Вулканы Чирип (слева) и Богдан Хмельницкий (справа). Остров Итуруп.
Вулкан Баранского. Остров Итуруп.
Везувий и развалины Помпей (Морские ворота).
Вулкан Тятя. Остров Кунашир.
Везувий со стороны Эрколано.
Реферат на тему:
Пример механизма, приводящего к образованию стратовулкана.
Лава
Подводный вулкан.
Вулканы — геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.
Слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.
Наука, изучающая вулканы, — вулканология, геоморфология.
Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.
Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие и потухшие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими — на которых они маловероятны.
Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.
Астрофизики, в историческом аспекте, считают, что вулканическая активность, вызванная, в свою очередь, приливным воздействием других небесных тел, может способствовать появлению жизни. В частности, именно вулканы внесли вклад в формирование земной атмосферы и гидросферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара, так же учёные отмечают, что слишком активный вулканизм, как например на спутнике Юпитера Ио, может сделать поверхность планеты непригодной для жизни. В то же время слабая тектоническая активность ведёт к исчезновению углекислого газа и стерилизации планеты. «Эти два случая представляют собой потенциальные границы обитаемости планет и существуют наряду с традиционными параметрами зон жизни для систем маломассивных звезд главной последовательности», — пишут учёные [1].
В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.
Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.
Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла.
Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами — барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми, либо образованными только вулканическими продуктами — вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными — стратовулканами.
Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые — многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Мон-Пеле, 1902 г.).
Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами,депрессиями. Вулканотектонические впадины распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов — вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкшимися или сваренными туфами. Для них характерны линзовидные обособления вулканического стекла, пемзы, лавы, называемых фьямме и туфовая или тофовидная структура основной массы. Как правило, крупные объёмы игнимбритов связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами, сформировавшимися за счёт плавления и замещения вмещающих пород. Отрицательные формы рельефа, связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами — крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров.
Вулканы Чирип (слева) и Богдан Хмельницкий (справа). Остров Итуруп.
Вулкан Баранского. Остров Итуруп.
Везувий и развалины Помпей (Морские ворота).
Вулкан Тятя. Остров Кунашир.
Везувий со стороны Эрколано.
Извержение вулкана Стромболи в Италии.
Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы извержений:
После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.
Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры — крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность, и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.
Вулканические купола Эйфеля
Поднявшаяся к земной поверхности лава не всегда на эту поверхность выходит. Она лишь поднимает слои осадочных пород и застывает в виде компактного тела (лакколита), образуя своеобразную систему невысоких гор. В Германии к таким системами относятся области Рён и Эйфель. На последней наблюдается и другое поствулканическое явление в виде озёр, заполняющих кратеры бывших вулканов, которым не удалось сформировать характерный вулканический конус (так называемые маары).
Одной из нерешённых проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твёрдом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объёмов твёрдого материала. Например, в США в бассейне реки Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объём базальтов более 820 тыс. км³; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует ещё одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твёрдом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.
Панорама самого большого вулкана Солнечной системы — Олимп, фото 2004
Основные районы вулканической активности — Южная Америка, Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские острова, Курильские острова, Полуостров Камчатка, северо-западная часть США, Аляска, Гавайские острова, Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан.
Извержение на Ио
Вулканы имеются не только на Земле, но и на других планетах и их спутниках. Самой высокой горой Солнечной системы является марсианский вулкан Олимп, высота которого оценивается несколькими десятками километров.
В Солнечной системе наибольшей вулканической активностью обладает спутник Юпитера Ио. Длина шлейфа извергнутого вещества достигает 300 км.
На некоторых спутниках планет в условиях низких температур извергаемая «магма» состоит не из расплавленных скальных пород, а из воды и лёгких веществ. Такой тип извержений отнести к обычному вулканизму нельзя, потому данное явление получило название криовулканизм.
| Чилийские Анды | 6893 | Южная Америка |
| Чилийские Анды | 6725 | Южная Америка |
| Центральные Анды | 6159 | Южная Америка |
| Экваториальные Анды | 5897 | Южная Америка |
| плоскогорье Масаи | 5895 | Африка |
| Центральные Анды | 5821 | Южная Америка |
| Мексиканское нагорье | 5700 | Северная и Центральная Америка |
| Мексиканское нагорье | 5455 | Северная и Центральная Америка |
| Экваториальные Анды | 5230 | Южная Америка |
| Северо-Западные Анды | 5215 | Южная Америка |
| п-ов Камчатка | 5000 | Азия |
| Кордильеры | 4392 | Северная и Центральная Америка |
| Центральная Америка | 4217 | Северная и Центральная Америка |
| Гавайские о-ва | 4169 | Австралия и Океания |
| массив Камерун | 4100 | Африка |
| Анатолийское плоскогорье о. Суматра | 3916 | Азия |
| Канарские о-ва | 3818 | Африка |
| о. Суматра | 3805 | Азия |
| о. Росса | 3794 | Антарктида |
| о. Хонсю | 3776 | Азия |
| о. Ява | 3676 | Азия |
| п-ов Камчатка | 3621 | Азия |
| п-ов Камчатка | 3528 | Азия |
| п-ов Камчатка | 3456 | Азия |
| о. Сицилия | 3340 | Европа |
| п-ов Камчатка | 3283 | Азия |
| Кордильеры | 3187 | Северная и Центральная Америка |
| Южные Анды | 3060 | Южная Америка |
| о.Минданао | 2954 | Азия |
| Новая Зеландия | 2796 | Австралия и Океания |
| Корейский полуостров | 2750 | Азия |
| п-ов Камчатка | 2741 | Азия |
| Курильские о-ва | 2339 | Азия |
| п-ов Аляска | 2047 | Северная и Центральная Америка |
| Курильские о-ва | 1819 | Азия |
| о. Исландия | 1491 | Европа |
| о. Мартиника | 1397 | Северная и Центральная Америка |
| Апеннинский п-ов | 1277 | Европа |
| Липарские острова | 926 | Европа |
| Зондский пролив | 813 | Азия |
wreferat.baza-referat.ru
Охотско-Чукотский вулканический пояс
За свою долгую геологическую историю материки нашей планеты то объединялись в один суперконтинент, то вновь распадались. На рубеже архея и протерозоя (примерно 2,5 млрд. лет назад) было двадцать континентов. В раннем протерозое (2 млрд. лет назад) — тринадцать. Сейчас — шесть материков. Специалисты предполагают, что через 1,5 млрд. лет наши континенты — Евразия, Африка, обе Америки, Австралия, Антарктида — вновь, в пятый раз по счету, сольются в единую Пангею.
Опровергнуть или надежно подтвердить это предсказание мобилистов пока невозможно. Но то, что каждый распад Пангеи сопровождается образованием мощных вулканических поясов, которые проходят по окраинам континентов, наукой, бесспорно, доказано.
Эти мощные вулканические пояса можно и сейчас увидеть в действии. Достаточно поехать, например, на океанское побережье Камчатки и полюбоваться цепочкой красавцев-вулканов, строгие заоблачные вершины которых словно плывут в небе легко и свободно. Это, конечно, лишь первое впечатление. Жители Камчатки не только видят красоту своих вулканов, но и кое-что не понаслышке знают об их крутом нраве. И потому, вероятно, одну из этих вершин, нависшую прямо над Петропавловском-Камчатским, они полу в шутку полу всерьез называют «смерть Петропавловска».
И вместе с тем вулканизм — одно из замечательных свойств нашей планеты. Можно сказать, что это — главнейшее проявление жизни Земли. Существуют несколько достаточно хорошо разработанных гипотез, которые говорят, что именно процессы вулканизма способствовали созданию земной коры, гидросферы и атмосферы. Миллионы лет в подземных и наземных химических лабораториях вулканов шли самые разнообразные, порой почти невероятные реакции. Здесь родились сотни новых веществ. Очень может быть, что именно в вулканах таятся истоки живой материи.
Вулканы делали землю плодородной, давали тепло и сказочные, исцеляющие всякие болезни горячие источники. Вулканы не просто являли людям грозные зрелища, но заставили человека мучительно думать, стараться понять природу этих зрелищ. Так рождались сначала легенды о преисподней с ее серным духом, о мертвой и живой воде, о подземных силах и о многом другом. А затем, по мере того как развивался разум человека, он смог заглянуть в земные недра. Человек осмелел от знаний и даже спустился в огнедышащий кратер. Многое понял, но столкнулся с еще большим числом новых загадок. И стал размышлять над ними. Информация, которую несут вулканы из земных недр, неисчерпаема.
Вулканические пояса активных континентальных окраин — современные, мезозойские, палеозойские и еще более древние — хранят богатейшие клады драгоценных металлов и минералов, которые создавались в эти геологические эры. На разных глубинах и в разных геологических условиях здесь хранятся не только драгоценные металлы, но и ртуть, олово, медь, молибден, разнообразные драгоценные и поделочные цветные камни, а также множество других полезных ископаемых.
Чтобы разузнать про все это, геологам пришлось мысленно воссоздать многомиллионнолетнюю историю вулканических поясов, эпоху за эпохой. Представить снова живыми давно разрушенные временем вулканы, почувствовать их палящий жар. Исследовать адскую кухню — подземную и наземную. Только тогда начали раскрываться тайны и клады гигантов.
Особый интерес представляют давно уснувшие вулканические пояса, глубоко размытые или, наоборот, погребенные под более поздними морскими осадками.
Один из таких вулканических гигантов — Охотско-Чукотский пояс, образовавшийся в позднем мезозое, то есть 90-100 млн. лет назад. Пояс тянется почти три тысячи километров по северному побережью Охотского моря, затем через вершины рек Омолон, Анадырь, Чаун, Амгуэма до самой восточной точки нашей страны на Чукотском полуострове. Он самый крупный во всей плеяде вулканогенов восточной Азии.
Этот гигант, бушевавший десятки миллионов лет на краю мезозойского континента, ныне угас. Горячие источники на Чукотке и по Охотскому побережью — все, что осталось от его огненной мощи. Но хорошо сохранились изверженные в период наибольшей мощи этих вулканов разноцветные лавы и туфы. Коричневые, зеленые, красные туфо-лавовые скалы можно увидеть на первых двухстах километрах знаменитого Колымского шоссе. Город Магадан тоже расположен в пределах вулканического пояса, но на глубоко размытых сооружениях ранних этапов жизни гиганта, когда краски извергаемых им лавовых потоков были однотонными, преимущественно серыми или зеленовато-серыми.
Особое внимание среди развалин вулканического гиганта привлекают ярко раскрашенные горы. Они не просто красивы и интересуют не только людей далеких от геологии, но и специалистов, поскольку те знают, что именно такие породы нередко указывают, что здесь могут быть золото-серебряные и другие месторождения.
За свою многомиллионнолетнюю жизнь Охотско-Чукотский гигант накопил массу сокровищ и тщательно запрятал их. Настолько тщательно, что находить их начали лишь в 60-х годах ХХ века. Одним из первых, кто силой разума почувствовал эти сокровища, был известный российский геолог Юрий Александрович Билибин. Еще в 1933 году в своем рукописном отчете тяжелым геологическим слогом он сделал пророческую запись: «Если припомнить, что эпитермальные месторождения в громадном большинстве случаев (Новая Зеландия, Мексика, США, Япония, Трансильвания и т. д.) связаны именно с третичными эффузивами, что в США эти эффузивы приурочены к более жестким участкам, зажатым между отдельными ветвями верхнемезозойской складчатой зоны, что эти месторождения являются исключительно богатыми по содержанию металла и крупными по общим его запасам, то станет понятым, что палеоценовая эффузивная толща Северо-Востока может привлекать взгляды не только чистого петролога, но также и геолога-поисковика, работающего по золоту».
Научная прозорливость Билибина была столь велика, что он отметил даже районы, в которых спустя почти тридцать лет действительно обнаружили золото-серебряные месторождения. Ныне из них отработаны пока только Карамкен и Агатовское, расположенные вблизи Магадана. Есть все основания думать, что наиболее богатые месторождения еще не найдены. Юрий Александрович ошибся лишь в возрасте этих вулканических пород. Они оказались более древними — не третичными, а преимущественно позднемезозойскими.
Сложна и противоречива судьба драгоценных металлов в человеческом обществе. С незапамятных времен люди были покорены ими и до сего времени не перестают восхищаться и красотой, и ценнейшими качествами этих металлов. Хотя, наверное, большинству людей природный камешек самородного золота с его простеньким соломенным цветом на первый взгляд может показаться совсем непривлекательным. Но стоит взять такой камешек в руку, как вдруг неожиданно ощущаешь его необычную тяжесть. И это чувство каждый раз застигает человека как-то врасплох.
А вот золото вулканического пояса невозможно подержать в руке. Оно настолько тонко рассеяно в породе, что в большинстве случаев увидеть его простым невооруженным глазом (а нередко и в лупу) не удается. Оно совсем не похоже на то колымское золото, которое уже многие годы добывают на приисках Дальнего Востока. К тому же вулканическое золото еще и низкопробное — содержит треть серебра. И только одно чудесное качество этих золото-серебряных кладов вне конкуренции. Скопления золота в породах вулканических поясов могут достигать нескольких килограммов на тонну руды. Белые жильные породы в этих случаях приобретают зеленоватый цвет, его придает кварцу тонко распыленное золото.
По представлениям современной науки, скопления тонкорассеянного в породе золота образовались примерно так. Вначале бушевали мощнейшие извержения сотен вулканов. То был наиболее бурный период жизни Охотско-Чукотского гиганта. Некоторое понятие о том, как это выглядело, можно получить, посмотрев наши отечественные съемки извержения камчатских вулканов, а также хотя уже и давний, но все же прекрасный фильм французского вулканолога Гаруна Тазиева «Встреча с дьяволом». Фильм был снят в современных вулканических поясах.
Когда бурные вулканические извержения начали понемногу стихать, настало время образования горячих металлоносных растворов. Они зарождались на больших глубинах, поднимались по трещинам в скальных породах к самым верхним слоям земной коры, остывали и отлагали здесь большое количество разнообразных минералов.
Геологи до сих пор доподлинно не знают, как сформировались столь богатые соединениями золота и серебра растворы. Некоторые специалисты даже ставят под сомнение саму возможность их образования. Хотя растворы, обогащенные различными металлами, неоднократно удавалось обнаружить и на поверхности, и в недрах. Одни ученые доказывают, что источник металлов — это магма. Другие полагают, что и магма, и металлоносные растворы образуются под влиянием глубинного рудоносного флюида, состав которого еще плохо изучен. Третьи приводят довольно убедительные доказательства, что металлоносные растворы рождаются из поверхностных вод, насыщающихся сернистыми и другими агрессивными газами в период вулканической деятельности. Затем обогащаются металлами — выщелачивают их из различных пород. И у каждой из этих гипотез немало убедительных фактов, подтверждающих ту точку зрения, которую они отстаивают.
Интересные исследования по изучению металлоносности камчатских горячих источников недавно проведены сотрудниками Института вулканологии (ИВ) и Института вулканической геологии и геохимии (ИВГиГ) Дальневосточного отделения Российской АН. Эти работы позволяют сравнить современные рудообразующие процессы с тем, как происходило рудообразование в Охотско-Чукотском поясе в более древние времена.
Помог геологам один совершенно удивительный случай. Это было зимой 1961-1962 годов в Южной Калифорнии. Там в вулканической провинции с множеством термальных источников пробурили скважину до глубины 1600 метров. Скважина прошла через горизонт перегретых растворов с температурой более 300оС. Состав растворов оказался очень сложным — в основном хлоридно-калиево-натриевый. Откачивали его около трех месяцев. За это время из растворов выпало около восьми тонн минерального осадка. В каждой тонне осадка было обнаружено почти 200 кг меди, 20 кг серебра, 3 кг сурьмы, 5 кг марганца, 3 грамма золота и еще целый ряд других элементов. Словом, богатейшая руда, полученная прямо из природного раствора.
Не из подобных ли растворов сложились золото-серебряные клады Охотско-Чукотского вулканического гиганта? Очень может быть.
Понять, почему золото вулканических поясов в отличие от колымского оказалось таким мелким и невзрачным, нетрудно. Дело в том, что в вулканических районах месторождения формировались близ земной поверхности, процесс шел при резких колебаниях температуры и давления. Насколько важны эти факты, понятно хотя бы из простого школьного опыта выращивания кристаллов поваренной соли. Если выращивать кристалл соли в растворе осторожно и при постоянной температуре, то сравнительно легко вырастить его размером до 5 мм. Но если резко менять температуру среды или взбалтывать раствор, то образуется лишь масса мельчайших кристалликов.
Нечто подобное происходит и с золотинками при отложении золотых руд. Колымское золото выделялось из растворов в трещинах и кавернах пород на километровой глубине, то есть в сравнительно стабильной обстановке. Золото вулканического пояса отлагалось преимущественно на глубине 300-500 метров и нередко в условиях, когда трещины, вмещающие руду, почти вышли из недр на поверхность. Именно это и послужило причиной того, что золото выпадало из растворов в виде мелких частиц.
/>
Охотско-Чукотский вулканический пояс
И золото, и другие рудные минералы отлагаются обычно вместе с большим количеством кремнезема (кварца, халцедона) в виде жил, заполняющих трещины в скальных породах. Со временем эти рудоносные жилы под действием разрушительных горообразующих сил, размываемые ручьями и реками, постепенно выходят на дневную поверхность.
Именно реки размыли, обнажили золотоносные колымские жилы, высвободили золото из породы и создали золотые россыпи. Словом, проделали за человека добрую половину работы по добыче золота. Но почему же реки не сделали то же самое с месторождениями вулканического пояса? Причина в чрезвычайно малых размерах зерен вулканогенного золота. Были бы золотинки покрупнее, при размыве породы они отлагались бы на месте. Но они так малы и легки, что могут даже плыть по воде. Геологи и называют его «плавучим золотом». Реки, протекающие в районах вулканического пояса, довольно часто не обогащают, а уничтожают золоторудные месторождения. Вот и получается, что в старом Колымском районе главная ценность это россыпи, сосредоточенные в осадках речных долин, а в вулканическом поясе коренные месторождения золота и серебра надо искать в районах, сохранившихся от размыва.
В то время, когда в трещинах скальных пород отлагались золото-серебряные руды, в других районах пояса все еще извергались потоки базальтовых лав. Отдельные участки лавы насыщались газами и, застывая, «вскипали» пузырями. Так появились пузыристые, пещеристые базальты. Затем, когда по порам и трещинам остывшего базальта циркулировали горячие растворы, насыщенные минеральными солями, в пустотах этих пузырей и пещерок росли кристаллы горного хрусталя и аметиста, отлагались цветные халцедоны, тонкослоистые узорчатые агаты. Цвет камня нередко определяют самые незначительные примеси-красители. Так, цвет аметиста зависит от тончайших включений соединений железа или серебра. Розовые полосы в агатах чаще всего связаны с примесью марганца, темно-серые и черные — с примесью углерода, графита и других темных минералов.
И вот геолог находит вроде бы обычный, ничем не примечательный серый булыжник. Берет в руку и быстрым, точным движением ударяет по нему своим стальным молотком. Раздается мелодичный звон, и раскрывается пещерка. А из нее, словно свет брызнул, — заиграли неожиданно открывшиеся кристаллы самоцвета. Один разбитый «булыжник» засверкал гранями нежно-фиолетового аметиста, древнего камня-талисмана. Другой поразил тончайшим кружевным узором — он «выткан» из халцедоновых слоев толщиной в тысячные доли миллиметра…
Так открываются месторождения камнецветного сырья, которыми тоже необычайно богаты древние вулканические пояса. Промышленный термин «сырье» по отношению к этим красотам природы явно не подходит. Природа сотворила это чудо сама. Ювелиру осталось только слегка подправить грани и сделать золотую или серебряную оправу камню.
Велик Охотско-Чукотский вулканический пояс, полный всяких чудес, тянется на тысячи километров — от морей Тихого океана до Северного Ледовитого, очерчивая край древнего мезозойского континента. Того, который был здесь десятки миллионов лет назад. Сокровища вулканического пояса безмерны и пока еще так мало познаны.
Список литературы
Белый В. Ф. Геология Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Магадан, 1994.
Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Дрейф континентов в геологической истории Земли. Сб. «Жизнь Земли. Строение и эволюция литосферы». Изд-во Московского университета, 1996.
Уайт Д. Е., Андерсон Е. Т. и Груббс Д. Е. О вероятном рудообразующем магматическом рассоле и метаморфизующихся породах, вскрытых глубокой скважиной в Южной Калифорнии. Сб. «Геохимия современных поствулканических процессов». М., «Мир», 1965.
А. СИДОРОВ, Член-корреспондент Российской АН. Вначале были вулканы.
www.ronl.ru
В У Л К А Н И З М. Т И П Ы В У Л К А Н И Ч Е С К И Х
И З В Е Р Ж Е Н И Й.
I
ВУЛКАНИЗМ.
По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма[1]- процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее
поверхности. На глубине от 50 до 350км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу.
При этих излияниях магмы на поверхность и образуютсявулканы.
Вулканы бывают трех типов:
1)Площадные вулканы.В настоящее время такие вулканы не встречаются, или можно сказать не существуют. Так как эти вулканы приурочены к выходу большого количества лавы на поверхность большой площади; т.е отсюда мы видим, что они существовали на ранних этапах развития земли, когда земная кора была довольно тонкой и на отдельных участках она могла целиком быть расплавленной.
2)Трещинные вулканы.Они проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5.105км2при средней мощности от 1 до 3км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего
излияния. Мощность отдельных потоков была 5-15м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течении многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили названиеплатобазальтовилитраппов.
В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии ( вулкан Лаки ), на Камчатке ( вулкан Толбачинский ), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12км3базальтовой лавы, которая затопила почти 915км2прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км2, около трещины мощность покрова достигала 75м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили названиефреатические.После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3км.
3)Центральный тип.Это самый распространенный тип эффузивного магматизма. Он
сопровождается образованием конусообразных вулканических гор; высота их контролируется гидростатическими силами. Дело в том, что высотаh,на которую способна подняться жидкая лава плотностьюpl,из первичного магматического очага, обусловлена давлением на него твердой литосферы мощностьюHи плотностьюps. Эта зависимость может быть выражена следующим уравнением :
ghps=gHpl
гдеg- ускорение силы тяжести.
(h-H)/H=(ps-pl)/psВыражение <h-H>и есть высота вулканической горы 5h; отношение(ps-pl)/psможно выразить как некий плотностной коэффициентj, тогда 5h=jH. Так как данное уравнение связывает высоту вулкана с мощностью литосферы через некий плотностной коэффициент, который для разных регионов различен, значит высота вулкана в разных районах земного шара различна. Строение вулкана:
Корни вулкана, т.е его первичный магматический очаг располагается на глубине 60-100км вастеносферном[2]слое. В земной коре на глубине 20-30км находится вторичный магматический очаг, который непосредственно и питает вулкан через жерло . Конус вулкана сложен про- дуктами его извержения. На вершине располагается кратер -чашеобразное углубление, которое иногда заполняется водой. Диаметры кратеров могут быть различны, например у Ключевской сопки - 675м, а у известного вулкана Везувий, погубившего Помпею - 568м. После извержения кратер разрушается и образуется впадина с вертикальными стенками -кальдеры. Диаметр некоторых кальдер достигает многих километров, например кальдера вулкана Аниакчан на Аляске равно 10км.
Иногда на склонах вулканов возникаютпаразитические, или побочные кратеры, через жерло которых также может извергаться определенное количество лавы.
При извержении вулкана выделяются продукты вулканической деятельности, которые могут бытьжидкими, газообразными и твердыми.
Газообразные-фумаролы и софиони, играют важную роль в вулканической деятельности. Во время кристаллизации магмы на глубине выделяющиеся газы поднимают давление до критических значений и вызывают взрывы, выбрасывая на поверхность сгустки раскаленной жидкой лавы. Также при извержении вулканов происходит мощное выделение газовых струй, создающих в атмосфере огромные грибовидные облака. Такое газовое облако состоящее из капелек расплавленной (свыше 7000с) пепла и газов, образовавшееся из трещин вулкана Мон-Пеле, в 1902г., уничтожило город Сен-Пьер и 28000 его жителей.
Состав газовых выделений во многом зависит от температуры. Различают следующие типы фумарол:
a)Сухие- температура около 5000с, почти не содержит водяных паров; насыщен хлористыми соединениями.
b)Кислые,илихлористо-водородно-сернистые- температура приблизительно равна 300-4000с.
c)Щелочные,илиаммиачные- температура не больше 1800с.
d)Сернистые,илисольфатары- температура около 1000с, главным образом состоит из водяных паров и сероводорода.
e)Углекислые,илимоферы- температура меньше 1000с,преимущественно углекислый газ.
Жидкие- характеризуются температурами в пределах 600-12000с. Представлена именно лавой.
Вязкость лавы обусловлена ее составом и зависит главным образом от содержания кремнезема или диоксида кремния. При высоком ее значении (более 65%) лавы называюткислыми, они сравнительно легкие, вязкие, малоподвижные, содержат большое количество газов, остывают медленно. Меньшее содержание кремнезема (60-52%) характерно длясреднихлав; они как и кислые более вязкие, но нагреты обычно сильнее (до 1000-12000с) по сравнению с кислыми (800-9000с).Основныелавы содержат менее 52% кремнезема и поэтому более жидкие, подвижные, свободно текут. При их застывании на поверхности образуется корочка, под которой происходит дальнейшее движение жидкости.
Твердыепродукты включают в себявулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и пепел. В момент извержения они вылетают из кратера со скоростью 500-600м/c.
Вулканические бомбы- крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн (во время извержения Везувия в 79г., вулканические бомбы ‘слезы Везувия’ достигали десятков тонн). Они образуются при взрывном извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Вулканические бомбы бывают 2-х категорий:1-ая, возникшие из более вязкой и менее насыщенной газами лавы; они сохраняют правильную форму даже при ударе о землю из-за корочки закаливания, образовавшейся при их остывании.2-ая,формируются из более жидкой лавы, во время полета они приобретают самые причудливые формы, дополнительно усложняющиеся при ударе.Лапилли- сравнительно мелкие обломки шлака величиной 1,5-3см, имеющие разнообразные формы.Вулканический песок- состоит из сравнительно мелких частиц лавы (³ 0,5см). Еще более мелкие обломки, размером от 1мм и менее образуютвулканический пепел, который оседая на склонах вулкана или на некотором расстоянии от него образует вулканический туф.
II
ВУЛКАНЫ В МИРЕ.
В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4тыс. вулканов.
Кдействующимотносят вулканы извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947.
Кпотенциально действующимотносятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт.
Кусловно потухшимвулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет).
Потухшие -вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет. Современные вулканы известны во всех крупных геолого-структурных элементах и геологических районах Земли. Однако распределены они неравномерно. Подавляющее большинство вулканов расположено в экваториальной, тропической и умеренной областях. В полярных областях, за Северным и Южным полярными кругами, отмечены чрезвычайно редкие участки относительно слабой вулканической активности, обычно ограничивающиеся выделением газов.
Наблюдается прямая зависимость между их количеством, и тектонической активностью района: наибольшее количество действующих вулканов в расчете на единицу площади приходится на островные дуги (Камчатка, Курильские острова, Индонезия) и другие горные сооружения (Южная и Северная Америка). Здесь сосредоточены также наиболее активные вулканы мира, характеризующиеся наибольшей частотой извержения. Наименьшая плотность вулканов характерна для океанов и континентальных платформ; здесь они связаны с рифтовыми зонами - узкими и протяженными областями расколов и просадки земной коры (Восточно-Африканская рифтовая система), Срединно-Атлантический хребет.
Установлено, что вулканы приурочены к тектонически-активным поясам, где происходит большинство землятресение.
Области развития вулканов характеризуются сравнительно большой раздробленностью литосферы, аномально высоким тепловым потоком (в 3-4 раза больше фоновых значений), повышенными магнитными аномалиями, возрастанием теплопроводности горных пород с глубиной. К областям ювенильных источников термальных вод тинагейзеров.
Вулканы расположенные на суше, хорошо изучены; для них точно определены даты прошлых извержений, известен характер вылившихся продуктов. Однако большая часть активных вулканических проявлений, по-видимому, происходит в морях и океанах, покрывающих более двух третей поверхности планеты. Изучение этих вулканов и продуктов их извержений затруднены, хотя при мощном извержении этих продуктов может оказаться так много, что сформированный ими вулканический конус показывается из воды, образуя новый остров. Так, например, в Атлантическом океане, южнее Исландии, 14 ноября 1963г., рыбаки заметили поднимающиеся над поверхностью океана клубы дыма, а также вылетающие из под воды камни. Через 10 дней на месте извержения уже образовался остров длиной около 900м, шириной до 650м и высотой до 100м, получивший название Суртсей. Извержение продолжалось более полутора лет и завершилось лишь весной 1965г., образовав новый вулканический остров площадью 2,4км2и высотой 169м над уровнем моря.
Геологические исследования островов показывают, что многие из них имеют вулканическое происхождение. При частой повторяемости извержений, их большой продолжительности и обилии выделяемых продуктов могут создаваться весьма внушительные сооружения. Так, цепочка Гавайских островов вулканического происхождения представляет собой систему конусов высотой 9,0-9,5км (относительно дна Тихого океана), т.е превышающей высоту Эвереста!
Известен случай, когда вулкан вырос не из под воды, как было рассмотрено в предыдущем случае, а из под земли, прямо на глазах у очевидцев. Произошло это в Мексике 20 февраля 1943г.; после многодневных слабых толчков на вспаханном поле появилась трещина и из нее началось выделение газов и пара, извержение пепла и вулканических бомб - сгустков лавы причудливой формы, выброшенных газами и остывших в воздухе. Последующие излияние лавы привели к активному росту вулканического конуса, высота которого в 1946г. достигла уже 500м (вулкан Парикутин).
III
ТИПЫ ИЗВЕРЖЕНИЙ
В зависимости от количеств, соотношения извергаемых вулканических продуктов (газовые, жидкие или твердые) и вязкости лав выделены четыре главных типа извержений:гавайский(эффузивный), стромболианский(смешанный), купольный(экструзивный) и вулканский.
Гавайский- вулканические горы имеют пологие склоны; их конуса сложены слоями остывшей лавы. В кратере действующих гавайских вулканов находится жидкая лава основного состава с очень небольшим содержанием газов. Она бурно кипит в кратере - небольшом озере на вершине вулкана, представляя собой
великолепное зрелище, особенно
ночью. Тусклую красновато-коричневую
поверхность лавового озера периодически
прорывают ослепительные струи лавы,
взлетающие вверх. При извержении
уровень лавового озера начинает спокойно,
почти без толчков и взрывов, подниматься
и доходит до краев кратера, затем лава
переливается через край и, имея весьма жидкую консистенцию, растекается на обширной территории, со скоростью около 30км/ч, на десятки километров. Периодические извержения вулканов Гавайских островов приводят к постепенному увеличению их объема за счет наращивания склонов застывшей лавы. Так, объем вулкана Мауна-Лоа достигает 21.103км3; он больше, чем объем любого из известных вулканов на земном шаре. По гавайскому типу происходит извержение вулканов на островах Самоа в восточной части Африки, на Камчатке и на самих Гавайских островах - Мауна-Лоа и Килауэа.
Эталономстромболианскоготипа является извержение вулкана Стромболи (Липарские острова) в Средиземном море.
Обычно вулканы этого типа - это страто-вулканы и извержения происходящие в них сопровождаются сильными взрывами и подземными толчками, выбросами паров и газов, вулканического пепла, лапиллей. Иногда отмечается излияние лавы на поверхность, но в следствии значительной
вязкости протяженность
потоков бывает небольшой.
Извержения подобного
типа наблюдаются у вулкана
Ицалько в центральной
Америке; у вулкана Михара
в Японии; у ряда вулканов
Камчатки (Ключевской,
Толбачек и других). Схожее
извержение, по последовате-
льности событий и
выделяемым продуктам, но
в более крупных размерах
произошло в 79 году.
Это извержение можно отнести к подтипу стромболианского извержения и назвать его -Везувианский.Извержению вулкана Везувий, отчасти Этны и Вулкано (Средиземное море), предшествовало сильное землятресение. Затем из кратера вырвался расширяющийся кверху столб белого пара. Постепенно
выбрасываемые пепел и обломки
пород придали ‘облаку’ черный
цвет и начали падать на землю
вместе со страшным ливнем.
Излияние лавы было сравнительно
небольшим. Лава имела средний
состав и стекала по склону горы
со скоростью 7км/ч. Основные
разрушения были причинены
землятресением и падающими на
землю вулканическим пеплом и
бомбами, представляющие собой обломки пород и застывшие сгустки лавы. Потоки ливня с пеплом образовали жидкую грязь, с которой были погребены расположенные на склонах Везувия города - Помпея (на юге), Геркуланум (на юго-западе) и Стабия (на юго-востоке).
Длякупольноготипа характерно выжимание и выталкивание вязкой (андезитовой, дацитовой или риолитовой) лавы сильным напором из канала вулкана и образование куполов (Пюи-де-Дом в Оверни, Франция; Центральный Семячик, на Камчатке), криптокуполов (Сева-Синдзан на острове Хоккайдо, Япония) и обелисков (Шивелуч на Камчатке).
Ввулканскомтипе большую роль играют газы, производящие взрывы и выбросы огромных туч, переполненным большим количеством обломков горных пород, лав и пепла. Лавы вязкие, образуют небольшие потоки (Авачинская Сопка и Карымская сопка на Камчатке). Каждый из главных типов извержения разделяют на несколько подтипов ( стромболианский тип, подтип - Везувианский ).
Из них особо выделяютсяПелейский, Кракатау, Маар,которые в той или иной степени являются промежуточными между купольным и вулканским типами.
Пелейскийподтип выделен по извержению вулкана Монтань-Пеле (Лысая гора) весной 1902 года на острове Мартиника в Атлантическом океане. Весной 1902г. гору Монтань-Пеле, которая в течении многих лет считалась потухшим вулканом и на склонах которой вырос город Сен-Пьер, неожиданно потряс мощный взрыв. Первый и последующие взрывы сопровождались появлением трещин на
стенках вулканического
конуса, из которого
вырывались черные
палящие тучи, состоящие
из капелек расплавленной
лавы, раскаленного
(свыше 7000с) пепла и
газов. 8 мая одна из
таких туч устремилась
к югу и в течении
нескольких минут
буквально уничтожила
город Сен-Пьер. Погибло около 28000 жителей; спаслись только те, кто успел отплыть от берега. Не успевшие отшвартовать суда сгорели или были перевернуты, вода в гавани закипела. В городе спасся только один человек, защищенный толстыми стенами городской тюрьмы. Извержение вулкана завершилось лишь в октябре. Чрезвычайно вязкая лава медленно выдавила из вулканического канала пробку высотой 400м, образовавшую уникальный природный обе- лиск. Однако вскоре верхняя часть его откололась по косой трещине; высота оставшейся остроугольной иглы составляла около 270м, но и она под действием процессов выветривания была разрушена уже в 1903 году.
Эталоном типаКракатаувзято извержение одноименного вулкана находящегося между островами Суматра и Ява. 20 мая 1883 года с немецкого военного судна, шедшего зондским проливом ( между островами Ява и Суматра ), увидели громадное пиниеобразное[3]облако, поднимавшееся с группы островов Кракатау. Были отмечены огромная высота облака - около 10-11км, и частые - каждые 10-15 мин взрывы, сопровождавшиеся выбросом пепла на высоту 2-3км. После майского извержения активность вулкана несколько стихла и лишь в середине июля произошло новое мощное извержение. Однако основная катастрофа разыгралась 26 августа. В этот день после полудня на судне ‘Медея’ заметили столб пепла высотой уже 27-33км, а мельчайший вулканический пепел был поднят на высоту 60-80км и в течении 3 лет после извержения находился в верхних слоях атмосферы. Звук взрыва был слышен в Австралии ( за 5тыс. километров от вулкана ), а взрывная волна трижды обежала планету. Даже 4 сентября, т.е через 9 дней после взрыва, самопишущие барометры продолжали отмечать незначительные колебания атмосферного давления. К вечеру на окрестных островах выпал дождь с пеплом. Пепел падал всю ночь; на кораблях, находившихся в Зондском проливе, толщина его слоя достигала 1,5м. К 6 часам утра в проливе разразилась страшная буря - море вышло из берегов, высота волн достигала 30-40м. Волнами были разрушены приближенные города и дороги на островах Ява и Суматра; население ближайших к вулкану островов погибло полностью. Общее число жертв, по официальным данным, достигло 40000.
Мощным вулканическим взрывом на две трети был разрушен главный остров архипелага Кракатау - Раката: в воздух была выброшена часть острова 4´6км2с двумя вулканическими конусами Данан и Пербуатан. На их месте образовался провал, глубина моря в котором достигала 360м. Волна цунами за несколько часов достигла берегов Франции и Панамы, у берегов Южной Америки скорость ее распространения еще составляла 483 км/ч.
Извержения типаМаарпроисходили в прошлые геологические эпохи. Они отличались сильными газовыми взрывами, выбрасывалось значительное количество газообразных и твердых продуктов. Излияние лавы не происходило из-за очень кислого состава магмы, которая в силу своей вязкости закупоривала жерло вулкана и приводила к взрывам. В результате возникали воронки взрыва диаметром от сотен метров до нескольких километров. Эти углубления иногда окружались невысоким валом, образовавшимся из выброшенных продуктов, среди которых встречаются обломки лав.
Похожие натрубки взрыватипа маар -диатмеры. Их расположение известно в Сибири, в Южной Африке и в других местах. Это цилиндрические трубки, вертикально пересекающие пласты и заканчивающиеся воронкообразным расширением. Диатмеры заполнены брекчией - породой с обломками сланцев и песчаников. Брекчии алмазоносны, из них производится промышленная добыча алмазов.
[1]Магматизм -явление, связанные с образованием, изменением состава и движением магмы из недр земли к ее поверхности.
2Астеносферный слой -глубина залегания под океанами 60-400км, а под континентами 120-250км. Это зона замедленного прохождения упругих волн. В этом слое происходит движение плит.
[3]Пиниеобразное облако -столб белого пара расширяющийся к верху - назван автором письма историку Тациту Плинием-младшим, который был свидетелем извержения Везувия в 79г.
superbotanik.net
Охотско-Чукотский вулканический пояс
За свою долгую геологическую историю материки нашей планеты то объединялись в один суперконтинент, то вновь распадались. На рубеже архея и протерозоя (примерно 2,5 млрд. лет назад) было двадцать континентов. В раннем протерозое (2 млрд. лет назад) — тринадцать. Сейчас — шесть материков. Специалисты предполагают, что через 1,5 млрд. лет наши континенты — Евразия, Африка, обе Америки, Австралия, Антарктида — вновь, в пятый раз по счету, сольются в единую Пангею.
Опровергнуть или надежно подтвердить это предсказание мобилистов пока невозможно. Но то, что каждый распад Пангеи сопровождается образованием мощных вулканических поясов, которые проходят по окраинам континентов, наукой, бесспорно, доказано.
Эти мощные вулканические пояса можно и сейчас увидеть в действии. Достаточно поехать, например, на океанское побережье Камчатки и полюбоваться цепочкой красавцев-вулканов, строгие заоблачные вершины которых словно плывут в небе легко и свободно. Это, конечно, лишь первое впечатление. Жители Камчатки не только видят красоту своих вулканов, но и кое-что не понаслышке знают об их крутом нраве. И потому, вероятно, одну из этих вершин, нависшую прямо над Петропавловском-Камчатским, они полу в шутку полу всерьез называют «смерть Петропавловска».
И вместе с тем вулканизм — одно из замечательных свойств нашей планеты. Можно сказать, что это — главнейшее проявление жизни Земли. Существуют несколько достаточно хорошо разработанных гипотез, которые говорят, что именно процессы вулканизма способствовали созданию земной коры, гидросферы и атмосферы. Миллионы лет в подземных и наземных химических лабораториях вулканов шли самые разнообразные, порой почти невероятные реакции. Здесь родились сотни новых веществ. Очень может быть, что именно в вулканах таятся истоки живой материи.
Вулканы делали землю плодородной, давали тепло и сказочные, исцеляющие всякие болезни горячие источники. Вулканы не просто являли людям грозные зрелища, но заставили человека мучительно думать, стараться понять природу этих зрелищ. Так рождались сначала легенды о преисподней с ее серным духом, о мертвой и живой воде, о подземных силах и о многом другом. А затем, по мере того как развивался разум человека, он смог заглянуть в земные недра. Человек осмелел от знаний и даже спустился в огнедышащий кратер. Многое понял, но столкнулся с еще большим числом новых загадок. И стал размышлять над ними. Информация, которую несут вулканы из земных недр, неисчерпаема.
Вулканические пояса активных континентальных окраин — современные, мезозойские, палеозойские и еще более древние — хранят богатейшие клады драгоценных металлов и минералов, которые создавались в эти геологические эры. На разных глубинах и в разных геологических условиях здесь хранятся не только драгоценные металлы, но и ртуть, олово, медь, молибден, разнообразные драгоценные и поделочные цветные камни, а также множество других полезных ископаемых.
Чтобы разузнать про все это, геологам пришлось мысленно воссоздать многомиллионнолетнюю историю вулканических поясов, эпоху за эпохой. Представить снова живыми давно разрушенные временем вулканы, почувствовать их палящий жар. Исследовать адскую кухню — подземную и наземную. Только тогда начали раскрываться тайны и клады гигантов.
Особый интерес представляют давно уснувшие вулканические пояса, глубоко размытые или, наоборот, погребенные под более поздними морскими осадками.
Один из таких вулканических гигантов — Охотско-Чукотский пояс, образовавшийся в позднем мезозое, то есть 90-100 млн. лет назад. Пояс тянется почти три тысячи километров по северному побережью Охотского моря, затем через вершины рек Омолон, Анадырь, Чаун, Амгуэма до самой восточной точки нашей страны на Чукотском полуострове. Он самый крупный во всей плеяде вулканогенов восточной Азии.
Этот гигант, бушевавший десятки миллионов лет на краю мезозойского континента, ныне угас. Горячие источники на Чукотке и по Охотскому побережью — все, что осталось от его огненной мощи. Но хорошо сохранились изверженные в период наибольшей мощи этих вулканов разноцветные лавы и туфы. Коричневые, зеленые, красные туфо-лавовые скалы можно увидеть на первых двухстах километрах знаменитого Колымского шоссе. Город Магадан тоже расположен в пределах вулканического пояса, но на глубоко размытых сооружениях ранних этапов жизни гиганта, когда краски извергаемых им лавовых потоков были однотонными, преимущественно серыми или зеленовато-серыми.
Особое внимание среди развалин вулканического гиганта привлекают ярко раскрашенные горы. Они не просто красивы и интересуют не только людей далеких от геологии, но и специалистов, поскольку те знают, что именно такие породы нередко указывают, что здесь могут быть золото-серебряные и другие месторождения.
За свою многомиллионнолетнюю жизнь Охотско-Чукотский гигант накопил массу сокровищ и тщательно запрятал их. Настолько тщательно, что находить их начали лишь в 60-х годах ХХ века. Одним из первых, кто силой разума почувствовал эти сокровища, был известный российский геолог Юрий Александрович Билибин. Еще в 1933 году в своем рукописном отчете тяжелым геологическим слогом он сделал пророческую запись: «Если припомнить, что эпитермальные месторождения в громадном большинстве случаев (Новая Зеландия, Мексика, США, Япония, Трансильвания и т. д.) связаны именно с третичными эффузивами, что в США эти эффузивы приурочены к более жестким участкам, зажатым между отдельными ветвями верхнемезозойской складчатой зоны, что эти месторождения являются исключительно богатыми по содержанию металла и крупными по общим его запасам, то станет понятым, что палеоценовая эффузивная толща Северо-Востока может привлекать взгляды не только чистого петролога, но также и геолога-поисковика, работающего по золоту».
Научная прозорливость Билибина была столь велика, что он отметил даже районы, в которых спустя почти тридцать лет действительно обнаружили золото-серебряные месторождения. Ныне из них отработаны пока только Карамкен и Агатовское, расположенные вблизи Магадана. Есть все основания думать, что наиболее богатые месторождения еще не найдены. Юрий Александрович ошибся лишь в возрасте этих вулканических пород. Они оказались более древними — не третичными, а преимущественно позднемезозойскими.
Сложна и противоречива судьба драгоценных металлов в человеческом обществе. С незапамятных времен люди были покорены ими и до сего времени не перестают восхищаться и красотой, и ценнейшими качествами этих металлов. Хотя, наверное, большинству людей природный камешек самородного золота с его простеньким соломенным цветом на первый взгляд может показаться совсем непривлекательным. Но стоит взять такой камешек в руку, как вдруг неожиданно ощущаешь его необычную тяжесть. И это чувство каждый раз застигает человека как-то врасплох.
А вот золото вулканического пояса невозможно подержать в руке. Оно настолько тонко рассеяно в породе, что в большинстве случаев увидеть его простым невооруженным глазом (а нередко и в лупу) не удается. Оно совсем не похоже на то колымское золото, которое уже многие годы добывают на приисках Дальнего Востока. К тому же вулканическое золото еще и низкопробное — содержит треть серебра. И только одно чудесное качество этих золото-серебряных кладов вне конкуренции. Скопления золота в породах вулканических поясов могут достигать нескольких килограммов на тонну руды. Белые жильные породы в этих случаях приобретают зеленоватый цвет, его придает кварцу тонко распыленное золото.
По представлениям современной науки, скопления тонкорассеянного в породе золота образовались примерно так. Вначале бушевали мощнейшие извержения сотен вулканов. То был наиболее бурный период жизни Охотско-Чукотского гиганта. Некоторое понятие о том, как это выглядело, можно получить, посмотрев наши отечественные съемки извержения камчатских вулканов, а также хотя уже и давний, но все же прекрасный фильм французского вулканолога Гаруна Тазиева «Встреча с дьяволом». Фильм был снят в современных вулканических поясах.
Когда бурные вулканические извержения начали понемногу стихать, настало время образования горячих металлоносных растворов. Они зарождались на больших глубинах, поднимались по трещинам в скальных породах к самым верхним слоям земной коры, остывали и отлагали здесь большое количество разнообразных минералов.
Геологи до сих пор доподлинно не знают, как сформировались столь богатые соединениями золота и серебра растворы. Некоторые специалисты даже ставят под сомнение саму возможность их образования. Хотя растворы, обогащенные различными металлами, неоднократно удавалось обнаружить и на поверхности, и в недрах. Одни ученые доказывают, что источник металлов — это магма. Другие полагают, что и магма, и металлоносные растворы образуются под влиянием глубинного рудоносного флюида, состав которого еще плохо изучен. Третьи приводят довольно убедительные доказательства, что металлоносные растворы рождаются из поверхностных вод, насыщающихся сернистыми и другими агрессивными газами в период вулканической деятельности. Затем обогащаются металлами — выщелачивают их из различных пород. И у каждой из этих гипотез немало убедительных фактов, подтверждающих ту точку зрения, которую они отстаивают.
Интересные исследования по изучению металлоносности камчатских горячих источников недавно проведены сотрудниками Института вулканологии (ИВ) и Института вулканической геологии и геохимии (ИВГиГ) Дальневосточного отделения Российской АН. Эти работы позволяют сравнить современные рудообразующие процессы с тем, как происходило рудообразование в Охотско-Чукотском поясе в более древние времена.
Помог геологам один совершенно удивительный случай. Это было зимой 1961-1962 годов в Южной Калифорнии. Там в вулканической провинции с множеством термальных источников пробурили скважину до глубины 1600 метров. Скважина прошла через горизонт перегретых растворов с температурой более 300оС. Состав растворов оказался очень сложным — в основном хлоридно-калиево-натриевый. Откачивали его около трех месяцев. За это время из растворов выпало около восьми тонн минерального осадка. В каждой тонне осадка было обнаружено почти 200 кг меди, 20 кг серебра, 3 кг сурьмы, 5 кг марганца, 3 грамма золота и еще целый ряд других элементов. Словом, богатейшая руда, полученная прямо из природного раствора.
Не из подобных ли растворов сложились золото-серебряные клады Охотско-Чукотского вулканического гиганта? Очень может быть.
Понять, почему золото вулканических поясов в отличие от колымского оказалось таким мелким и невзрачным, нетрудно. Дело в том, что в вулканических районах месторождения формировались близ земной поверхности, процесс шел при резких колебаниях температуры и давления. Насколько важны эти факты, понятно хотя бы из простого школьного опыта выращивания кристаллов поваренной соли. Если выращивать кристалл соли в растворе осторожно и при постоянной температуре, то сравнительно легко вырастить его размером до 5 мм. Но если резко менять температуру среды или взбалтывать раствор, то образуется лишь масса мельчайших кристалликов.
Нечто подобное происходит и с золотинками при отложении золотых руд. Колымское золото выделялось из растворов в трещинах и кавернах пород на километровой глубине, то есть в сравнительно стабильной обстановке. Золото вулканического пояса отлагалось преимущественно на глубине 300-500 метров и нередко в условиях, когда трещины, вмещающие руду, почти вышли из недр на поверхность. Именно это и послужило причиной того, что золото выпадало из растворов в виде мелких частиц.
/>
Охотско-Чукотский вулканический пояс
И золото, и другие рудные минералы отлагаются обычно вместе с большим количеством кремнезема (кварца, халцедона) в виде жил, заполняющих трещины в скальных породах. Со временем эти рудоносные жилы под действием разрушительных горообразующих сил, размываемые ручьями и реками, постепенно выходят на дневную поверхность.
Именно реки размыли, обнажили золотоносные колымские жилы, высвободили золото из породы и создали золотые россыпи. Словом, проделали за человека добрую половину работы по добыче золота. Но почему же реки не сделали то же самое с месторождениями вулканического пояса? Причина в чрезвычайно малых размерах зерен вулканогенного золота. Были бы золотинки покрупнее, при размыве породы они отлагались бы на месте. Но они так малы и легки, что могут даже плыть по воде. Геологи и называют его «плавучим золотом». Реки, протекающие в районах вулканического пояса, довольно часто не обогащают, а уничтожают золоторудные месторождения. Вот и получается, что в старом Колымском районе главная ценность это россыпи, сосредоточенные в осадках речных долин, а в вулканическом поясе коренные месторождения золота и серебра надо искать в районах, сохранившихся от размыва.
В то время, когда в трещинах скальных пород отлагались золото-серебряные руды, в других районах пояса все еще извергались потоки базальтовых лав. Отдельные участки лавы насыщались газами и, застывая, «вскипали» пузырями. Так появились пузыристые, пещеристые базальты. Затем, когда по порам и трещинам остывшего базальта циркулировали горячие растворы, насыщенные минеральными солями, в пустотах этих пузырей и пещерок росли кристаллы горного хрусталя и аметиста, отлагались цветные халцедоны, тонкослоистые узорчатые агаты. Цвет камня нередко определяют самые незначительные примеси-красители. Так, цвет аметиста зависит от тончайших включений соединений железа или серебра. Розовые полосы в агатах чаще всего связаны с примесью марганца, темно-серые и черные — с примесью углерода, графита и других темных минералов.
И вот геолог находит вроде бы обычный, ничем не примечательный серый булыжник. Берет в руку и быстрым, точным движением ударяет по нему своим стальным молотком. Раздается мелодичный звон, и раскрывается пещерка. А из нее, словно свет брызнул, — заиграли неожиданно открывшиеся кристаллы самоцвета. Один разбитый «булыжник» засверкал гранями нежно-фиолетового аметиста, древнего камня-талисмана. Другой поразил тончайшим кружевным узором — он «выткан» из халцедоновых слоев толщиной в тысячные доли миллиметра…
Так открываются месторождения камнецветного сырья, которыми тоже необычайно богаты древние вулканические пояса. Промышленный термин «сырье» по отношению к этим красотам природы явно не подходит. Природа сотворила это чудо сама. Ювелиру осталось только слегка подправить грани и сделать золотую или серебряную оправу камню.
Велик Охотско-Чукотский вулканический пояс, полный всяких чудес, тянется на тысячи километров — от морей Тихого океана до Северного Ледовитого, очерчивая край древнего мезозойского континента. Того, который был здесь десятки миллионов лет назад. Сокровища вулканического пояса безмерны и пока еще так мало познаны.
Список литературы
Белый В. Ф. Геология Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Магадан, 1994.
Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Дрейф континентов в геологической истории Земли. Сб. «Жизнь Земли. Строение и эволюция литосферы». Изд-во Московского университета, 1996.
Уайт Д. Е., Андерсон Е. Т. и Груббс Д. Е. О вероятном рудообразующем магматическом рассоле и метаморфизующихся породах, вскрытых глубокой скважиной в Южной Калифорнии. Сб. «Геохимия современных поствулканических процессов». М., «Мир», 1965.
А. СИДОРОВ, Член-корреспондент Российской АН. Вначале были вулканы.
www.ronl.ru
