reforef.ru 1

Влияние внешней среды на формирование базальтовых
вулканитов Исландии

А. Р. Гептнер


Геологический институт РАН, Москва, remheptner@mtu-net.ru
Исследования, проведенные в Исландии, показывают, что физико-географическая среда является одним из тех факторов, которые определяют основные особенности динамических форм накопления не только вулканогенно-осадочных, но и вулканогенных отложений, формирующихся на поверхности земли. Влияние внешней среды сказывается не только на строении и условиях залегания отложений, но также и на формировании различных структурно-текстурных и петрографических типов вулканогенных пород.

По способу извержения вулканогенные отложения разделяются на эффузивные и эксплозивные образования. Однако смена эффузий эксплозиями и наоборот нередко оказывается связанной только с изменением внешних условий извержения. Среди эффузивных и эксплозивных образований по способу образования и накопления могут быть выделены две генетически резко различные группы отложений, одна из которых формируются на суше, а другая  в воде.

Некоторые типы базальтовых вулканогенных отложений, образовавшихся в различных физико-географических условиях, отличаются по ряду признаков, которые с успехом могут быть использованы для восстановления основных черт палеогеографии древних вулканических районов суши.

Наиболее отчетливо влияние внешней среды проявилось во время плейстоценовых оледенений, когда бульшая часть Исландии была покрыта мощной толщей льда. Для этих интервалов характерно образование мощных толщ, состоящих из парагенетически связанных субаэральных и субаквальных лав, отложений субаэральных и субаквальных лавовых фонтанов и гидроэксплозий, синхронных извержениям склоновых, селевых и озерных образований. Среди лав, изливавшихся в долины рек и на прибрежные морские равнины, широко развиты отложения фреатических эксплозий.

Лавовые потоки и покровы. Жидкие и подвижные базальтовые лавы от места извержения растекались на огромные расстояния (более чем 130 км). В этом случае влияние типа извержения (центральное или трещинное) и морфологии вулканической постройки на характер распространения, особенностей текстур и мощности лавовых накоплений не сказывается. Форма лавовых покровов и некоторые особенности их строения зависят главным образом от характера рельефа, наличия или отсутствия на пути лавового потока рек, озер, ледниковых покровов, положения уровня грунтовых вод в тех отложениях, на которые он ложится, и некоторых других факторов.


Характерной особенностью базальтов, излившихся в субаэральной обстановке, является сочетание нескольких типов текстур в одном потоке. Помимо шлаковых зон в подошве и кровле, бульшая нижняя часть потока обычно имеет крупнопризматическую отдельность, ориентированную перпендикулярно к подошве. Вверх по четкой границе она сменяется мелкопризматической столбчатостью, перпендикулярной к плоскости ограничения, наклонной или прихотливо изогнутой (такой тип столбчатости в Исландии назван куббаберг) (Рис. 1). Выше лава становиться плотной или пористой. Вверх мелкопризматическая отдельность сменяется плитчатой лавой, представляющей собой пологоволнистую кровлю лавового потока типа пахоэхоэ.

Сочетание таких типов столбчатости возникает, видимо, в результате неравномерного по вертикали остывания лавового потока. Одной из причин этого может быть перекрытие излившейся лавы водными потоками. Ориентированная перпендикулярно к основанию столбчатость возникла в уже неподвижном лавовом потоке, а наклонная или изогнутая мелкопризматическая столбчатость указывает на небольшие подвижки в верхней части уже остановившегося, но еще не застывшего лавового покрова.

Мощные пачки монолитных лав, в которых отсутствуют потоки с разными типами столбчатости по вертикали, могут свидетельствовать о большой скорости накопления, при которой последующие порции излившейся лавы способствовали равномерному остыванию погребенных потоков.

Отложения лавовых фонтанов. По составу пород и условиям залегания отложения лавовых фонтанов распадаются на два типа: субаэральных лавовых фонтанов и субаквальной лавовой грануляции и пульверизации расплавленного материала.

Отложения субаэральных лавовых фонтанов генетически и пространственно связаны с субаэральными лавовыми потоками и отложениями пеплопадов. Продукты лавового фонтанирования обладают рядом характерных черт, позволяющих распознать их в ископаемом состоянии и отличить от образований другого происхождения. Для отложений субаэральных лавовых фонтанов, возникающих при извержении особенно жидких порций лавы, характерно наличие большого количества шаровых бомб (Рис. 2).


Особенности состава и строения отложений подводной грануляции и пульверизации расплава (подводного лавового фонтанирования) определяются главным образом большой скоростью вспрыскивания магмы в воду. В результате подобной подводной вулканической деятельности возникают мощные и протяженные толщи разнообразной гиалокластики генетически и пространственно связанные с подушечными лавами. Пульверизационные гиалокластиты характерны для участков бассейнов с относительно небольшой глубиной (не превышающей первые 100 м).

При субаэральном лавовом фонтанировании и подводной пульверизации расплава происходит образование шаровых и неправильной формы тел, но по своему строению они четко отличаются друг от друга. Субаквальные образования гранулированной лавы всегда окутаны сидеромелановой коркой закала, которая отсутствует у субаэральных шаровых бомб (Рис. 3). Субаквальные образования во внутренних частях сложены плотной лавой, тогда как для субаэральных шарообразных бомб характерна большая пористость центральных, а иногда и периферических частей. В подводной обстановке шары образуются без участия ксенолитов, как это обычно имеет место при субаэральном лавовом фонтанировании.

Гидроэксплозии и фреатические извержения на лавовом потоке. В составе вулканокластического материала можно различать отложения гидроэксплозивных извержений, происходивших в бассейне, и отложения вторичных эксплозий на лавовом потоке (фреатические извержения на лавовом потоке). Гидроэксплозии характерны не только для морских (шельфовых), но и для интрагляциальных извержений. Образующийся эксплозивный материал легко отличается от тефры субаэральных извержений по составу, так как он состоит преимущественно из вспененного сидеромеланового (закалочного) стекла. Нередко лавовые фонтаны и насыпные конусы возникают при фреатических извержениях на лавовом потоке в результате интенсивного парообразования в подстилающих его породах.

В отличие от наземного подводный базальтовый вулканизм при извержении на мелководье является источником большого количества рыхлого стекловатого материала. Это  гидроэксплозивная тефра и импульверизационные гиалокластиты. Главный фактор распространения базальтовой гиалокластики на большое расстояние  это перенос ее водными течениями.

Рис. 1. Куббаберг  крупнопризматическая отдельность в верхней части лавового потока.
Рис. 2. Характерный тип бомб субаэральных лавовых фонтанов.
Рис. 3. Гиалокластиты подводной пульверизации расплава. Черная оторочка на крупном фрагменте и мелкие черные обломки  сидеромелановое закалочное стекло.