Какими бывают продукты вулканических извержений

Вулканические продукты, выбрасываемые вулканами, могут быть трех видов: жидкие, твердые и газообразные.

Жидкие продукты представлены магмой — лавой, излившейся на поверхность и утратившей часть летучих: газов и паров воды. Параметрами, определяющими свойства лавы, являются вязкость и содержание в ней газов. Вязкость лавы, по Е.К. Мархинину, является функцией ее температуры, силикатного состава и количества растворенных в ней летучих компонентов. Вязкость уменьшается с увеличением температуры, относительного количества щелочей и летучих компонентов и уменьшением содержания SiO2 и Al2O3.

Базальтовые лавы обладают наибольшей подвижностью, растекаясь со скоростью до 60 км/ч, температура их при выходе на поверхность составляет 1100—1200 °С. Растекающиеся потоки базальтовых лав имеют самую разнообразную поверхность: канатные волнистые лавы (рис. 11.11), подушечные (при излиянии в подводных условиях), глыбовые. При излиянии лавового потока на дне океана или моря в результате быстрого охлаждения поверхность превращается в вулканическое стекло, которое при растрескивании дает большое количество осколков стекла. Такие потоки называются гиалокластитами. Кислые низкотемпературные вязкие лавы отличаются меньшей подвижностью и образуют короткие и мощные лавовые потоки, которые быстро остывая с поверхности, покрываются глыбовой коркой.

Твердые продукты — это обломочный (пирокластический материал), составляющий основную массу всех вулканических продуктов наземных извержений. Образуются твердые и частично первоначально жидкие вулканические продукты при эксплозивных (взрывных) извержениях, главными их которых являются бомбы, шлаки, пемзы, пеплы и др.

Вулканические бомбы отличаются большим разнообразием и специфичностью форм при образовании из жидкой магмы. Важной особенностью их строения являются формы вращения — круглые, веретеновидные, лимоновидные и др., а размеры их варьируют от нескольких метров при массе в сотни и тысячи килограммов до нескольких миллиметров при массе в миллиграммы. Чем более вязкая лава, тем более крупные размеры и изометричные формы имеют бомбы. Скопления вулканических бомб называют агломератом.

Вулканические шлаки — это сильно пористые обломки, образующиеся при застывании лавы основного состава, насыщенной газами. Размеры их варьируют от первых до нескольких десятков сантиметров. Эти легкие, пористые, хрупкие образования подвержены быстрому разрушению.

Вулканические пемзы — пузыристые породы кислого состава, образующиеся при застывании лавы, насыщенной газами при подводных излияниях. Размеры их обломков варьируют от долей сантиметра до десятков сантиметров. Пемзы не тонут в воде и переносятся морскими течениями на большие расстояния, как и шлаки легко разрушаются.

«Волосы Пеле» — своеобразные тончайшие нити, образующиеся при разбрызгивании жидкой лавы или связаны с вытягиванием нитей при разрыве газами кусков шлака.

Вулканические пеплы — мельчайшие частицы размерами от сотых долей миллиметра часто являются основным продуктом извержения. Сложены они остроугольными обломками пемзы, стекла, различных минералов. Пепел распространяется на большие расстояния с уменьшением размерности его частиц по мере удаления от центра извержения и покрывает огромную площадь. Пепел Кракатау, поднятый взрывом на высоту 80 км, осаждался в разных частях суши и океана всего земного шара. При осаждении, уплотнении и цементации пирокластического материала в наземных условиях образуются туфы, в водной среде — туффиты.

Газообразные, или летучие продукты играют большую роль при вулканических извержениях, а состав их зависит от состава силикатной магмы и ее температуры. Информацию о составе летучих исследователи получают из нескольких источников: анализ проб газов, отобранных из жидкой лавы; анализ газов, сохранившихся в твердой лаве; анализ газа фумарол. Главными среди летучих являются пары воды (H2O), водород (H2), метан (CH4) и другие углеводороды, оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2), азот (N2), аммиак (NH3), хлористый водород (НС1), сероводород (H2S), мышьяковистая и борная кислота, хлориды, фториды металлов, а также гелий, аргон, ксенон. H2O составляет иногда до 95 % молекулярного состава газов. Состав газов, их концентрация в значительной мере зависят от приуроченности вулканов к главным типам земной коры, т. е. от состава и степени дегазации мантии.

Твердые продукты. Большинство вулканов одновременно с лавой выбрасывают огромное количество твердых продуктов. Некоторые исследователи, в частности английский вулканолог Тиррель, считают, что количество твердых продуктов в десятки, а то и в тысячи раз превышает количество лавы. Твердые продукты представляют собой обломки самой различной величины – от долей миллиметра до нескольких метров в диаметре. Провести точную грань между жидкими и твердыми продуктами не всегда удается, так как жидкая капелька лавы быстро застывает в воздухе и падает на землю в виде твердого шарика.
Твердые продукты вулканизма подразделяются по величине обломков на следующие типы: 1) вулканический пепел, пыль; 2)вулканический песок;3) вулканические камешки (дапилли); 4) вулканические бомбы; 5)вулканические глыбы. Все эти продукты извержения образуются за счет раздробления при взрывах застывшей лавы прежних извержений, а также осадочных и магматических пород, слагающих жерло вулкана. Чём больше взрывная волна, тем больше количество твердых продуктов извержения; их очень много при извержениях бандайсанского, катмайского и пелейского типов и относительно мало при извер¬жениях исландского и гавайского типов.
Вулканический пепел представляет собой мельчайшие (от долей до миллиметра) остроугольные обломки пемзы, стекла, различных минералов, видимые только под микроскопом. Цвет вулканического пепла самый разнообразный. Из камчатского вулкана Ксудач в 1907 г. был выброшен пепел желтого цвета, часть пепла вулкана Кракатау имела красный цвет. Вулканический пепел выбрасывается иногда в огромных количествах. При извержении вулкана Ксудач его было выброшена около 3 км³. Еще большее количество пепла (около 20 км³) было выброшено при извержении вулкана Катмай (1912 г.).
Пепел может распространяться на очень большие расстояния от кратера вулкана, так как при взрыве он выбрасывается в высокие слои атмосферы, где разносится воздушными течениями. Предполагается, что вулканический пепел из вулкана Кракатау дважды облетел земной шар, в связи с чем в Европе в последующие годы выпадали дожди красного цвета.
Скорость перелета пепла достаточно большая; во время извержёния вулкана Аски в Исландии через 12 часов после извержения пепел оказался на западном берегу Норвегии, а еще через 10 часов долетел до Стокгольма, т. е. скорость его переноса достигала 80—100 км/час.
Пласты пепловых пород, накопившиеся в результате прошлой деятельности ныне потухших вулканов, встречаются очень часто, причем иногда в значительном удалении от вулкана. Например, пеплы вулканов, извергавшихся в Закарпатье, были встречены к северу от Карпат в Подолии, а пеплы кавказских вулканов встречаются в Воронежской области. Толщина пластов этих пород достигает иногда нескольких метров.
Вулканический песок содержит зерна, более крупные, чем пепел (от 1—5 мм до горошины); состоит он также из мелких перетертых частиц раздробленной лавы и боковых пород; при осаждении обычно бывает перемешан с пеплом.
Из кратера вулкана в большом количестве выбрасываются и более крупные, чем песок и пепел, обломки самых различных размеров — вулканические бомбы. Все они, как правило, угловаты и очень различны по составу.
Во время извержения горы Вулькано однажды была выброшена глыба объемом 25 м³ и весом 68 т. В большом количестве обломки выделяются обычно в первую фазу извержения, когда происходит прорыв основного жерла, затем к ним примешиваются во все возрастающем количестве лапилли и лавовые бомбы. Обломки вместе с вулканическим песком и пеплом скапливаются на склонах вулкана у его подножия и главным образом в рытвинах и канавах, бороздящих склон.
Вулканокластические породы. Весь обломочный материал, выбрасываемый из вулкана, получил название вулканокластического («клястикос» по-гречески — раздробленный). При осаждении, уплотнении и затвердевании этого обломочного материала образуются вулканические породы, которые по способу образования, количеству и размерам обломков и характеру цемента разделяются на туффиты и туфы.
Туффиты осаждаются в водной среде, т. е. в морях и озерах; большинство их формируется при подводных извержениях вулканов. Туффиты бывают часто хорошо слоисты. Они содержат примесь терригенного или органогенного материала, иногда в них встречаются обломки фауны или отпечатки морских животных. В составе туффитов преобладает вулканический материал, а структура, текстура и способ отложения их соответствуют таковым нормальной осадочной породы. Так же как садочные породы обломочного происхождения, туффиты подразделяются по величине обломков на пепловые туффиты, туфопесчаники, туфобрекчии и туфоконгломераты.
Туффы подразделяются по величине обломков на пелитовые и псаммитовые туфы; а по составу на туфы кислых. Средних и основных пород.
Туфы так же как и туффиты , часто содержат примесь материала не вулканогенного происхождения, смытого или сорванного со склонов, а также выброшенного из кратера

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.