В случаях, когда речь идет об
интрузиях меньших размеров, природа их
формы объясняется тектоническим строением
и структурой вмещающих пород регионов.
Предполагают, что магма движется туда,
где меньше давление вышележащей толщи
горных пород. Меньшее давление наблюдается
в тектонически ослабленных зонах, в антиклинальных,
сводовых частях структур, в зонах интенсивной
складчатости и тектонических разрывов,
в переклинальных частях структур, в ядрах
флексур, в краевых частях прогибов, синеклиз
и впадин. В тектонически напряженных
участках Земли и образуются разнообразные
по форме интрузии. К примеру, для формирования
силлов необходима обстановка тектонического
растяжения. Интрузии значительной мощности
внедряются в слоистые породы, раздвигают
пласты и не нарушают горизонтального
залегания.
Образование даек, очевидно,
происходит при расклинивающем воздействии
магмы с высоким гидростатическим давлением.
Периодические (пульсирующие) подвижки
магмы приводят к образованию систем различных
жил и даек. Сильное сжатие пластов горной
породы наблюдается в краевых частях интрузивных
тел.
Эффузивные магматизм, или
вулканизм.
Иногда магма по трещинам в
земной коре выходит на поверхность. В
этом случае формируется вулкан, из которого
выливается жидкая лава. В зависимости
от характера и механизма излияния лавы
различают эффузивный магматизм трещинного
и центрального типов. Последний более
характерен для современного вулканизма.
Эффузивный
магматизм трещинного типа проявляется излиянием лавы
на поверхность по крупным трещинам или
разломам в земной коре.
Насчитывается свыше 600 действующих
вулканов и более1000 потухших. Подобное
разделение весьма условно. Огромное количество
вулканов расположено на дне океанов.
Часто вулкан считался бездействовавшим,
а он «просыпался». Вулканы Безымянный
и Везувий долгое время относились к потухшим.
В настоящее время их относят к действующим.
На Земле выделяют три основных
вулканических пояса:
Тихоокеанский – приурочен
к берегам Тихого океана и прослеживается
вдоль южной и северной Америки, Алеутских
островов, Камчатки, Курильских и Японских
островов и далее через Филиппины, Новую
Гвинею к Новой Зеландии.
Средиземноморско – Индонезийский
– протягивается через Средиземное море,
Турцию, остров Ява, Суматра к Новой Гвинее.
Атлантический – прослеживается
от Исландии через острова Азорские, Канарские,
Зеленого мыса, Святой Елены к острову
Тристан.
В морях и океанах вулканы связаны
в основном с рифтовыми зонами и являются
источником образования островов. Например,
в результате сильного подводного извержения
со дна Тихого океана вдоль системы разломов
сформировались Гавайские острова. Они
протянулись цепочкой на 3000 км в глубинах
северной половины Тихого океана. Один
из Гавайских вулканов (Мауна-Лоа) поднялся
со дна океана на высоту 9170 м. По высоте
ему нет равных в мире (гора Джомолунгма
имеет высоту 8848 м).
Вулканы рождаются и затухают.
В истории Земли известны примеры, когда
прямо на глазах человека рождались вулканы.
Именно так появился 20 февраля 1943 г. Вулкан
Парикутин в Мексике. Крестьяне увидели
посередине поля черный дым из Земли. Образовалась
трещина длиной 50 метров и шириной 50 сантиметров,
затем появилось жерло в диаметре 30 сантиметров,
т.е. маленький вулканчик. Извержение вулкана
продолжалось несколько лет, а в 1953 г. Он
потух, достигнув высоты 600 м. Вулкан выбросил
в воздух огромную массу пепла. Местами
мощность покрова достигала 150 м, а зона
распространения – до 500 км.
Из действующих вулканов Земли
широко известны: Везувий в Италии, Этна
и Стромболи в Тирренском море, Ключевской
и Безымянный на Камчатке, Мон-Пеле на
острове Мартиника, Катмай на Аляске и
Кракатау на одном из Индонезийских островов.
В зависимости от строения каналов,
по которым магма поднимается к поверхности
Земли, различают два основных типа вулканов:
трещинный и центральный.
В
вулканах трещинного типа лава выливается на поверхность
из разломов и образует лавовые покровы.
Вулканы трещинного типа развиты на территории
Исландии.
На
Земле преобладают вулканы центрального
типа. Вулкан центрального типа
состоит из очага, конуса, канала и кратера.
Разогретая магма, растворы и жидкие вещества
из очага по каналу поднимаются наверх
и в виде лавы через кратер извергается
на поверхность Земли. Конус вулкана сложен
обломками магматических пород, выброшенных
при извержении вулкана, и потоками застывшей
лавы. Глубина очагов – камер магмы различная:
обычно от 30 до 200 км. Из этих очагов магма
поступает в небольшие вторичные магматические
резервуары, расположенные на сравнительно
небольших глубинах и непосредственно
питающие извержения.
В биографии вулканов выделяют
детство, юность, молодость, зрелость и
старость. Детство и юность вулканов приходятся
на опускание земной коры. В ней образуются
разломы, по которым из недр выбрасывается
вулканический материал. Эти стадии происходят
в море. Молодость и зрелость совпадают
с поднятиями земной поверхности. Молодые
вулканы имеют стройные конические купола.
У молодых вулканов лава основного состава
по мере развития магматического очага
сменяется на андезитовую. Заканчивается
зрелая стадия вулкана сильнейшим взрывом,
который сносит верхнюю часть конуса.
Лава в очаге становится кислой и очень
вязкой. При последующих извержениях такие
вулканы формируют лавовые купола и обелиски
из застывшей магмы.
При дальнейшем развитии вулкана,
когда извержение проявляется сильным
взрывом, на месте кратера образуется
огромная впадина – кальдера. Как правило,
кальдера заполняется водой и превращается
в озеро. Площадь кальдер достигают 250
– 430 км2. Иногда в
центре кальдер образуются новые вулканы,
но меньше по размерам и силе извержения.
В зависимости от характера
извержения вулканы центрального типа
подразделяются на три типа:
Гавайский
тип характеризуется спокойным
излиянием базальтовой лавы, поскольку
происходит постепенное выделение газов.
Конусы вулканов обычно пологие. Кратеры
их большие и часто заполнены водой. Распространены
на многих островах Тихого океана.
Стромболианский тип назван по вулкану Стромболи,
расположенному на острове в Средиземном
море, недалеко от Сицилии. Лава вулкана
среднего и кислого состава, вязкая, богатая
газами. Кратеры вулканов постоянно заполнены
кипящей и бурлящей лавой. Взрывы сильные,
сопровождаются выбросами вулканических
бомб и пепла. К этому типу относятся многие
вулканы Камчатки.
Пелейский
тип. Извержение вулканов этого
типа отличаются от вышеописанных тем,
что очень вязкая лава, застывая, закупоривает
жерло, образуя пробку. Напор газа не в
состоянии прорвать прбку. Извержение
происходит в результате большого взрыва
с газами, пеплом и камнями. Известным
примером служит вулкан Мон-Пеле на острове
Мартиника. На месте этого вулкана после
взрыва поднялся обелиск из вязкой андезитовой
лавы.
Продукты извержений вулканов
бывают газообразные, жидкие и твердые. Газообразные
выделения составляют газы, содержащие
серу, водород, хлор, азот кислород, водяной
пар и другие элементы. Водяной пар вместе
с элементами выделяется виде струй не
только из жерла вулкана, но и на его склонах
и из трещин на поверхность остывающей
лавы.
Жидкими
продуктами извержения вулканов являются лавы. Лава
– это тоже магма, но в значительной степени
потерявшая при извержении растворенные
в ней газы. Высота лавовых истоков местами
достигает 200м. Скорость движения лавовых
потоков достигает 60 км/ч, а температура
в лаве в момент излияния ее на поверхность
земли замерена от 1000 оС до 1300 оС. Лава по
своему составу бывает:
Карбонатная
лава
Наполовину состоит из карбонатов натрия
и калия. Это самая холодная и жидкая лава
на земле, она течёт по земле словно вода.
Температура карбонатной лавы всего 510—600
°C. Цвет горячей лавы — чёрный или тёмно-коричневый,
однако по мере остывания становится светлее,
а спустя несколько месяцев становится
почти белым. Застывшие карбонатные лавы
— мягкие и ломкие, легко растворяются
в воде. Карбонатная лава течёт только
из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании.
Кремниевая
лава
Кремниевая лава наиболее характерна
для вулканов тихоокеанского огненного
кольца, такая лава обычно очень вязкая
и иногда застывает в жерле вулкана ещё
до окончания извержения, тем самым прекращая
его. Закупоренный пробкой вулкан может
немного вздуться, а затем извержение
возобновляется, как правило, сильнейшим
взрывом. Лава содержит 53-62 % диоксида кремния.
Имеет среднюю скорость потока (несколько
метров в день), температуру 800—900 °C. Если
содержание кремнезёма достигает 65 %, то
лава становится очень вязкой и неповоротливой.
Цвет горячей лавы — тёмный или чёрно-красный.
Застывшие кремниевые лавы могут образовать
вулканическое стекло чёрного цвета. Подобное
стекло получается, когда расплав быстро
остывает, не успевая кристаллизоваться.
Базальтовая
лава
Основной тип лавы, извергаемый из мантии,
характерен для океанических щитовых
вулканов. Наполовину состоит из диоксида
кремния (кварца), наполовину — из оксида
алюминия, железа, магния и других металлов.
Эта лава очень подвижна и способна течь
со скоростью 2 м/с (скорость быстро идущего
человека). Имеет высокую температуру
1200—1300 °C. Для базальтовых лавовых потоков
характерны малая толщина (первые метры)
и большая протяжённость (десятки километров).
Цвет горячей лавы — жёлтый или жёлто-красный.
Твердые продукты извержения –
это вулканический пепел. Песок и бомбы,
которые состоят из отдельных минералов,
входящих в состав лавы. Размер твердых
продуктов различный: от долей миллиметров
– пепел, первые миллиметры и сантиметры
– песок, до нескольких метров в поперечнике
– бомбы. Все твердые продукты вулканической
деятельности выбрасываются в начальную
фазу извержения вслед за газами. Часто
вместе с газами выбрасывается смесь пепла,
песка и камней, так называемых лапиллей,
щебня и вулканических бомб. Почти 0,9 общей
массы современного вулканического извержения
приходится на вулканический пепел.
В окрестностях действующих вулканов
прослеживаются многочисленные выходы
вулканических вод и газов – гейзеры,
фумаролы, сульфатары, горячие и теплые
источники.
Фумаролы –
это жерло, через которое выбрасывается
водяной пар и другие разогретые газы.
Их температура колеблется от 100 оС до 650 оС.
Сульфатары –
это фумаролы, выделяющие сернистые газы.
Обычным продуктом является сероводород,
который на воздухе окисляется с образованием
воды самородной серы. Сульфатары используют
для получения серы промышленностью (Камчатка,
Италия, Япония).
Состав газов может меняться в пределах
одного вулкана, но на разных его участках,
по времени и зависит от температуры. Японские
вулканологи приводят данные по зависимости
состава вулканических газов от температуры.
Так, при температуре газа в 1200о – 800оС выбрасываются газы кислорода
(О2), хлороводород (HCl),оксид углерода
(СО2), вода (Н2О), сероводород (Н2S), оксид серы (SO2); а при более низкой - выделяются
газы оксида углерода (СО2), водорода (Н2) и азота (N2). Состав газов из вулканов, расположенных
на островах в океанах отличается от состава
континентальных вулканических газов.
Гейзеры представляют
собой горячие источники, извергающиеся
периодически в виде более или менее высоких
фонтанов. Гейзеры распространены в районах
вулканической деятельности: на Камчатке,
Исландии, Новой Зеландии и др. местах.
Гейзеры могут иметь вид небольших усечённых
конусов с достаточно крутыми склонами,
низких, очень пологих куполов, небольших
чашеобразных углублений, котловинок,
неправильной формы ям и др.; в их дне или
стенках находятся выходы трубообразных
или щелеобразных каналов, связанных лавой.
Деятельность гейзера характеризуется
периодической повторяемостью покоя,
наполнения котловинки водой, фонтанирования
пароводяной смеси и интенсивных выбросов
пара, постепенно сменяющихся спокойным
их выделением, прекращением выделения
пара и наступлением стадии покоя.
Различают регулярные и нерегулярные
гейзеры. У первых продолжительность цикла
в целом и его отдельных стадий почти постоянна,
у вторых — изменчива, у разных гейзеров
продолжительность отдельных стадий измеряется
минутами и десятками минут стадия покоя
длится от нескольких минут до нескольких
часов или дней.
Химический состав воды.
Вода, выбрасываемая гейзером,
относительно чистая, слабо минерализованная
(1-2 грамма на литр) по химическому составу
— хлоридно-натриевая или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевая,
содержащая относительно много кремнезема,
из которого у выхода канала и на склонах
образуется близкая к опалу порода гейзерит.
Главная масса воды гейзера атмосферного
происхождения, возможно, с примесью магматической
воды. Деятельность гейзера в целом относительно
кратковременна и зависит от ряда условий
— уменьшения теплового потока, прекращения
у каналов движения подземных вод.