Тріщинні та ареальної типи вулканізму

Вулканічні споруди. Вулканічні споруди поділяються на прості і сложние.Простие або моногенні споруди представлені відносно невеликими вулканічними конусами різного генезису, що сформувалися за одне або кілька вивержень. Найбільш поширені з них - це шлакові конуса. на вершині якої знаходиться кратер (чашевидное поглиблення, кратер - чаша, грец.) (рис. 1).

Подібні вулкани утворюються при викиді уламків під час експлозівних вивержень і кут схилу таких конусів найчастіше 30 °, тобто близький до кута природного укосу сипких тіл. Висота конусів досягає 500 м. Так, шлаковий конус вулкана Парикутин, в Мексиці, що виник в 1944 р за рік досяг висоти в 400 м. Шлакові конуси можуть бути «нанизані» на одну магмоподводящей тріщину, як, наприклад, в 1975 р на Камчатці при виверженнях близько вулкана Плоский Толбачик (рис. 1).

Мал. 15.5.1. Ключевська група вулканів на Камчатці (В.А.Подтабачний). Добре видно побічні шлакові конуси - результат експлозівних вивержень

Подібних конусів багато на острові Гаваї. Іноді виникають конуси розбризкування. коли пластівці рідкої лави шльопаються близько жерла і поступово утворюють конусоподібний невеликий вулкан. Існують також Попільні конуси.

Неодноразові виверження базальтової рідкої лави створюють навколо центру виливу пологий, але великий лавовий конус. який може перетворитися в щитовій вулкан. такий характерний для районів базальтових виливів: в Ісландії, в Каскадних горах США, на Гавайських островах.

Висота стратовулканів досягає 3-4 км, рахуючи від підстави. На вершині вулкана розташовується кратер. в донної частини якого знаходиться жерло - вивідний отвір підвідного каналу (рис. 2).

Мал. 3. Схема будови стратовулкана: 1, 2, 3 - різні вулканічні товщі, що утворюють конус вулкана, 4 - молодий вулканічний конус, що виріс після вибухового виверження і освіти кальдери, 5 - широке жерло, яке утворилося під час вибуху, 6 - край кальдери, 7 - молоді лавові потоки, 8 - блізпроверхностний магматичних вогнище, 9 - молодий вулканічний канал, що закінчується кратером

Сам вулканічний конус складається з чергуються товщ лав і різної тефри, в яку на різних рівнях можуть впроваджуватися пластові інтрузіви - силли або з'являтися бічні підводять канали, що відкриваються на схилах, де виникають побічні кратери. Формування нових підвідних каналів відбувається последлітельного періоду спокою вулкана і магмі чегче пробити новий шлях наверх, ніж слідувати за старим, закупорених каналу. Так виникають нові жерла і нові кратери, які нерідко виявляються складеними один в одного. При формуванні вулкана нерідко утворюються радіальні і кільцеві тріщини, також заповнюються магмою і формують нові побічні кратери.

Системи тріщин виникають в результаті осідання вулкана при перерозподілі мас, коли з блізповерхностних магматичного вогнища магма виноситься наверх і в осередку створюється недолік маси, в той час, як на поверхні - надлишок.

В результаті потужних експлозія, верхова частина стратовулкана може бути знищена і тоді утворюється велика і глибока округла улоговина - кальдера (кальдера - котел - ісп.), Діаметром від кількох сотень метрів до кількох кілометрів. Це, т.зв. кальдери вибуху. Але існують і кальдери провалу. які утворюються в результаті осідання вершинної частини вулкана з кільцевих розломів, тому що в магматичної осередку під вулканом відчувається брак розплаву. Відомі дуже великі кальдери, наприклад, Тімбер-Маунтін в Неваді, США, з діаметром до 32 км, Ла-Гаріто в горах Сан-Хуан, Колорадо - близько 50 км, Асо, Японія - 20 км, Санторін, в Егейському морі в Кікландской острівної дузі - 14 км т і т.д. Частина Кальдер утворюється в результаті обвалення безладно орієнтованих частин вулканічної споруди, а частина в результаті осідання з кільцевих розломів всього масиву вулкана. Іноді кальдери бувають вкладеними одна в іншу, наприклад, кальдери вулкана Кілауеа на Гаваях.

Кальдери дуже характерні для полів кислих игнимбритов, породжуваних попільними потоками, що виникають під час потужних експлозівних вивержень.

Класичним прикладом такої кальдери, глибиною 2,5 км є Верхнечегемская на Північному Кавказі (рис. 3). Вражаюча кальдера вулкана Санторін в Егейському морі, утворилася в 1547 р до н.е. в результаті грандіозних, в основному, експлозівних пемзової вивержень вулкана, після яких збереглися лише його частини, що утворюють гірлянду островів навколо кальдери діаметром майже в 14 км (рис.4).

Мал. 5. Освіта вулканотектонические западини (поза масштабу): 1 - породи, що вміщають, 2 - магматичних вогнище, 3 - ігнімбріти, 4 - подошшва игнимбритов, 5 - опущені блоки

Глибина моря всередині кальдери становить кілька сот метрів, а в її центрі згодом виріс новий вулкан, вірніше два, палео-і Неокамені, останнє виверження якого було в 1957 р Від вибуху на краях кальдери зберігся пласт пемзи, потужністю до 100 м.

Саме під ним грецьким археологом С.Марінатосом в 60-і роки ХХ століття був виявлено стародавнє місто - Акротірі. Передбачається, що виверження Санторіна погубило минойскую цивілізацію, а зникнення великого острова іноді пов'язують з легендою про Атлантиду. Нерідко в кальдері починає знову зростати куполовидної підняття, виникають окремі вулканічні конуси. Такі кальдери називаються відродженими.

Мал. 6. Формування кальдери Санторіна: 1 - вулкан Стронг до виверження XV в. до н.е. 2 - виверження середини XV в. до н.е. і освіту пласта пемзи до 50-100 м потужністю (заштрихован), 3 - просідання частини вулкана і освіту кальдери діаметром 16-18 км і глибиною в 0,5 км, 4 - формування нового вулкана в центрі кальдери, останні виверження якого були в 1956 м

Слід зазначити, що відтік магми з блізповерхностних вогнища може викликати опускання території, що набагато перевищує розмір вулканічної споруди. Такі западини називаються вулкана-тектонічними.

Якщо магма дуже в'язка, наприклад, ріолітового складу або дацитового, то при виверженні вона видавлюється з підвідного каналу, як паста з тюбика і не може утворювати лавових потоків. У цьому випадку формується екструзівний купол. по краях якого розташовується вулканічна брекчия з уламків порід купола (рис. 5).

Мал. 7. екструзівний купол міоценових риолитов. Берегово, Закарпаття. У ріолітов добре виражена стовпчаста окремість, а по краях купола - шлейф з уламків чорних обсидіаном

Типи вулканічних вивержень. Вулканічні виверження різноманітні. В одних випадках рідка магма спокійно переливається через край кратера, в інших - з величезною силою виривається з жерла, по-третє - розпорошується газами з утворенням туфів і попелом.

Тип вивержень залежить від складу і газонасиченості магми. Чим більше в ній оксиду кремнезему, тим магма більш в'язка, густа і містить більшу кількість газів.

Саме така магма і буде вибухати найсильніше. Залежно від характеру вивержень виділяють різні їх типи частіше за назвами вулканів, в яких будь-яка з рис його активності виражена найяскравіше.

Гавайський тип виверження - це відносно слабкі викиди дуже рідкої базальтової лави, що утворює невисокі фонтани, великі бульбашки і тонкі, великі покриви лавових потоків, що нашаровуються один на інший, утворюючи великі, але плоскі щитові вулкани. Завдяки тому, що виверження супроводжуються фонтанування лави, її розбризкуванням, то утворюються вали і пологі конуси, утворені пластівцями рідких базальтів. Найбільш характерними типами вивержень такого роду мають вулкани Гавайських островів в Тихому океані - Кілауеа, Мауна-Лоа, Мауна-Кеа, Хапемаумау і інші. Виверження зазвичай відбуваються з відкритих жерл спокійно, зрідка супроводжуючись слабкими вибухами.

Виверження покривних базальтів або тріщиною типу відрізняються дуже великими обсягами излившихся лав і слабкою вибуховий діяльністю. Як правило, виверження починаються з протяжних тріщин і обсяг розлилися лав може досягати десятків км3, а площа - сотень км 2. Характер виливу лав спокійний, що супроводжується слабким фонтанування рідкої магми, від чого над тріщиною утворюється як би вогненна завіса, як, наприклад, часто буває в Ісландії. У міру розвитку вивержень тріщина поступово закупорюється, виливу йдуть на спад і зосереджуються в численних, а потім все більш рідкісних окремих жерлах (рис.1).

Мал. 1. Вулкани трещинного (А) і щитового центрального (Б) типів

Найзнаменитіший виверження покривних базальтів відбулося в Ісландії в 1783 р з тріщини Лаки довжиною близько 25 км. Базальти покрили площу майже в 600 км 2. а їх обсяг досяг 12 км 3. У кінці вулканічної активності уздовж тріщини утворилося понад 100 шлакових конусів, в перші десятки метрів заввишки. Треба відзначити, що при цьому виверженні виділилося дуже багато сірчистих газів, які погубили урожай трав і, відповідно, стада великої рогатої худоби. На Ісландію обрушився страшний голод.

Стромболіанскій тип виверження названо за характером діяльності вулкана Стромболі, розташованого в південно-східному кутку Тірренського моря біля узбережжя Італії. Виверження мають ритмічністю і в повітря періодично викидаються вулканічні бомби і туфи. Висота викидів рідко перевищує 100-300 м тому, що гази відокремлюються від порівняно рідкої магми у краю жерла. Якщо магми багато, вона виливається у вигляді лавових потоків. Виверження стромболианского типу утворюють зазвичай шлакові конуси.

Виверження вулканском типу характерні для в'язкої магми, насиченою газами, що визначає помірні або потужні вибухи, що викидають високо вгору уламки лав, іноді ще розпечених, але швидко остигають і утворюють туфові, Попільні і брилові вулканічні конуси. Сам острів Вулькано, де за переказами знаходиться кузня бога вогню Гефеста, розташовується поблизу узбережжя південно-західній Італії. Виверження вулканського типу зазвичай не супроводжуються виливами лавових потоків.

Плініанскімі виверження названі в честь давньоримського натураліста Плінія Старшого, який загинув під час виверження Везувію в 79 р.н.е. погубив Помпеї, Геркуланум і інші міста в околицях Неаполітанської затоки.

Виверження Везувію в 79 р н.е. почалося раптово і тривало 12 годин.

Верхня частина більш давнього Везувію, що мав висоту приблизно в 2,5-3 км здавалася зруйнованої і від неї збереглася лише східна частина, яка називається Сомма. З жерла вулкана половину доби виривався стовп пемзовідних уламків, що розноситься вітром на південний схід. Найбільша інтенсивність пемзопада припала якраз на Помпеї. Місто, в якому жили 40 000 жителів виявився похованим під потужною, 5-4 м товщею вулканічних уламків. Багато жителів загинули і тепер ми можемо бачити гіпсові зліпки людських тіл, одержувані при заповненні пустот в пемзової товщі гіпсом, коли порожнини виявляють при археологічних розкопках. Пліній старший, який був адміралом і командував галерним флотом, який стояв біля мису Мізено, на півночі Неаполітанської затоки, вирушив на галері до берега близько Помпеї і вночі помер.

Опис виверження ми знаємо зі слів Плінія Молодшого, племінника Плінія Старшого, який залишився живим, тому що не поїхав на галері дядька, а залишився в Мізено.

Плініанскімі виверження представляють собою, по суті, дуже потужний вулканскій тип. Раптові вибухи і наступний за ними тривалий пепло- або пемзопад пов'язаний з тим, що до кратера вулкана піднімається в'язка, насичена газами магма. Газові бульбашки розширюючись, розривають магму, збиваючи її, утворюючи шматочки пемзи і скловати попіл, який розноситься вітром на великі відстані. Викинуті вгору газово-Попільні хмари «розтікаються» на висоті кількох кілометрів в різні боки, нагадуючи крону середземноморської сосни-пінії. В результаті плініанскіх вивержень прівершінной частина вулканічного конуса обрушується і утворюється чашевидное поглиблення - кальдера з крутими стінками. Цей тип виверження так само представляє велику небезпеку для населення.

Газові виверження відносяться до особливого типу, коли магма практично відсутня і в уламках, що викидаються при вибухах, присутні лише гірські породи того фундаменту через яке проходить вибуховий жерло. Якщо магма підходить близько до поверхні Землі, в окремих місцях вона може стикатися з водою, яка, перетворюючись на пару, виривається з вибухом наверх. При цьому утворюються воронки, діаметром в десятки і сотні метрів, звані в Німеччині Маар. Після вибуху, вони зазвичай заповнюються водою і перетворюються в озера (рис. 3).

Рис.3. Освіта Маара: 1 - вода, 2 - магма, 3 - вибух скипіла води, освіту воронки і роздроблення порід, 4 - воронка, 5 - корінні породи

Іноді трубки вибуху заповнені туфами або туфобрекчий. Тоді вони називаються діастремамі. Їх перетин змінюється з глибиною, але, як правило, стає вже.