава позволяват да се разграничат два вида сред тях, на които са дадени хавайски имена. Първият тип се нарича пахоехое(или въжени лави) и се образува на повърхността на бързо течаща лава. Течащата лава е покрита с кора, която при условия на активно движение няма време да придобие значителна дебелина и бързо се набръчква на вълни. Тези "вълни" с по-нататъшното движение на лавата се отделят и изглеждат като въжета, положени едно до друго.

Видео, илюстриращо образуването на повърхност на въже

Вторият тип, т.нар аа-лава, е характерно за по-вискозните базалтови (или с друг състав) лави. Поради по-бавния поток кората става по-дебела и се разпада на ъглови фрагменти; повърхността на аа лавите е натрупване на остроъгълни фрагменти с шипове или игловидни издатини.

Образуване на AA лави (вулкан Килауеа)

С увеличаването на съдържанието на силициев диоксид лавите стават по-вискозни и се втвърдяват при по-ниска температура. Ако базалтовите лави остават подвижни при температури от порядъка на 600-700 0 C, тогава андезитовите (средни) лави се втвърдяват вече при 750 0 C или повече. Обикновено най-вискозни са фелсиково-дацитните и липаритните лави. Повишеният вискозитет затруднява отделянето на газовете, което може да доведе до експлозивни изригвания. Ако вискозитетът на лавата е висок и налягането на газовете е относително ниско, възниква екструзия. Структурата на лавовите потоци също е различна. За вискозна среда и киселинни стопилки е характерно образуването на блокови лави. блокови лавивъншно подобни на аа-лавите и се различават от тях по липсата на шипове и игловидни издатини, както и по факта, че блоковете на повърхността имат по-правилна форма и гладка повърхност. Движението на лавовите потоци, чиято повърхност е покрита с блокови лави, води до образуването на хоризонти на лава брекча.

Когато течната базалтова лава се излива във вода, повърхността на потоците бързо се втвърдява, което води до образуването на своеобразни "тръби", вътре в които стопилката продължава да се движи. Изстисквайки се от ръба на такава „тръба“ във водата, част от лавата придобива капкообразна форма. Тъй като охлаждането е неравномерно и вътрешната част продължава да остава в разтопено състояние за известно време, "капките" лава се сплескват под действието на гравитацията и тежестта на следващите порции лава. Купища от такива лави се наричат възглавници лаваили възглавници лава (от английски. "pillow" - възглавница).

Газообразни продукти от изригванияпредставени от водна пара, въглероден диоксид, водород, азот, аргон, серни оксиди и други съединения (HCl, CH 4, H 3 BO 3, HF и др.). Температурата на вулканичните газове варира от няколко десетки градуса до хиляда или повече градуса. Като цяло, високотемпературните издишвания (HCl, CO 2, O 2, H 2 S и др.) са свързани с дегазация на магма, нискотемпературните (N 2, CO 2, H 2, SO 2) се образуват както от ювенилни течности и поради атмосферни газове и подземни води, просмукващи се във вулкана.

С бързото освобождаване на газове от магма или превръщането на подпочвените води в пара, газови изригвания. По време на изригвания от този вид има непрекъснато или ритмично изпускане на газ от отвора, никакви емисии или много малки количества пепел. Мощни изригвания на газ и пара пробиват канал в скалите, от който се изхвърлят скални късове, образувайки шахта, която граничи с кратера. Газови изригвания се случват и през отворите на съществуващи полигенни вулкани (пример е газовото изригване на Везувий през 1906 г.).

Видове вулканични изригвания

В зависимост от естеството на изригванията се разграничават няколко вида. Основата на такава класификация е положена от френския геолог Лакроа през 1908 г. Той идентифицира 4 типа, на които авторът приписва имена на вулкани: 1) Хавайски, 2) Стромболийски, 3) Вулкански и 4) Пелейски. Предложената класификация не може да включва всички известни механизми на изригване (впоследствие тя е допълнена с нови типове - исландски и др.), Но въпреки това не е загубила своята актуалност днес.

Изригвания от хавайски типхарактеризиращ се със спокойно ефузивно изливане на много гореща течна базалтова магма при условия на ниско газово налягане. Лавата под налягане се изхвърля във въздуха под формата на фонтани от лава, високи от няколко десетки до няколкостотин метра (по време на изригването на Килауеа през 1959 г. те достигат височина от 450 м). Обривът обикновено възниква от отворите на фисурата, особено в ранните етапи. Придружава се от малък брой слаби експлозии, които пръскат лава. Течни кичури лава, които падат в основата на фонтана под формата на пръски и бомби с форма на петна, образуват конуси от пръски. Фонтаните от лава, простиращи се по протежение на пукнатината, понякога в продължение на няколко километра, образуват шахта, състояща се от замръзнали пръски лава. Течните капки лава могат да образуват косата на Пеле. Изригвания от хавайски тип понякога водят до образуването на езера от лава.
Примери за това са изригванията на вулканите Килауеа, Хапемаумау на Хавайските острови, Нирагонго и Ерта Але в Източна Африка.

Много близо до описания хавайски тип Исландски тип; прилики се отбелязват както в естеството на изригванията, така и в състава на лавите. Разликата е в следното. При изригвания от хавайски тип лавата образува големи куполообразни масиви (щитови вулкани), а при изригвания от исландски тип потоците лава образуват плоски листове. Изливането идва от пукнатини. През 1783 г. в Исландия се случи известното изригване от фисурата Лаки с дължина около 25 км, в резултат на което базалтите създадоха плато с площ от 600 км2. След изригването каналът на пукнатината се запълва с втвърдена лава, а при следващото изригване до нея се образува нова пукнатина. В резултат на наслояването на много стотици мантии над пукнатини се образуват разширени лавови плата (обширни древни базалтови плата на Сибир, Индия, Бразилия и други региони на планетата), които променят позицията си в пространството.

Изригвания от стромболийски тип.Името идва от вулкана Стромболи, разположен в Тиренско море край бреговете на Италия. Те се характеризират с ритмични (с прекъсвания от 1 до 10-12 минути) изхвърляния спрямо течна лава. Фрагменти от лава образуват вулканични бомби (крушовидни, усукани, по-рядко вретеновидни, често сплескани при падане) и лапили; материал с пепеляво измерение почти липсва. Изхвърлянията се редуват с изливания на лава (в сравнение с изригванията на вулкани от хавайски тип, потоците са по-къси и по-дебели, което се свързва с по-висок вискозитет на лавата). Друга характерна особеност е продължителността и непрекъснатостта на развитието: вулканът Стромболи изригва от 5 век пр.н.е. пр.н.е.

Вулканични изригвания.Името идва от остров Вулкано от групата на Еолийските острови край бреговете на Италия. Свързва се с изригването на вискозна, обикновено андезитна или дацитова лава с високо съдържание на газове от вулкани от централен тип. Вискозната лава се втвърдява бързо, образувайки тапа, която запушва кратера. Налягането на газовете, отделяни от лавата, периодично "избива" тапата с експлозия. В същото време черен облак от пирокластичен материал с бомби от типа "хлебна кора" се изхвърля нагоре, заоблени, елипсовидни и усукани бомби практически липсват. Понякога експлозиите са придружени от изливания на лава под формата на къси и мощни потоци. След това запушалката се образува отново и цикълът се повтаря.
Изригванията са разделени от периоди на пълна почивка. Изригвания от вулкански тип са характерни за вулканите Авачински и Каримски в Камчатка. Близки до този тип са и изригванията на Везувий.

Изригвания от пелейски тип.Името идва от вулкана Mont Pelee на остров Мартиника в Карибите. Възникват, когато много вискозна лава навлезе във вулкани от централен тип, което я доближава до изригването на вулканския тип. Лавата се втвърдява в отвора и образува мощна тапа, която се изстисква под формата на монолитен обелиск (получава се екструзия). На вулкана Мон Пеле обелискът е с височина 375 м и диаметър 100 м. Горещите вулканични газове, натрупващи се в отвора, понякога излизат през замръзналата тапа, което води до образуването на парещи облаци. Изгарящият облак, възникнал по време на изригването на Мон Пеле на 8 май 1902 г., имаше температура около 800 ° C и, движейки се надолу по склона на вулкана със скорост 150 m / s, той унищожи град Сен Пиер с 26 000 жители.
Подобен тип изригване често се наблюдава в близост до вулкани на остров Ява, по-специално близо до вулкана Мерапи, а също и в Камчатка близо до вулкана Безимянни.