Магматизм и вулканизм

Магматизм — это внедрение магмы в верхние слои земной коры. Магматизм как учение о магме включает все явления, связанные с процессом образования горных пород из остывающей расплавленной огненно-жидкой магмы. При магматизме магма не достигает земной поверхности, а застывает где-то на глубине, образуя при этом различной формы, строения и состава глубинные (интрузивные) горные породы (см. параграф 2.4).

Движущаяся к земной поверхности магма частично расплавляет и растворяет встречающиеся на пути горные породы, в результате чего ее химический состав изменяется.

Для внедряющейся в толщу земной коры магмы характерно медленное и постепенное охлаждение, способствующее наиболее полной кристаллизации образующихся из нее горных пород. Поэтому глубинные горные породы имеют полнокристаллическую структуру, когда все слагающие горную породу минералы имеют хорошо выраженное кристаллическое строение и плотную массивную текстуру (гранит, габбро и др.), так как раскристаллизация горной породы происходила в условиях высоких давлений, способствующих плотному прилеганию выпадающих из расплава кристаллов.

Вулканизм — это излияние магмы (лавы), газов, минеральных обломков на земную поверхность. Лава, газы и минеральные обломки попадают на нее либо по образовавшимся трещинам в земной коре, либо по каналам, пробитым газами и лавой в пределах ослабленных зон земной коры.

Магма, поднявшаяся до земной поверхности, образует эффузивные горные породы. Различают вулканы трещинного и центрального типов, последние в настоящее время наиболее развиты. Они представляют собой конусообразные или куполообразные возвышенности, сложенные продуктами вулканического извержения. Из недр Земли к вершине вулканического конуса поднимается жерло, представляющее собой канал округлой формы, заканчивающийся у вершины расширением — кратером (рис. 5.4).

По характеру деятельности вулканы подразделяются на действующие и потухшие, однако это условное деление, так как известны случаи, когда вулканы, считавшиеся потухшими, неожиданно проявляли большую активность. В настоящее время насчитывают свыше 550 действующих и более 4 тыс. потухших вулканов. Вулканизм характерен для областей молодых складчатых гор и зон разломов в земной коре.

Продукты, которые извергают действующие вулканы, подразделяются на газообразные, жидкие и твердые.

К жидким продуктам вулканических извержений относят лаву различного состава (от кислых, содержащих Si0₂ > 65% до ультраосновных, содержащих Si0₂ < 45%), температурой выше 1000 °C и скоростью от 5 до 30 км/ч. Застывая на поверхности Земли, лавы образуют потоки и покровы. Покровы занимают нередко громадные площади до сотен тысяч квадратных километров. Особенно большие по площади покровы появляются при подводных извержениях. Лавовые потоки образуются в тех случаях, когда она стекает по ущельям и долинам рек и ледников, при этом длина достигает десятков километров, а мощность — до 700 м.

Рис. 5.4. Строение вулкана:

• 1 — первичный магматический очаг; 2 — тектонические трещины;
• 3 — вторичный магматический очаг; 4 — побочный вулкан; 5 — жерло;
• 6 — кратер; 7 — конус вулкана

В зависимости от способа излияния лавы из недр Земли выделяют две группы вулканов: трещинные и центральные. В трещинных лава изливается по трещинам в земной коре, и такие вулканы характерны для далекого геологического прошлого нашей планеты. В ряде стран огромные территории заняты продуктами излияний таких трещинных вулканов, так называемыми траппами, залегающими в виде мощных покровов в Сибири, Армении, Индии и др. В настоящее время вулканы такого типа известны в Исландии, на Гавайских островах. Вулканы трещинного типа показаны на рис. 5.5.

Твердые продукты вулканизма подразделяются по величине обломков на следующие типы: вулканический пепел (от долей до миллиметра), вулканический песок (от 1—5 мм до горошины), вулканические камешки (от 1 до нескольких сантиметров), вулканические бомбы и вулканические глыбы (рис. 5.6). Обломки вместе с вулканическим песком и пеплом скапливаются на склонах вулкана и у его подножия. При осаждении, уплотнении и затвердевании этого обломочного материала образуются вулканические породы.

Рис. 5.5. Лавовый поток ночью.

Рис. 5.6. Столб пепла и дыма при извержении вулкана.

Газообразные продукты представлены водяными парами и различными газами: водородом, хлором, азотом, кислородом, двуокисью углерода, метаном, сероводородом, аммиаком и др. Основная масса выбрасываемых газообразных продуктов состоит из паров воды (более 70%). Газообразные продукты играют большую роль при вулканических извержениях, так как они прокладывают путь поднимающейся из недр Земли магме, уменьшают ее плотность и увеличивают ее подвижность.

К поствулканическим явлениям относят периодические извержения грязи (грязевые вулканы), пара и горячих вод (гейзеры), выход термальных вод (горячие источники) и различных газов (рис. 5.7).

Вулканические процессы, наряду с катастрофическими последствиями, приносят человечеству и несомненную пользу. Продукты вулканических извержений (различные горные породы) находят широкое применение в строительстве.

Широко используются эффузивные горные породы: базальт, вулканические туфы, обсидиан, пемза и др. Изучение эффузивных пород имеет практическое значение при выявлении многих полезных ископаемых, генетически связанных с излившимися породами: золота, алмазов, урановых руд и др.

Рис. 5.7. Поствулканические явления.

Горячие вулканические воды широко используются в парниковом хозяйстве ряда стран, особенно в Исландии. Горячие вулканические воды богаты различными солями и химическими элементами, поэтому они находят применение при лечении разнообразных заболеваний.

Вопросы и задания для самопроверки

• 1. Что такое эндогенные процессы?
• 2. Как называется наука о движении земной коры?
• 3. Какие три вида тектонических движений вы знаете?
• 4. Дайте характеристику колебательных движений земной коры.
• 5. Что такое трансгрессия и регрессия моря и чем они вызваны?
• 6. Что такое платформы, щиты, геосинклинали?
• 7. Что такое горообразовательные движения земной коры?
• 8. Что такое землетрясение и в каких районах оно проявляется?
• 9. Как называется наука о землетрясениях?
• 10. Перечислите причины, вызывающие землетрясения.
• 11. Что такое цунами и чем оно вызвано?
• 12. Какая разница между вулканизмом и магматизмом?
• 13. Какова классификация землетрясений?
• 14. Какие вы знаете типы землетрясений?