Фации вулканогенных пород

Формы залегания эффузивных пород

Тела эффузивных пород в английской литературе принято называть также экструзивами. В отечественной литературе понятия эффузивный и экструзивный имеют разное значение. Эффузивными называют тела, которые образовались в результате растекания жидкой лавы по земной поверхности, а экструзивными – тела, возникающие путем застывания лавы в кратере вулкана или других каналах, выводящих лаву на поверхность.

Форма залегания эффузивных пород определяется механизмом внедрения магмы, ее вязкостью и рельефом местности, на которую она изливается.

Вязкость лавы определяет радиус ее распространения от центра извержения. Так, жидкие лавы свободно растекаются по поверхности на большие площади, образуя тела сравнительно небольшой мощности, тогда как вязкие затвердевают вблизи мест извержения. Большая вязкость обусловливает также возникновение пробок в канале вулкана, что приводит к взрывам и появлению большого количества рыхлых продуктов извержения: пепла, лапиллий, бомб и глыб, которые слагают некоторые эффузивные тела. Вязкость лав зависит от состава. Наиболее вязкие кислые лавы с большим содержанием кремнезема, наиболее жидкие базитовые, содержащие в меньшем количестве кремнезем и в значительном – магний, железо, кальций.

Рельеф земной поверхности определяет не только внешнюю форму эффузивных тел, но и внутреннее их строение.

Породы, сформировавшиеся при излиянии жидких лав на поверхность, называются собственно вулканическими, или эффузивными. Породы, образующиеся в результате вулканических взрывов, или эксплозий, относятся к пирокластическим. Рыхлые продукты газово-взрывной деятельности вулканов (вулканические глыбы, бомбы, лапилли, песок, пепел) называются тефрами, а сцементированные пирокластические породы – туфами, вулканическими брекчиями.

В особую группу вулканогенных пород входят игнимбриты, сходные как с эффузивными, так и с пирокластическими породами. Характерная черта игнимбритов – присутствие фьямме – включений вулканического стекла линзообразной, пламеневидной формы, погруженных в менее плотную массу. Игнимбриты рассматриваются либо как продукты извержений «палящих туч» (суспензий – частиц расплава в раскаленных газах), либо как результат ликвации газонасыщенных кислых, реже средних лав.

При изучении и геологическом картировании вулканогенных горных пород особое значение приобретает не только разделение их по составу и возрасту, но и выделение среди одновозрастных вулканогенных образований тел, формировавшихся в различных условиях и фациях вулканогенных пород. Главным фактором, оказывающим влияние на отнесение конкретного тела к определенной фации, является степень удаленности тела от вулканического жерла, а также глубина, на которой находится тело в момент затвердевания.

Выделяют три типа фаций: собственно эффузивную, жерловую и субвулканическую.

Собственно эффузивная фация (лавы, тефра, туфы, игнимбриты) формируется при извержении вулканического материала на поверхность и слагает основную часть вулканической постройки (вулканический конус, купола и обелиски). Среди них можно выделить породы трех субфаций: текучих лав, эксплозивной (пирокластической) и экструзивной.

Породы жерловой фации (лавы, эксплозивные брекчии, игнимбриты) формируются при перемещении магмы и газов к поверхности при условии непосредственной с нею связи. Они выполняют трубообразные или трещинные подводящие каналы, жерловины и кратеры.

Породы субвулканической фации слагают тела, образующиеся при движении магмы к поверхности в глубинных корневых зонах вулканов, подземных камерах и их боковых ответвлениях. Субвулканические тела залегают на небольших глубинах без связи с дневной поверхностью.

В областях молодого вулканизма на поверхности развиты преимущественно породы собственно эффузивной фации, а проявления жерловой фации встречаются в виде небольших по размерам тел. Выделение пород субвулканической фации возможно лишь в древних вскрытых эрозией вулканогенных толщах.

Взаимоотношения фаций и субфаций могут быть различными (рис. 62). Формы залегания пород различных фаций преимущественно устанавливаются методами геологического картирования, за исключением скрытых, необнаженных на поверхности субвулканических тел. В последнем случае решающая роль принадлежит геофизическим методам.

В собственно эффузивной фации наиболее распространены покровы, потоки для субфаций текучих лав и эксплозивной и экструзивные купола (для экструзивной субфации).

Покровы представляют собой плоские тела, сложенные, как правило, базальтами и долеритами, имеющие широкое площадное распространение и относительно малую мощность, а также неправильно-изометричную форму в плане. Обычно они связаны с трещинными излияниями. Площадь одного покрова может достигать нескольких сотен тысяч квадратных километров, мощность изменяться от первых метров до сотни метров. Покровы пород кислого состава встречаются значительно реже. Они имеют меньшие площадные размеры и могут быть сложены игнимбритами.

Потоки – более распространенные тела по сравнению с покровами. Они могут быть сложены как лавами, так и пирокластами и игнимбритами. Для потоков характерны удлиненная, часто языковидная в плане и линзообразная в поперечном сечении форма, относительно малая мощность, неровная подошва, крутые боковые ограничения (рис. 63). Морфология и размеры этих тел определяются рельефом подстилающей поверхности, степенью вязкости магмы, зависящей от состава и газонасыщенности, силой и направленностью вулканического взрыва (при образовании пирокластических потоков). Самые крупные размеры типичны для базальтовых потоков – их длина достигает нескольких десятков километров при ширине в первые километры и мощности от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Потоки кислых лав и игнимбритов имеют мощности в десятки и первые сотни метров при длине в несколько километров (рис. 63 б). Потоки связаны с извержениями центрального типа. В отдельных случаях они совместно с покровами образуют огромные лавовые плато.

Для пирокластических пород наиболее характерной формой залегания являются слои (пласты), морфологически сходные с формами залегания осадочных пород. Различия обычно заключаются в меньших площадных размерах пирокластических образований и более значительных колебаниях мощностей.

Экструзивные купола представляют собой изометричные в плане, каравае- и штокообразные в разрезе тела, достигающие в поперечнике несколько сотен метров. Они сложены эффузивными породами среднего и кислого составов часто с повышенной из основного и паразитического кратеров вулкана вязкого магматического материала. С разрушением краевых затвердевших частей куполов связано появление вокруг них шлейфа обломочных пород – купольных брекчий (рис. 64), сходных с туфами и вулканическими брекчиями. Купольные брекчии отличаются от вулканических брекчий эксплозивной субфации составом обломочного материала, идентичным эффузивным породам экструзивного купола, резким уменьшением мощности купольной брекчии по мере удаления от экструзивного тела, сопровождающимся полным исчезновением крупных обломков и глыб. Экструзивные купола пространственно тесно связаны с породами жерловой фации, от которых отличаются отсутствием горизонтальной зональности.

Для жерловых фаций наиболее обычны некки и вулканические трубки, имеющие секущие контакты с вмещающими породами.

Некки представляют собой трубообразные тела, сформированные в каналах, по которым магма при вулканических извержениях поднимается на поверхность. Таким образом, некки являются частью эруптивного аппарата вулкана. Их форма в плане круглая, овальная или неправильная. Диаметр изменяется от десятков метров до 1,5 км. Боковые стенки некков крутые, вертикальные, нередко расширяющиеся кверху. Состав пород, заполняющих некки, изменчив. Чаще всего – это мелкозернистые или полустекловатые изверженные породы. В некоторых случаях некки сложены грубым неотсортированным пирокластическим материалом (агломератами), пеплом или вулканической брекчией.

В центральной части глубокоэродированных вулканических аппаратов нередко располагаются гранитоидные либо щелочные массивы, образующиеся в нижних частях жерл вулканических аппаратов или в близповерхностных периферийных очагах.

Большое число жерл или вулканических трубок, иногда заключающих алмазы, обнаружено на Сибирской платформе среди полого-залегающих карбонатных и песчано-глинистых отложений нижнего палеозоя. Они представляют собой замкнутые горловины изометричной или овальной формы размером до 2 км в поперечнике, суживающиеся книзу. Первоначально каналы трубок были заполнены пирокластическим материалом ультраосновного состава, в который позже внедрились базальты. Породы, выполняющие трубки, местами превращены в гранатовые и пироксеновые скарны. Вмещающие породы по периферии трубок залегают спокойно (рис. 65); у контактов с трубками они, как правило, раздроблены, метаморфизованы и повернуты вверх, а иногда и вниз. Вдоль контактов трубок с вмещающими породами нередко располагаются мелкие жилы долеритов.

Наиболее распространенные формы залегания пород субвулканической фации – дайки, силлы, лакколиты, штоки. Их конфигурация и соотношения с вмещающими породами в целом такие же, как у соответствующих интрузивных тел. Отличия проявляются в значительно меньших площадных размерах и составе пород. Длина отдельных даек, диаметр изометричных и неправильных по форме в плане тел обычно не превышают нескольких сотен метров – первых километров. Тела сложены афанитовыми разностями пород и лишь наиболее крупные из них в центральных частях могут быть раскристаллизованы. При этом наблюдаются постепенные переходы от эффузивных стекловатых и неполнокристаллических пород к мелкозернистым полнокристаллическим порфировидным.