ВУЛКАНИТЫ

 

 

Флюидальность и полосчатость лавы. Трещиноватость и отдельность

 

 

 

Флюидальность

 

Флюидальность хорошо проявляется в кислых породах. Менее четко в породах среднего состава и почти не выражена в породах основного состава. Внешне флюидальность выражена тонкими полосами разных цветов и оттенков. Толщина их измеряется первыми миллиметрами. Они соответствуют направлению движения лавы. Флюидальность выражена тонкой полосчатой неоднородностью. Неоднородность проявляется в разной степени кристаллизации ( 10). В

 

стеклах она обусловливается различным ростом зародышей микролитов, в более раскристаллнзовапных породах — различной валентностью железа или пористостью. Иногда флюидальность улавливается только под микроскопом. Поэтому различают флюндальные текстуры, определяемые макроскопически, и микроскопические структуры. По флюидальности можно определять направление движения лавы, но при этом нужно учитывать, что в лавовых потоках и особенно экструзиях происходит не ламинарное, а турбулентное движение. Между зонами с линейными полосами часто располагаются зоны с волнистой флюпдальиостью.

 

Полосчатость

 

В отличие от топкой неоднородности и флюидальности полосчатость в лавах обусловлена грубой неоднородностью. Отсюда название текстур полосчатая и полосатая. Наиболее распространены полосчатые текстуры, обусловленные: 1) разной степенью кристаллизации лавы одного состава; 2) разным вещественным составом; 3) различной степенью пористости; 4) разрывами лавы на субпараллельные полосы и 5) брекчированными зонами.

 

Полосчатость, обусловленная различной степенью раскристаллизащш, наиболее распространена в экструзиях*. В куполе Суелич вулкана Шнвелуч (уничтоженном во время извержения 1964 г.) темные менее раекристаллизованные полосы сменяются светлыми более раскристаллизованными. Отмеченные выше переходные такситовые зоны в липаритовых куполах Закарпатья, Камчатки, Северо-Востока, Приморья и других регионов представляют собой чередование полос вулканических стекол (перлит, мареканит, обсидиан) с липаритом [81, 114]. Мощность этих зон колеблется от нескольких до 100 м. Мощность прослоев варьирует от миллиметров до метров.

 

Полосчатость, обусловленная разным вещественным составом, наблюдается редко, она встречена мной в плиоценовых лавах Закарпатья к северу от г. Мукачево, у с. Сборовице [81]. Здесь в карьере обнажены тонкополосчатые лавы светло-серого и черного цвета, слагающие небольшую экструзию. Толщина полос от 1 см до 3—4 дм, соотношение прослоев разного цвета почти одинаковое. Черные разновидности слабо раскристаллизованы и представлены андезито-базальтом, а светлосерые— андезито-дацитом. Аналогичные полосчатые лавы в виде глыб были встречены в юго-восточной части вулкана Шивелуч с полосами толщиной от 0,5 до 2 см. Темные полосы представлены базальтом, а светлые — андезитом. Полосчатые лавы, развитые на южном склоне вулкана Большая Зимина, описаны К. Н. Рудичем и К. М. Тимербаевой [121]. По их данным лавовые потоки мощностью 2—3 м и длиной до 100 м содержат плоскопараллельные полосы светло-серого цвета, сложенные андезито-дацитом и темные— андезито-базальтом. Толщина их измеряется сантиметрами. Граница между полосами четкая, но часто наблюдаются изгибы, раздувы, пережимы и весьма сложная узорчатость. Авторы полагают, что образование полос разного состава обусловлено гравитационной дифференциацией в излившемся потоке. На вулканах Ича и др. также встречены полосчатые лавы с разным вещественным составом.

 

Полосчатость, обусловленная различной степенью пористости, наблюдалась мной в липаритовых лавах куполов Ардо, Керек, Малый в районе г. Бёрегово. Пористые зоны располагаются в виде полос; мощность пористых зон 5—10 см, а плотных — 0,15—0,5 м. Пористые зоны содержат 30—40% пор и напоминают шлак. Форма пор или шаровая, или эллипсоидальная. Длина пористых прослоев прослеживается до 50 м. Переходы от пористых зон к плотным постепенные. Пористые зоны, наиболее доступные для проникновения гидротермальных растворов, подверглись слабой аргиллизации, поэтому четко выделяются светлой окраской.

 

В плотных липаритах иногда развивается шестигранная столбчатая отдельность, расположенная перпендикулярно пористости. В куполе Ардо столбы имеют диаметр 20—30 ем и высоту около 50 см [81].

 

Флюидальность липаритов этих куполов строго соответствует направлению пористых зон. Благодаря четко выраженной полосчатости строение липаритовых куполов было определено с предельной точностью, что значительно облегчало поиски и разведку перлитов.

 

Полосчатость, обусловленная разрывами лавы на субпараллельные полосы, наиболее распространена в вязких лавовых потоках кислого и среднего состава. В лавах андезитового состава Закарпатья она была встречена в виде: 1) слабоволнистых тонких трещин; 2) трещин со смятыми краями и 3) трещин с желобообразными углублениями.

 

Слабоволнистые тонкие трещины ориентированы параллельно поверхности покрова. Они располагаются от 0,5 до 3 см одна от другой и имеют длину от 5 см до нескольких десятков сантиметров с амплитудой волнистости 1—2 мм. При раскалывании породы по трещинам обнаруживается слабо- бугрпстая поверхность ( 11, а, б).

 

Трещины со смятыми (гофрированными) контактами развиваются в лавовых потоках и экструзиях при смещении плоскости. В результате на них возникает волнистая поверхность с амплитудой 1—3 мм, несколько напоминая поверхность канатных лав ( 11, в). В поперечных разрезах трещины смятия образуют хорошо выраженную полосчатость.

 

Трещины с желобообразными углублениями возникают также в лавовых потоках и экструзиях на плоскостях отдельности. Образование желебооб- разных углублений, вероятно, происходит вследствие растяжения во время смещения лавы по плоскостям отдельности. На плоскости, где происходит растяжение, образуются глубокие трещины, которые, расширяясь в разрезе, приобретают форму желобов, а в плане — форму ветвящихся борозд (рис, 11, г). На контактирующей плоскости в это время происходит гофрировка или другие формы, возникающие вследствие сжатия.

 

Полосчатость, обусловленная брекчированными з о - н а м и, широко развита в экструзиях. Наблюдения за ростом купола Нового вулкана Безымянного и купола Суелича вулкана Шивелуч, а также изучение разрезов многочисленных куполов Закарпатья и других регионов показали, что рост куполов происходит обычно неравномерно. Выпирающий массив расчленяется на несколько вертикальных пластин, вдоль которых происходит дробление породы с образованием зон лавобрекчий или кластолав. Описываемая полосчатость весьма грубая. Плотная лава имеет мощность несколько первых метров, а брекчированные зоны 0,5—2 м и более. При мощных брекчированных зонах и при малом количестве зон впечатление полосчатости не создастся.

 

Описанные типы полосчатости совпадают с флюидальностыо, которую в основных породах не всегда удается заметить, и тогда полосчатость способствует реконструкции полуразрушенных экструзий.

 

Наряду с первичной полосчатостью иногда в эффузивных породах возникает вторичная, обусловленная окраской окислами железа гидротермально измененных пород. Примером могут служить так называемые болннс- ские туфы Грузии, фактически представляющие собой экструзии и лавы мощных потоков мелового возраста. Ими облицованы многие здания Тбилиси и других городов. В Москве они использованы для внутренней отделки Дворца съездов. В отличие от первичной полосчатости вторичная не может служить для реконструкции экструзий.

 

Трещиноватость и отдельность

 

Поскольку образование трещиноватости и отдельности в лавовых телах обусловливается их формой, это позволяет решать обратную задачу — по трещиноватоети и отдельности судить о форме лавовых тел в тех случаях, когда сохранилась только часть их, что необходимо при изучении вулканитов в древних вулканических областях, или определять центры извержения.

 

Об образовании отдельности А. Н. Заварицкий пишет: «Вследствие растягивающего усилия при движении (течении), а также контракционных напряжений во время только что затвердевшей породы н других причин, действовавших во время ее образования, в пей возникают трещины первичной отдельности, прежде всего трещины растяжения. Контракционпые трещины связаны с сокращением массы породы и ориентированы перпендикулярно с положением охлаждающей поверхности и со скоростью охлаждения» [45, с. 79]. Таким образом, А. Н. Заварицкий отмечает два вида первичных трещин; 1) образующихся во время движения лавы и 2) контракционных напряжений во время остывания лавы.

 

При описании полосчатости рассматривалась трещиноватость, которая образовалась в процессе движения лавы. Ее можно отнести к синхронной трещиноватоети, образующейся в период становления экструзий и лавовых потоков. Второй тип трещиноватоети образуется в период прекращения движения лавы и ее охлаждения. Этот вид трещиповатости можно назвать не синхронным становлению лавовых тел. Кроме того, в лавах возникает вторичная трещиноватость: 1) в результате выветривания, например, образование шаровой отдельности и 2) в результате тектонических напряжений. Точная диагностика трещиноватоети позволяет проводить реконструкцию разрушения лавовых тел и избежать ошибок, допускаемых и теперь при неправильном определении вторичной шаровой отдельности, когда она принимается за первичную ( 12). Здесь рассматривается первичная отдельность, не синхронная становлению экструзий и лавовых потоков  .

 

В зависимости от физических свойств лавы и условий ее застывания образуется различного рода трещиноватость. определяющая виды отдельности.

 

Блоковая или глыбовая отдельность развивается преимущественно в лавовых потоках при беспорядочном расположении трещин. При этом образуется сложная система трещин с изогнутой поверхностью, рассекающей лавовый поток во всех трех направлениях. Редкие трещины образуют блоки, а густые — глыбы

 

Плитообразная или плитчатая отдельность образуется в лавовых потоках, куполах и дайках. В лавовых потоках она располагается параллельно поверхности потока. Причем если поток имеет волнистую форму, отдельность будет повторять эту форму. В экструзиях, в особенности в приконтактных частях их и близповерхностных зонах, развивается тонкоплитчатая отдельность, строго повторяющая форму экструзий. В верхних частях куполов она приобретает сферическую форму. Скорость охлаждения обусловливает густоту трещин. В периферических частях экструзий трещины располагаются через 1—5 см, создавая тонкую плитчатость, а по мере удаления от периферии, где охлаждение замедлено, трещины располагаются реже. Вследствие этого в куполах часто по периферии (у контактов) образуется плитчатая отдельность, а в центре плитообразная ( 13, б). В дайках в зависимости от мощности определяется густота расположения трещин. Чем больше мощность дайки, тем реже трещины. Плитчатая отдельность контролирует форму куполов и способствует их реконструкции.

 

Кубическая, параллелепипеда льна я, ромбоэдрическая отдельности распространены в крупных экструзиях и мощных лавовых потоках (покровах). Они образуются при возникновении трещин по плоскостям или более или менее правильным сечениям в трех взаимно перпендикулярных или близких к ним направлениях. Размеры блоков будут более крупные ближе к центру, а по периферии экструзий здесь также может развиваться плитчатая отдельность, что очень важно иметь в виду при промышленной оценке месторождений строительных камней. Частично вскрытые экструзии с поверхности могут быть сильно трещиноватые, а в центральной части — крупноблочные.

 

Столбчатая отдельность обычно свойственна жидким базальтовым лавам и экструзиям. Они более распространены в областях платформенного и посторогенного вулканизма, однако очень часто встречается и в лавах орогенного вулканизма. Причем вопреки распространенному мнению о приуроченности ее к базальтовым лавам, она встречается в лавах любой кислотности: дацитах, липаритах. Как правило, столбы ограничены более или менее правильными поверхностями от трех до восьми. К западу от г. Петроиавловска-Камчатского вблизи р. Левой Тополовой развиты базальты с цилиндрическими столбами. Цилиндрические столбы в андезито-базальтовом потоке имеют высоту 2—2,7 м и диаметр 0,4—0,5 м. Каждый столб окружен шестью аналогичными столбами. В местах соприкосновения наблюдаются грани шириной 3—5 см. Промежутки между столбами заполнены мелкими обломками лавы и шлаком. На отдельных участках наблюдается начало перехода цилиндрических столбов в многогранные с плоскостями шириной от 5 до 25 см и обычные призматические столбы. На высоте 1,2—1,3 м столбы пересечены горизонтальными трещинами.

 

Столбчатая отдельность мной наблюдалась во многих местах Камчатки, Курильских островов, Закарпатья, Закавказья, Волыни, Сибири, Чехословакии, Румынии и других районах [81, 87]. Она развивается в лавовых потоках — экструзиях, дайках и штоках, не выходящих на поверхность. Количество граней в отдельностях наблюдалось от 3 до 8; ширина граней от 1—2 дм на Королевской Горке возле г. Хуста до 1 м на Волыни, на о. Ка- рагинском (Камчатка), у с. Сельце в Закарпатье и других пунктах. Высота столбов варьирует от нескольких дециметров до 150 м (в кислой экструзии в хр. Сарычева) [114]. Ориентировка столбов в зависимости от формы тела может быть вертикальной — в лавовых потоках, горизонтальной — в дайках и веерообразной или других сложных форм — в экструзиях. Иногда столбчатая отдельность наблюдается среди лавового потока с вертикальными участками с горизонтальными столбами, как это имеет место в Северо-Куриль- ске (Курильские о-ва) ( 13, в).

 

Кроме того, столбы имеют перпендикулярную отдельность. В лавовых потоках небольшой мощности, например у р. Левой Тополовой, всего одна, в Армении у г. Еревана их количество достигает 50, располагаясь через 0,15—0,2 м ( 13, г). В лавовых потоках Курильских островов, Закарпатья, Волыни, Армении и многих других регионов, где они имеют мощность 5—8 м, перпендикулярные трещины располагаются примерно через 0,5 м (см.  13, б). Учитывая, что расстояние между поперечными трещинами зависит от мощности потока и что располагаются они более или менее равномерно, мной [87] было высказано предположение, что образование их связано с ритмами охлаждения лавы. Следует напомнить, что остывание лавовых потоков мощностью 5—10 м происходит примерно в течение 5—7 лет. Они, как правило, имеют 5—7 поперечных трещин. Это соответствует «годовым» поперечным трещинам, вероятно, связанным с годовыми изменениями климата. Однако С. И. Томкиев [177] доказывает, что охлаждение потоков со столбчатой отдельностью носит характер взрыва, т. е. происходит почти одновременно. Учитывая наличие поперечных трещин, можно допустить, что мгновенное охлаждение происходит не в пределах всего потока, а на участке между поперечными трещинами. Большинство исследователей приходят к выводу, что для образования столбчатой отдельности необходимы следующие условия: 1) лава умеренной вязкости базальтового и андезито-базаль- тового состава; 2) прекращение движения лавы до того, как она способна течь; 3) процесс остывания лавы должен быть постепенным и равномерным. Первый и второй пункты нами опровергаются, но следует отметить, что столбчатая отдельность более широко развита в основных лавах. Столбчатая отдельность развивается в лавах любого состава, вплоть до липаритового. Мной неоднократно наблюдались изогнутые столбы, что указывает на течение лавы. На юге хребта Калиман-Харгита (Румыния) карьером вскрыт столбчатый базальт, в котором наиболее заметное движение лавового потока произошло после того, как значительная часть потока снизу и сверху приобрела столбчатую отдельность, а в средней части ввиду движения лавы образовалась глыбовая отдельность (см.  42).

 

Столбчатая отдельность во всех случаях развивается от охлаждающихся контактов, что подтверждается также на примерах Малого Кавказа [1]. Эта закономерность позволяет легко определять форму экструзий, даек и потоков в тех случаях, где лавовые тела частично эродированы или плохо обнажены. И вместе с тем дает возможность определять направленпе разломов, по которым поднималась лава. Все это очень важно при изучении и картировании вулканитов.

 

Сферическая отдельность развивается в небольших куполах или отдельных частях куполов при выжимании менее вязких лав. Здесь периферию слагают ранние порции лавы, а последующие слагают центральную часть купола, растягивая внешнюю оболочку подобно камере мяча. Такое вздутие наблюдалось на одном из участков купола Шарок в г. Бёре- гово. В разрезе отдельность приобретает луковичное строение.

 

Сферическая отдельность развивается в обособленных телах, в подушечных лавах: шарах, эллипсоидах, караваях, баллонах и пр., независимо от того, сформировались они в подводных или наземных условиях. При этом сферические трещины повторяют форму тел. Расстояния между трещинами в куполах колеблются от нескольких сантиметров до 1 м и более, а в «подушках» от 1 до 20 см.

 

Цилиндрическая отдельность образуется в трубообразных штоках. Чаще она проявляется в тех случаях, когда лава внедряется в рыхлые образования, охлаждается в них, приобретая цилиндрическую отдельность, а затем вмещающие породы размываются, оставляя отпрепарированной цилиндрическую экструзию с хорошо выраженной отдельностью [87,  35].

 

Радиальная отдельность распространена в небольших близ- иоверхностных штоках при равномерном охлаждении, и экструзиях с луковичным строением, в лавовых потоках со столбчатой отдельностью вблизи подводящих каналов и бомбах подводного происхождения. В штоках и близповерхностных экструзиях отдельность развивается от центра; в зависимости от формы тела она расходится вверх или вниз. Иногда радиальные трещины располагаются густо и образуют веерообразную столбчатую отдельность, как и экструзии возле с, Станово ( 14, а) в Закарпатье. В таких случаях столбы уменьшаются в поперечнике от периферии к центру. В Бе- рестовицком карьере (Волынь) вблизи подводящего канала образовалась радиальная столбчатая отдельность, переходящая в горизонтальную столбчатую отдельность.

 

Наиболее распространена радиальная отдельность в подушечных лавах, агломератах и бомбах подводного происхождения. Всем сферическим обособленным телам свойственно при охлаждении приобретать радиальные трещины. Видимо, здесь происходит процесс, аналогичный образованию столбчатой отдельности в куполах, когда рост трещин начинается с поверхности купола к центру. Причем радиальные трещины в подушках иногда образуют подобие столбчатой отдельности ( 14, б). В наземных подушечных лавах радиальной трещиноватости, как правило, не наблюдается, поэтому даже в окатанных бомбах она может свидетельствовать о субаквальном охлаждении обособленных тел.

 

Виды текстур

 

Исходя из изложенного можно назвать наиболее распространенные текстуры лавовых потоков и экструзий.

 

Однородная текстура — минеральные элементы распределены равномерно.

Плотная, или массивная, текстура в противоположность пористой характеризует породу монолитного сложения без нор и полостей.

 

Такситовая текстура характеризуется неоднородным сложением и включает в себя несколько типов: 1) атакситовая, или неправильно-такситовая, которая включает два подтипа: а) брекчиевидно-такситовую и б)шли- рово-такситовую; 2} шаровая такситовая — текстура с неравномерным распределением в породе шаров или сфероидов; 3) концентрически-скорлупова- тая такситовая текстура; характеризуется отделением сферических скорлуп.

 

Эвтакситовая включает множество разновидностей: слоисто-такси- товую, параллельно-такситовую, слоистую, полосчатую, субпараллельную текстуры. Она обозначает переслаивание различного типа неоднородностей: степень кристаллизации, состав, цвет, пористость и т. д.

 

Флюидальная текстура и структура характерна для лав кислого и среднего состава, в которых неоднородность лав отображает движение магматического расплава.

Перлитовая текстура обычно развивается в кислых лавах в результате гидратации стекла и образования концентрически-скорлуповатых шариков диаметром обычно 1—3 мм. Перламутровый цвет и шарообразная форма напоминают жемчуг (перл).

 

М а р и к о н и т о в а я текстура образуется в кислых лавах, когда в перлитовых породах остаются равномерно расположенные округлые участки обсидиана, не затронутого процессом гидратации. Обычно они более темного цвета.

Шаровая, или сферолитовая, текстура также обычна для лав кислого состава и характеризуется обособлениями, имеющими форму шаров или сфероидов. Вопросу образования шаровых обособлений посвящен специальный сборник [107].

Пористая, или пузыристая, текстура характерна для лавовых потоков. В зависимости от количества пор применяют один из указанных терминов.

Миндале каменная текстура представляет собой частный случай пористой или пузыристой текстуры, когда поры заполнены каким-либо минералом.

 

 

К содержанию книги: ВУЛКАНИТЫ. Вулканические горные породы

 

 Смотрите также:

 

Лавовые потоки. Минералы в вулканической лаве

Потоки лав по внутреннему строению и рельефу кровли разделяются на глыбовые, монолитные, подушечные и гиалокластитовые.

 

Что такое вулканы – каких типов бывают вулканы – космическая...

Ведь лава—это и есть магма, но только излившаяся на поверхность. Поэтому вулканологи с особым интересом и подчас не без риска изучают извержения вулканов...