Продукты эруптивной активности вулканов. Постмагматические процессы.
Эруптивная активность — процесс извержения.
Среди продуктов извержений вулканов выделяют три типа: жидкие (лавы), газообразные и твёрдые.
Лава — магма, лишившаяся флюидных компонентов. По содержанию SiO2 лавы подразделяются, как и горные породы, на кислые (SiO2>65%), средние (65-52%), основные (52-45%). Основные лавы тяжёлые, высокотемпературные (до 1200-1300 °C), обогащены кальцием, магнием и железом, отличаются малой вязкостью и большой подвижностью. Кислые и средние магмы, обогащённые натрием и калием, отличаются высокой вязкостью и малой подвижностью.
Газообразные продукты играют важную роль при вулканических извержениях, особенно при взрывном характере. Струи горячего вулканического газа называют фумаролами (нередко это слово употребляется применительно к отверстию, из которого выходят вулканические газы). Наибольшее значение и распространение в вулканических газах имеют водород, кислород, углерод и сера, образующие те или иные соединения в зависимости от температуры. Кроме того, присутствуют фтор, хлор, бор, азот и их соединения. Следует отметить постоянно присутствие воды, но при высоких температурах частично проявляется её диссоциация на H+ и О2-.
Фумаролы делятся на:
1) Сухие (t>500°C): H2, He;
2) Сернистые (сольфатары) (t=300-500°C): в их состав входят SO2, H2S, пары H2SO4;
3) Щелочные (аммиачные) (t>100°C): HCl, NO2;
4) Холодные углекислые (мофетты) (t<°100°C): преобладает CO2/CO, присутствуют H2S, CH4 и водяной пар.
|
|
|
Твёрдые продукты образуются либо в результате разрушения вулканического конуса, либо в результате застывания лавы, вышедшей на поверхность. Выброшенная лава распыляется в атмосфере и выпадает на склоны вулкана и смежные с ним области в виде различных по размеру частиц.
Все твёрдые продукты извержения и породы, образующиеся из них, называются пирокластическими. Пирокластический материал может проникать даже в стратосферу.
Твёрдые продукты извержений подразделяются на несколько типов по размерам частиц и обломков.
Самым мелким является вулканический пепел (>0,1 мм). Частицы преимущественно состоят из вулканического стекла (обсидиана), имеющего клиновидную форму. Цвет преимущественно светлый.
Более крупные — вулканический песок (до 2 мм). Цвет зависит от химического состава магмы. Если магма кислая, то светлый, если основная, то тёмный.
Лапилли (до 1,5-3 см) — вулканические камешки.
Вулканический шлак (до 10 см) — хрустящие пористые комочки.
Вулканические бомбы (от 10 см до 1м) образуются из более вязкой лавы. Выпадают, как и лапилли, ближе к кратеру вулкана. Имеют своеобразную форму — веретенообразная, грушевидная, вытянуто-овальная, — которая показывает, что они образуются из пластического вещества лавы, застывающей в атмосфере, что отличает их от угловатых обломков горных пород, раздробленных газовыми взрывами.
|
|
|
Вулканические глыбы (несколько метров) — куски вулкана.
К постмагматическим процессам относятся эндогенные геологические процессы, связанные с деятельностью флюидов, которые отделяются от магматических расплавов. К постмагматическим относятся процессы двух типов: пневматолитовые и гидротермальные.
Пневматолитовыми (от греческого «пневма» – газ) называются эндогенные процессы, связанные с деятельностью флюидной фазы в газообразном состоянии. Проявления пневматолитовых процессов в глубинных условиях наиболее характерны при температурах порядка 400-500ºС. Ведущую роль в пневматолитовой деятельности играют такие «летучие» компоненты, как H2O, HF, HCl. В результате взаимодействия этих компонентов с веществом горных пород, в которые они проникают, образуются новые минералы – такие, как флюорит, топаз, турмалин, и другие.
Гидротермальный процесс начинается, когда температура опускается ниже критической точки воды (375ºС). С этого момента вода, играющая ведущую роль в составе постмагматических флюидов, переходит в жидкую фазу и начинает циркулировать в виде горячих растворов. Протекают гидротермальные процессы в диапазоне температур 375-50ºС. Чем выше температура гидротермальных растворов, тем выше растворимость в них большинства минеральных веществ. Поэтому самые горячие растворы обычно являются наиболее минерализованными. По мере снижения температуры избыток растворённых веществ выделяется в кристаллической форме. Образуются разнообразные минералы гидротермального происхождения, которые заполняют любые возможные пустоты в горных породах или замещают минеральное вещество, слагавшее их ранее. Так как гидротермальные растворы проникают в окружающие горные породы преимущественно по трещинам, продукты гидротермальной деятельности отлагаются обычно в форме жил или прожилков. Реже они слагают в породах изометричные гнёзда или обособления неправильной формы.
|
|
|
Пегматитовый процесс представляет собой особый тип эндогенного процесса, занимающий пограничное положение между процессами собственно магматическими и постмагматическими. Протекают они с одновременным участием наиболее поздних, эвтектических порций магматического расплава и флюидной фазы при высокой концентрации последней. Дискуссии о том, какая из фаз – расплавная или флюидная – играет в пегматитовом процессе ведущую роль, продолжаются среди специалистов уже очень долгое время. Для реализации пегматитового процесса требуется два условия. Первое – это изначально достаточно высокое содержание в магматическом расплаве флюидной фазы. Так как наиболее насыщены соответствующими компонентами обычно кислые (гранитные) магмы, то и проявления пегматитового процесса наиболее часто связаны с гранитным магматизмом. Намного реже встречаются пегматиты, являющиеся производными магм среднего или основного состава. Второе условие состоит в том, что флюидная фаза должна удерживаться в расплаве до самых заключительных стадий кристаллизации, что возможно при достаточно больших давлениях. Поэтому пегматитовая деятельность может протекать лишь на достаточно больших глубинах, не менее 4-5 км.
|
|
|
17. Современные представления о строении и составе Земли.
По составу пород тектоносфера делится на земную кору и верхнюю мантию до глубины около 410 км, а в физическом смысле – на литосферу и астеносферу, и литосфера включает, кроме коры, часть верхней мантии. Земная кора составляет самую верхнюю оболочку твердой Земли (мощность 0-75 км). Состав и строение коры различны под континентами и под океанами, поэтому выделяют два типа:
ОКЕАНСКАЯ КОРА – 56% от земной поверхности. Мощность, обычно не превышает 5-6 км. В строении океанской коры выделяют три слоя:
Первый (осадочный), мощностью не более 1-15 км. В состав входят глинистые, кремнистые и карбонатные осадки.
Второй слой(базальтовый) в верхней части сложен базальтами, а в нижней - дайками долеритов. Общая мощность 1,5-2 км.
Строение первого и второго слоев хорошо изучено глубоководным бурением. Второй слой на значительную мощность вскрыт скважиной (1836м)
Третий слой состоит из полнокристаллических магматических пород основного и ультраосновного состава (габбро). Мощность слоя 5 км.
Считается, что породы второго и третьего слоев образовались перед отложением осадков первого слоя.
Океанская кора характерна не только для ложа океанов, но и развита также в глубоководных котловинах окраинных морей, таких как Охотское и Японское моря.
КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ КОРА – 41% земной поверхности. Средняя мощность 35-40 км, она уменьшается к окраинам континентов и возрастает под горными сооружениями до 70-75 км. В разрезе коры выделяют следующие слои:
Осадочный слой (чехол) – его мощность изменяется от 0 до 10 и даже 20 км во впадинах платформ и межгорных прогибах горных поясов. В состав входят различные осадочные породы преимущественно континентально или мелководного морского происхождения. Возрастной диапазон пород осадочного чехла – до1,7 млрд лет, т. е. на порядок выше, чем осадочного слоя современных океанов. Осадочный слой подстилается консолидированной корой, которая делится на 2 слоя:
Верхний слой коры выступает на дневную поверхность на щитах и массивах платформ и в осевых зонах складчатых сооружений. Сложен кристаллическими сланцами, гнейсами и гранитами. Мощность данного слоя 15-20 км на платформах и 25-30 км в горных сооружениях.
Нижний слой (гранулит-базальтовый). Состав пород, слагающий нижнюю кору, недостаточно известен, так как скважинами она не достигнута, а на поверхности обнажается фрагментарно. Слагающие породы – основные и кислые гранулиты.
Земная кора отделяется от мантии отчетливой поверхностью сейсмического раздела- поверхность Мохоровичича. В океанах верхняя мантия сложена перидотитами(преимущественно гарцбургитами). На континентах переход от коры к мантии более сложный. Выделяют несколько поверхностей М: М1 ,М2 ,М3 , что связано с перескоком с одного уровня на другой в связи с фазовым изменением. В целом, верхняя мантия сложена перидотитами, в меньшей степени эклогитами. Состав верхней мантии на континентах устанавливается по ксенолитам в кимберлитах и по обломкам в лавах. Переход от земной коры к мантии фиксируется скачками скорости сейсмических волн с 7.5-8.2 км/с.
Верхняя мантия истощена и лишена отдельных компонентов (кремнезема, щелочи, калия, натрия, урана, тория).
Слой Галицына: с глубины 400-410 км.На границе с этим слоем скорость продольных волн от 8.2 до 11.4 км/с. Это связано с увеличением плотности мантийного вещества г/10%. С глубины 670 км начинается нижняя мантия и продолжается до 2900, сложена перовскитом. На границе 670 км скорость продольных волн 11.4-13.6 км/с.
Внешнее ядро в жидком состоянии. Внутреннее ядро сложено железом, но присутствует сера, никель.
Литосфера – верхняя твердая хрупкая оболочка земли. В ней зарождаются и сохраняются разрывные нарушения. Мощность от 10-15 км, в СОХ до 80-100 км. Под континентами 150-200 км, на щитах древних платформ- 300-350км.
Астеносфера – подвижный пластичный слой верхней мантии. По реологическим свойствам астеносфера в океанах отличается от астеносферы под континентами.
18. Общая типология геологических процессов и их характеристика. Источники энергии геологических процессов.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ (ЯВЛЕНИЯ) – процессы, протекающие в литосфере (геологической среде) и имеющие следствием изменения структуры, состава, состояния и свойств слагающих ее компонентов (минералов, горных пород, подземных вод, рельефа и присущих им физических полей).
геологические процессы:
· внутренней динамики
· внешней динамики
Для протекания любого процесса требуется энергия.
Интенсивность и выраженность любого процесса зависит от объемов энергии и способов ее реализации (использования) в процессе.
энергия (др.-греч. ἐνέργεια — «действие, деятельность, сила, мощь») — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.
все виды энергии проявляется на 4 виды:
· гравитационная взаимодействие
· электромагнитное взаимодействие
· слабое взаимодействие
· сильное взаимодействие
Каждый из геологических процессов приводит к образования геологических тел (вулканов, трещин, наносов и т.д.) и горных пород или изменению состава горных пород.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 554; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!