Пирокластические породы (полученные от греческого: πῦρ , что означает огонь, а также κλαστός , смысл сломана) являются обломочные породы , состоящие из обломков пород , произведенных и выброшенных взрывных вулканических извержений. Отдельные фрагменты горных пород известны как пирокласты . Пирокластические породы представляют собой тип вулканических отложений, которые состоят преимущественно из вулканических частиц. [1] [2] «Фреатические» пирокластические отложения представляют собой разновидность пирокластических пород, которые образуются в результате вулканических паровых взрывов и полностью состоят из случайных обломков. «Фреатомагматические» пирокластические отложения образуются в результате взрывного взаимодействия магмы сгрунтовые воды . [3]
Неконсолидированные скопления пирокластов описываются как тефра . Тефра может стать литифицированной до пирокластической породы в результате цементации или химических реакций в результате прохождения горячих газов ( фумарольные изменения) или грунтовых вод (например, гидротермальные изменения и диагенез ) и захоронения, или, если она размещена при температурах настолько высоких, что мягкие стекловидные пирокласты слипаются в точках контакта и деформируются: это называется сваркой . [4]
Одним из самых впечатляющих типов пирокластических отложений является игнимбрит , который представляет собой отложение плотного пемзового пирокластического потока плотного прилегания к земле (быстро текущей горячей взвеси пирокластов в газе). Игнимбриты могут быть рыхлыми отложениями или твердыми породами, и они могут похоронить целые ландшафты. Отдельный игнимбрит может превышать 1000 км 3 в объеме, может покрывать 20 000 км 3 суши и может превышать 1 км в толщине, например, там, где он находится внутри вулканической кальдеры.
Классификация
Пирокласты включают ювенильные пирокласты, полученные из охлажденной магмы, смешанные с случайными пирокластами, которые являются фрагментами вмещающих пород . Пирокласты разных размеров классифицируются (от самых маленьких до самых больших) как вулканический пепел , лапилли или вулканические блоки (или, если они демонстрируют доказательства того, что они были горячими и расплавленными во время размещения, вулканическими бомбами ). Все они считаются пирокластическими, потому что они были сформированы (фрагментированы) в результате вулканического взрыва, например, во время взрывной декомпрессии, сдвига, термической декрепитации или истирания и абразии в вулканическом канале, вулканической струе или токе пирокластической плотности. [5]
Размер обломков | Пирокласт | В основном неконсолидированные (тефра) | В основном консолидированные: пирокластические породы |
---|---|---|---|
> 64 мм | блочная (угловая) бомба (в случае флюидальной формы) | блоки; агломерат | пирокластическая брекчия; агломерат |
<64 мм | лапиллус | лапилли | лапиллистон (лапилли-туф - это то место, где лапилли поддерживаются в матрице туфа) |
<2 мм | грубая зола | грубая зола | грубый туф |
<0,063 мм | мелкий ясень | мелкий ясень | тонкий туф |
Пирокласты переносятся двумя основными путями: в шлейфах атмосферных извержений, из которых пирокласты оседают, образуя покрывающие рельеф слои пирокластических падений , и с помощью токов пирокластической плотности (PDC) (включая пирокластические потоки и пирокластические нагоны ) [6], из которых возникают пирокласты. отложились в виде отложений токов пирокластической плотности, которые имеют тенденцию к утолщению и укрупнению в долинах и тонкому и тонкому слою на высотах рельефа.
Во время плинианских извержений , пемза и золы образуются при вспенивании кремниевой магмы фрагментируется в вулканическом канале, из - за быстрый сдвиг обусловлен декомпрессией и ростом микроскопических пузырьков. Затем пирокласты увлекаются горячими газами, образуя сверхзвуковую струю, которая выходит из вулкана, смешивает и нагревает холодный атмосферный воздух, образуя энергично плавучую колонну извержения, которая поднимается на несколько километров в стратосферу и создает опасность для авиации . [7] Частицы падают из атмосферных шлейфов извержения и накапливаются слоями на земле, которые описываются как отложения радиоактивных осадков. [8]
Токи пирокластической плотности возникают, когда смесь горячих пирокластов и газов более плотная, чем атмосфера, и поэтому вместо того, чтобы всплывать, она распространяется по ландшафту. Они представляют собой одну из величайших опасностей вулкана и могут быть либо «полностью разбавленными» (разбавленные, турбулентные облака пепла, вплоть до их нижних уровней), либо «основанными на гранулированной жидкости» (нижние уровни которых содержат концентрированную дисперсию взаимодействующие пирокласты и частично захваченный газ). [9] Первый тип иногда называют пирокластическими нагонами (даже если они могут быть устойчивыми, а не «пульсирующими»), а нижние части второго иногда называют пирокластическими потоками (они также могут быть устойчивыми и квазистационарными или пульсирующими). По мере движения потоки пирокластической плотности осаждают частицы на земле и увлекают холодный атмосферный воздух, который затем нагревается и термически расширяется. [10] Когда плотность тока становится достаточно разреженной, чтобы взлететь, он поднимается в атмосферу в виде «шлейфа феникса» [11] (или «шлейфа совместного PDC»). [12] Эти шлейфы феникса обычно осаждают тонкие слои пеплопада, которые могут содержать небольшие гранулы агрегированной мелкой золы. [13]
Гавайские извержения, такие как извержения в Килауэа, производят направленную вверх струю горячих капель и сгустков магмы, взвешенных в газе; это называется лавовым фонтаном [14] или «огненным фонтаном». [15] Если при приземлении они будут достаточно горячими и жидкими, горячие капли и сгустки магмы могут агглютинировать с образованием «брызг» («агглютината») или полностью слиться с образованием кластогенного потока лавы . [14] [15]
Смотрите также
- Диоксид кремния
- Гиалокластит - вулканическое скопление или брекчия.
- Пеперит - осадочная порода, содержащая фрагменты более молодого магматического материала.
- Scoria - Темная пузырчатая вулканическая порода
Рекомендации
- ^ Фишер, Ричард В. (1961). «Предлагаемая классификация вулканокластических отложений и горных пород». Бюллетень Геологического общества Америки . 72 (9): 1409. Bibcode : 1961GSAB ... 72.1409F . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1961) 72 [1409: PCOVSA] 2.0.CO; 2 .
- ^ Фишер, Ричард V .; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer-Verlag. ISBN 3540127569.
- ^ Фишер 1961 , стр. 1409.
- ^ Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Springer. п. 138. ISBN 9783540436508.
- ^ Heiken, Г. и Wohletz, К., 1985 вулканический пепел , Калифорнийского университет Press ;, стр. 246.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 73.
- ^ Schmincke 2003 , стр. 155-176.
- ^ Fisher, Schmincke & 19084 , стр. 8.
- ^ Бреард, Эрик CP; Любэ, Герт (январь 2017). «Внутри пирокластических токов плотности - раскрытие загадочной структуры потока и поведения переноса в крупномасштабных экспериментах». Письма о Земле и планетологии . 458 : 22–36. Bibcode : 2017E & PSL.458 ... 22B . DOI : 10.1016 / j.epsl.2016.10.016 .
- ^ Schmincke 2004 , стр. 177-208.
- ^ Сульпицио, Роберто; Деллино, Пьерфранческо (2008). «Глава 2 Седиментология, механизмы осадконакопления и пульсирующее поведение токов пирокластической плотности». События в вулканологии . 10 : 57–96. DOI : 10.1016 / S1871-644X (07) 00002-2 . ISBN 9780444531650.
- ^ Engwell, S .; Эйченн, Дж. (2016). «Вклад мелкой золы в атмосферу от шлейфов, связанных с течениями пирокластической плотности» (PDF) . Вулканический пепел : 67–85. DOI : 10.1016 / B978-0-08-100405-0.00007-0 . ISBN 9780081004050.
- ^ Коломбье, Матье; Мюллер, Себастьян Б .; Кюпперс, Ульрих; Шой, Беттина; Дельмель, Пьер; Чимарелли, Коррадо; Кронин, Шейн Дж .; Браун, Ричард Дж .; Тост, Мануэла; Дингвелл, Дональд Б. (июль 2019 г.). «Разнообразие концентраций растворимых солей в агрегатах вулканического пепла от различных типов извержений и отложений» (PDF) . Вестник вулканологии . 81 (7): 39. Bibcode : 2019BVol ... 81 ... 39C . DOI : 10.1007 / s00445-019-1302-0 . S2CID 195240304 .
- ^ а б Macdonald, Gordon A .; Abbott, Agatin T .; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Гавайский университет Press. С. 6, 9, 96–97. ISBN 0824808320.
- ^ а б Аллаби, Майкл, изд. (2013). «Огненный фонтан». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065.
Другое чтение
- Блатт, Харви и Роберт Дж. Трейси (1996) Петрология: магматические, осадочные и метаморфические , WHW Freeman & Company; 2-е изд., С. 26–29; ISBN 0-7167-2438-3
- Бранни М.Дж., Браун Р.Дж. и Колдер Э. (2020) Пирокластические породы. В: Элиас С. и Олдертон Д. (ред.) Энциклопедия геологии. 2-е издание. Эльзевир. ISBN 9780081029084