Определение кровли — подошвы в вулканических толщах

Роберт Шрок в своей классической работе (1950) приводит 25 признаков определения кровли и подошвы вулканических образований. Для пирокластических и вулканогенно-осадочных пород они близки к признакам определения подошвы — кровли в терри-генных породах, а для лавовых покровов и потоков имеются свои специфические признаки:

  • • объекты, захороненные лавой и обладающие первичной ориентировкой в пространстве;
  • • лавовые брекчии, различающиеся в кровле и подошве потока;
  • • форма миндалин в разных частях потока;
  • • характер заполнения миндалин;
  • • ориентировка столбчатой отдельности;
  • • форма подушек в подушечных лавах;
  • • морфология лавовых выжиманий и т.д.

Захороненные объекты. Захороненными лавой объектами могут быть деревья, древние почвы, древний рельеф, подстилающие осадочные толщи с признаками первичных ориентировок и т.д. (рис. 14.5). Конечно, вероятность встретить в мезозойских, скажем, лавах затопленный дом мала, а вот дерево — велика!

Дом, затопленный лавовым потоком. Вулкан Этна. Сицилия

Рис. 14.5. Дом, затопленный лавовым потоком. Вулкан Этна. Сицилия

Лавовые брекчии. Поток жидкой лавы застывает неравномерно. В первую очередь застывают участки, соприкасающиеся с воздухом, водой и уже остывшими подстилающими породами. Движение еще жидкой лавы приводит к взламыванию застывающей корки, обломки которой цементируются той же лавой. При застывании этой смеси и образуются лавовые брекчии. Поскольку этот процесс может повторяться неоднократно, часто в поздних брекчиях встречаются обломки более ранних брекчий. Отличительные черты лавовых брекчий — одинаковый состав обломков и цемента, отсутствие сортировки, инъекции лавы в трещины обломков.

Брекчии в кровле и подошве лавового потока близки по облику и составу. Вместе с тем в подошве потока (рис. 14.6) брекчии обычно имеют меньшую мощность и могут содержать ксенолиты подстилающих пород. В лавовых брекчиях кровли потока (рис. 14.7) может попадаться туфовый материал (пепел, кристаллокласты и пр.).

Лавовые брекчии в подошве маломощных потоков флюидальных риолитов раннего карбона. Южный Урал. Фото И.А. Кошелевой

Рис. 14.6. Лавовые брекчии в подошве маломощных потоков флюидальных риолитов раннего карбона. Южный Урал. Фото И.А. Кошелевой

Лавовые брекчии кровли потока андезитов раннего карбона. Южный

Рис. 14.7. Лавовые брекчии кровли потока андезитов раннего карбона. Южный

Урал. Фото И.А. Кошелевой

Миндалины. Миндалины (напоминают миндальный орех) образуются внутри застывающего лавового потока. Это газовые пузыри, которые поднимаются от подошвы к кровле. Форма пузырей зависит от скорости застывания и вязкости лавы,

а также ОТ положения пузыря рис> 14,8, Идеализированная схема строения В ПОТОКе, ПОЭТОМУ ПО форме миндалекаменного потока. Объяснения в тексте

миндалин часто можно определить элементы залегания потоков, а также положение подошвы и кровли. Основные и средние породы с существенным количеством миндалин называют миндалекаменными. В кислых породах миндалины принято называть литофизами. Идеализированная схема строения миндалекаменного потока дана на рис. 14.8.

Миндалины неправильной формы обычны в основании и кровле потока, где газовые пустоты не упорядочены (рис. 14.8,/, 14.9). Трубчатые миндалины характерны для основания потока — пузырьки газа стремятся вверх и иногда растягиваются в трубки

О

О О О О

сз о> о>

О 40 5«=—=>

о о

/

7ЇЇ О

Южный Урал

(рис. 14.8,2, 14.10). Сферические миндалины оформляются в жидкой части потока и остаются сферическими при быстром остывании его краевых частей (рис. 14.8,2). Эллипсовидные миндалины также находятся в середине потока и представляют собой сферические пузыри, в разной степени растянутые при течении застывающего, вязкого потока (рис. 14.8,4, 14.11). Щелевидные миндалины образуют узкие зоны в середине потока, это очень сильно растянутые эллипсовидные миндалины (рис. 14.8,5, 14.12).

Трубчатые миндалины в подошве потока триасовых базальтов. Слева видна дайка, выполняющая подводящий канал потока. Траппы Норильского района

Рис. 14.10. Трубчатые миндалины в подошве потока триасовых базальтов. Слева видна дайка, выполняющая подводящий канал потока. Траппы Норильского района.

Фото А.В. Рудаковой

Эллипсовидные миндалины в середине (ближе к верхней части) потока

Рис. 14.11. Эллипсовидные миндалины в середине (ближе к верхней части) потока

девонских базальтов. Южный Урал

Щелевидные миндалины центральной части потока девонских

Рис. 14.12. Щелевидные миндалины центральной части потока девонских

базальтов. Южный Урал

Газовые пузыри в лавовом потоке либо так и остаются пустыми, либо впоследствии, при низкотемпературном метаморфизме, заполняются различными минералами (полностью или частично): кварцем, кальцитом, эпидотом, хлоритом, цеолитом и, реже, другими минералами. Различают несколько способов заполнения пустот: однородное, т.е. неструктурированное заполнение всего объема (рис. 14.13); концентрическое, т.е. постепенное заполнение миндалины от стенок к центру (рис. 14.14); последовательное, при котором постепенное заполнение миндалины происходит снизу вверх плоскими «слоями» или сверху вниз «сосульками», сталактитами; комбинированное заполнение отличается сочетанием разных способов (рис. 14.15).

При последовательном заполнении миндалин или комбинированном с элементами последовательного появляется возможность определить положение верха — низа потока в момент заполнения, поскольку плоские «слои» первоначально залегали горизонтально. Роберт Шрок (1950) назвал такие миндалины «ватерпасными». Однако следует учитывать, что минеральное заполнение газовых пузырей происходит обычно намного позже застывания потока, поэтому использовать тип заполнения миндалин для опреде-

Эллипсовидные миндалины с однородным хлоритовым заполнением в наклонно залегающих дацитах среднего девона. Южный Урал

Рис. 14.13. Эллипсовидные миндалины с однородным хлоритовым заполнением в наклонно залегающих дацитах среднего девона. Южный Урал

Эллипсовидные миндалины с концентрическим карбонатно-кварцевым

Рис. 14.14. Эллипсовидные миндалины с концентрическим карбонатно-кварцевым

заполнением в базальтах раннего карбона. Южный Урал. Фото Н.В. Правиковой

ления подошвы — кровли потока надо с осторожностью, лучше в комбинации с формой миндалин. Сферические миндалины для этого непригодны, а вот эллипсовидные и щелевидные — вполне. Действительно, длинные оси таких миндалин всегда параллельны подошве потока, и если «слои» в миндалинах параллельны их длинным осям, то можно с уверенностью говорить о том, что они формировались в еще не деформированных потоках.

Миндалина с комбинированным заполнением

Рис. 14.15. Миндалина с комбинированным заполнением: концентрическое —> последовательное —> однородное

Иногда пузыри, возникающие в очень жидких лавах, группируются в цилиндрические струи, наподобие струй пузырьков в шампанском, которые поднимаются от подошвы к кровле потока или покрова (рис. 14.16). Голова такой струи миндалин, если ее удается наблюдать, однозначно маркирует направление к кровле потока.

Столбчатая отдельность. Столбчатая отдельность возникает в покровах жидких лав при равномерном быстром застывании и незначительной скорости движении лавы. Основная причина появления столбчатой отдельности — сила поверхностного натяжения. Начальная гексагональная сеть трещин в лавовом потоке образуется так же, как и сеть трещин усыхания в глинистом осадке. При остывании и затвердевании лавы ее объем уменьшается, а за счет сил поверхностного натяжения на кровле потока появляется гексагональная сеть трещин, которая по мере остывания растет ортогонально к поверхности покрова (рис. 14.17). Однако возникающие столбы не обязательно имеют шесть граней, за счет неоднородного остывания широко распространены также пятиугольные и даже четырехугольные в сечении столбы. Столбчатая отдельность часто сопровождается ровной поперечной (плиточной) отдельностью, которая также образуется за счет контракции (уменьшения объема лавы при остывании). Каждый столб разделяется на почти идеальные призмы, высота которых обычно меньше толщины столба (рис. 14.18).

При продолжающемся движении лавового потока или при заполнении лавой крутых отрицательных элементов рельефа столбчатая отдельность может изгибаться в соответствии с изменением поло-

Рис. 14.16. Струя кальцитовых миндалин в триасовых базальтах. Траппы Норильского района: вверху справа — поперечный разрез, внизу — продольный

разрез. Фото А.В. Рудаковой

Столбчатая отдельность в базальтах. Траппы плато Путорана. Фото Ю.А. Лиона

Рис. 14.17. Столбчатая отдельность в базальтах. Траппы плато Путорана. Фото Ю.А. Лиона

Столбчатая и плиточная отдельность в базальтах. Траппы плато Путорана

Рис. 14.18. Столбчатая и плиточная отдельность в базальтах. Траппы плато Путорана.

Фото Ю.А. Лиона

жения уже остывшей поверхности или максимального температур-ного градиента, образовывать веерные системы (рис. 14.19).

Подушечные лавы. Подушечные лавы возникают в подводных условиях при слабой интенсивности трещинных излияний высокотемпературной базальтовой магмы. В этой обстановке каждая порция лавы за счет сил поверхностного натяжения оформляется в отдельную каплю. Подушки быстро остывают от поверхности к центру, поэтому имеют зональное строение: «корки», зоны закалки,

Типичные поперечные разрезы лавовых подушек (по Р. Шроку, 1950; с изм., упрощено)

Рис. 14.20. Типичные поперечные разрезы лавовых подушек (по Р. Шроку, 1950; с изм., упрощено):

1 — каравай; 2 — матрас; 3 — буханка; 4 — баллон; 5 — плоско-выпуклая

Фантастическая веерная столбчатая отдельность в базальтах вулкана

Рис. 14.19. Фантастическая веерная столбчатая отдельность в базальтах вулкана

Тейде. О-в Тенерифе. Фото А.Г. Кошелева

концентрическое расположение миндалин и т.д. Межподушечное пространство заполняется гиало-кластитами или яшмоидами. Форма подушек (рис. 14.20) во многом зависит от морфологии подстилающей поверхности, верхние подушки «затекают» в пространство между нижними, крупные подушки могут «облекать» мелкие нижние и т.д. (рис. 14.21, 14.22).

Подушки грибообразного (баллонного) типа в базальтах среднего ордовика. Основание покрова со стороны ножки гриба. Южный Урал

Рис. 14.21. Подушки грибообразного (баллонного) типа в базальтах среднего ордовика. Основание покрова со стороны ножки гриба. Южный Урал

Подушечная отдельность в базальтах среднего девона

Рис. 14.22. Подушечная отдельность в базальтах среднего девона:

  • (ЯЛ
  • 1 — буханка; 2 — каравай; 3 — плоско-выпуклая. Основание разреза со стороны вогнутой

части караваеподобной подушки. Южный Урал

Лавовые «вздутия выжимания» (трубы). Вздутия выжимания образуются при выдавливании жидкой лавы через трещины в корке потока. При их застывании внутри часто образуются пустоты (рис. 14.23). Подошва вздутия обычно бывает плоской, а верхняя часть — аркообразной (рис. 14.24). В древних вулканических ком-

Жидкая лава

Жидкая лава

Рис. 14.23. Типы и схема формирования вздутий выжимания (по Р. Шроку, 1950; с изм., упрощено)

Удлиненное вздутие выжимания и вход в него (слева внизу). Вулкан Этна

Рис. 14.24. Удлиненное вздутие выжимания и вход в него (слева внизу). Вулкан Этна

плексах вздутия выжимания (лавовые трубы) встречаются редко и практически всегда бывают заполнены гидротермальными минералами: кварцем, кальцитом и т.п. Определение положения подошвы и кровли потока возможно при наличии четкой морфологии — плоский «пол», аркообразный «свод» (рис. 14.25).

Лавовая труба, выполненная кварцем, в базальтах среднего ордовика. Основание лавовой трубы со стороны ручки молотка. Южный Урал

Рис. 14.25. Лавовая труба, выполненная кварцем, в базальтах среднего ордовика. Основание лавовой трубы со стороны ручки молотка. Южный Урал

Лавовые «снежные комья (шары)». Лавовые «снежные шары» образуются так же, как и настоящие снежные шары, — крупная глыба катится по склону вулкана и на нее налипает вязкая липкая лава (рис. 14.26). Идентифицировать лавовый «снежный ком» в разрезе

Лавовый «снежный ком» на склоне вулкана Этна. Фото А.Г. Кошелева

Рис. 14.26. Лавовый «снежный ком» на склоне вулкана Этна. Фото А.Г. Кошелева

вулканогенной толщи сложно, но если таковой обнаружится, установить верх — низ разреза по нему очень трудно, хотя в некоторых случаях и возможно. Крупные «шары» имеют большую массу, поэтому они вдавлены в подстилающие вулканические породы и облекаются продуктами последующих извержений.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >