Белоусов Александр Борисович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
|
содержание |
В главе представлены результаты изучения продуктов маар-формирующих извержений - одного из наиболее распространённых в мире проявлений вулканизма. Впервые установлено влияние климатических факторов на механизм извержения и формирование отложений моногенных вулканов.
Маары - моногенные вулканические постройки особой морфологии, с широким, округлым кратером, окруженным низким, пологим валом выброшенной пирокластики. Кратеры мааров глубоко врезаны в подстилающие отложения (часто до водоносного горизонта) и поэтому, во многих случаях, полностью или частично заполнены водой. Маары широко распространены во многих вулканических районах мира и встречаются как среди полей ареального вулканизма, так и на склонах стратовулканов (кратеры побочных извержений). Вместе с тем, наблюдения процесса маар-формирующих извержений единичны и представлены, в основном, данными по маарам 1973 г. вулкана Тятя (Курилы) и 1977 г. Укинрек (Аляска) (Мархинин и др. 1974; Self et.al. 1980). Поэтому основной источник данных о механизмах и динамике этих извержений - их пирокластические отложения. Установлено, что формирование мааров связано с процессом высокоэксплозивного взаимодействия поднимающейся магмы с подземными водами, поэтому их присутствие является индикатором фреатомагматического механизма извержений (Francis, 1993) .
Дешифрирование аэрофотоснимков и изучение литературных источников позволило автору идентифицировать на территории Камчатки 24 маарa с диаметром кратера более 200 м. Таким образом, маары составляют около 1% от общего количества моногенных вулканических построек полуострова. Диаметр кратеров мааров Камчатки достигает 2 км, но преобладают небольшие маары с диаметром кратера < 0,5 км. Большинство мааров Камчатки имеет голоценовый возраст, и только некоторые, достаточно условно, отнесены к позднему плейстоцену. Маары доголоценового возраста, вероятно, или захоронены под более молодыми вулканогенными отложениями или уничтожены последним оледенением.
Географическое распространение мааров на территории Камчатки, крайне неравномерно (рис. 8), причём концентрация мааров не пропорциональна общему количеству моногенных построек в каждом отдельном районе.Так, практически нет мааров в Срединном хребте Камчатки и в районе Ключевской группы вулканов, где ареальный вулканизм в форме изолированных шлаковых конусов, лавовых потоков и экструзивных куполов проявился очень интенсивно.
Так как для фреатомагматического механизма извержения, кроме магмы, необходимым условием является наличие воды, мы сделали попытку оценить влияние этого фактора на локализацию маар-формирующих извержений Камчатки. В масштабе полуострова, концентрация мааров постепенно возрастает в направлении с севера на юг, достигая максимума на крайнем юге Камчатки. Сопоставление карты распространения плейстоцен-голоценовых вулканитов и карты среднегодового количества атмосферных осадков, показало, что маары сконцентрированы в вулканических районах с наиболее влажным климатом (осадков более 1200 мм/год) (рис. 7). Из этого можно сделать вывод, что во многих вулканических районах Камчатки маары не образуются из-за недостатка воды, необходимой для обеспечения фреатомагматического механизма извержений.
Большинство мааров Камчатки образовалось в низменностях и/или рядом с водоёмами, где подземные воды залегают очень близко к поверхности. Если эруптивная трещина пересекает расчленённый рельеф, маары, как правило, располагаются на гипсометрически наиболее низкорасположенном участке трещины, в то время как на более высоких участках сформировались шлаковые конусы и лавовые потоки. Аналогичная закономерность выявлена для мааров Эйфеля (Lorenz, 1973). Таким образом, для формирования маара необходимо, чтобы обильный водоносный горизонт располагался достаточно близко к поверхности (менее первых сотен метров). При более глубоком залегании водоносного горизонта, взрывного взаимодействия магмы с водой не происходит, так как высокое лито-гидростатическое давление подавляет эксплозивный процесс.
Большинство мааров Камчатки образовалось при извержениях основных магм, но встречаются маары, образованные кислыми магмами (до риолитов). Максимальная толщина пирокластических отложений мааров достигает нескольких десятков метров. Отложения мааров (нами изучены Крокур, Дальнее озеро и Чаша), в целом, однотипны, и представлены чередованием слоёв тефры и базисных пирокластических волн (каждый толщиной до нескольких десятков см). Отложения часто содержат аккреционные лапилли - свидетельство конденсации больших количеств водяного пара в эруптивном облаке. Формирование каждого маара происходило в ходе одного извержения, состоявшего из серии (десятки-сотни) отдельных, следовавших один за другим, взрывов. Это отражает очень неустойчивый, пульсирующий характер эруптивного процесса при взаимодействии магмы с водой.
Отложения состоят из смеси обломков ювенильного (свежая магма) и резургентного материала (раздробленные породы основания, образованные при формировании кратерной воронки маара). Ювенильный материал каждого извержения имеет относительно низкое среднее значение степени вспененности (большой объёмный вес пирокластических частиц) и широкое полимодальное распределение значений вспененности по сравнению с продуктами чисто магматических извержений. Это говорит о закалке магмы водой на различных стадиях выделения летучих (прерванное вспенивание магмы) и, наряду с блоковой морфологией большинства пирокластических частиц, свидетельствует о доминировании фреатомагматического механизма при формировании мааров Камчатки. В некоторых случаях, в верхней части разреза отложений наблюдается резкое увеличение степени вспененности ювенильного материала, что связано с прекращением доступа воды к магматическому каналу в конце маар-формирующих извержений и переходом механизма фрагментации магмы от фреатомагматического к магматическому.
|
