Продукты вулканического извержения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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