Menu

Периодичность вулканизма при формировании структур

Большая теплоемкость планеты обеспечивает периодичность вулканизма, выраженную цикличностью излияний в сужающихся телескопированных рифтах с деструктивной рамой (молодые океаны — срединно-океанические хребты) и в телескопированных сужающихся кольцевых структурах с конструктивным геосинклинально-орогенным развитием (островные дуги Тихого океана -окраинно-континентальные орогены).

Периодичность вулканической деятельности и изменение химического состава ее продуктов проявляются различно в разных структурных условиях. На этом основано представление о вулканических циклах, являющихся частью тектоно-магматических циклов.

Цикличность — это поступательный процесс, заключающийся в смене конструктивных и деструктивных этапов формирования рамы вулканических поясов, обусловленный пульсационной природой выделения энергии.

Под конструктивными процессами понимается образование структур под влиянием притока энергии (вулканизм и горообразование). Деструктивные процессы — это обрушения, возникающие после формирования энергонасыщенных структур и предшествующие новому поступлению энергии при возобновлении вулканизма и структурообразования. Деструктивные процессы налагаются во времени и пространстве на конструктивные.

Следует рассмотреть несколько схем тектоно-магматических процессов, с которыми связано формирование вулканических структур разных масштабов при необратимом тектоническом развитии.

Геосинклиналь — ороген — платформа — в целом это конструктивный процесс, приводящий к формированию платформенной структуры, при создании которой поглощается много энергии. Однако в самом геосинклинально-орогенном процессе происходила многократная смена конструктивных и деструктивных этапов, создавших соответственно структуры конструктивные (вулкано-тек-тонические Кордильеры островных дуг, орогенные поднятия, вулканы, купола и др.) и деструктивные (геосинклинальные троги, грабены, вулкано-тектонические депрессии, кальдеры обрушения и др.)- Наиболее крупные структурообразующие циклы обычно сопровождались магматизмом соответствующего масштаба.

Конечным этапом конструктивного развития структуры платформы является образование площадных базальтовых и долеритовых покровов, которые служат предпосылкой для деструктивного обрушения и образования талассократона — опущенной платформы, залитой океаном.

Процессы обрушения предшествуют регенерации геосинклиналей, активизации земной коры в подвижных геосинклинально-орогенных поясах и на континентальных платформах, а также являются началом развития сужающейся системы телескопирован-ных рифтов, образовавшихся в пределах молодых океанов в течение мезо-кайнозоя.

Объем вулканических излияний основного состава, сопровождающих подводный орогенез, уменьшается, и в завершающий этап каждой стадии рифтогенеза образуются щитовые вулканы и субвулканические тела.

В заключительный этап орогенеза образуются срединно-океанические хребты океанических эпиплатформенных орогенов. В вулканическом цикле это выражается в формировании вулканических аппаратов, сложенных щелочными базальтами и серией дифференцированных лав, представленных на островах Исландии и в других районах.

Острова Атлантического океана континентального типа (Шпицберген, Ян-Майен, Земля Франца Иосифа, Канарские, Зеленого Мыса, Фолклендские) частично сложены долеритовыми базальтами верхнемелового — эоценового возраста, а также излияниями молодых вулканов. Отсутствие гипербазитов со следами сильных дислокаций свидетельствует о том, что эти «платформенные глыбы» не входили в орогенный пояс верхнемелового — палеогенового времени.

Океанологические исследования и изучение образцов горных пород с гребней и склонов срединных хребтов Индийского и Атлантического океанов позволяют установить два отчетливо обособленных этапа вулканизма этих океанических орогенов (Чернышева, 1970).

Ранний этап (цикл) вулканизма представлен зеленокаменноиз-мененными интрузивными и эффузивными породами основного состава, находящимися в парагенетической ассоциации с серпен-тинизированными ультраосновными породами, сходными с гипер-базитами геосинклинально-орогенного пояса. Наряду с этим в Индийском срединно-океаническом хребте известны дифференцированные интрузии ультраосновных пород, типичные для активизированных платформенных областей. Для пород раннего этапа характерен региональный метаморфизм с образованием зеленокаменных пород и проявлением мощных деформаций с тектоническими брекчиями, милонитизацией и другими признаками орогенеза.

Поздний этап (цикл) вулканизма в Срединно-Атлантическом хребте представлен отчетливо обособленными во времени молодыми подводными излияниями толеитовых базальтов, а в Индийском срединно-океаническом хребте — это шаровые базальтовые лавы с низким содержанием калия, свежим оливином и плагиоклазом.

Эти два этапа (цикла) вулканизма, разделенные тектонической фазой с региональным метаморфизмом, сопровождавшей орогенез на талассократоне, могут быть сопоставлены с соответствующими вулканическими циклами в геосинклинально-орогенных областях. Гипербазитовый пояс геосинклинальных орогенов имеет позднеме-ловой — палеогеновый возраст.

В конце неогена в связи с пульсационными этапами геосинклинального вулканизма происходило несколько фаз вулканической деятельности на фоне крупных тектонических движений. Пояс зеленых туфов миоцена четко обособлен от верхнеплиоценовых — древнечетвертичных излияний базальтов.

Четвертичный геосинклинально-орогенный вулканизм начинается ареальными излияниями андезито-базальтов и образованием генетического ряда щитовых вулканов и конусовидных стратовул-канов с изменением состава лав от основных к кислым. Широко развиты туфы и игнимбриты.

Пока еще невозможно детально расчленить вулканические циклы океанического орогенеза. Если гипербазитовый комплекс по аналогии с геосинклинально-орогенным считать верхнемеловым— палеогеновым, то в стратиграфической колонке не остается места для свежих шаровых базальтовых лав, по данным П. Л. Безрукова (1966), имеющих возраст 60—70 млн. лет, т. е. тоже поздне-меловой—палеогеновый.

По всей вероятности, молодые неизмененные базальты в значительной части являются четвертичными и принадлежат формации молодых лав вулканов, ныне продолжающих деятельность на островах срединно-океанических хребтов. Дальнейшие исследования должны выявить на дне океанов вулканические породы неогенового возраста и восстановить этапы неоген-четвертичного вулканического цикла в соответствующих границах телескопированных рифтов.

В развитии структуры платформа—океан также заложена смена конструктивных и деструктивных этапов, выражающихся в цикличности вулканизма.

Вулканизм, сопровождающий конструктивный процесс обширного сводообразования на опущенной платформе, сменяется обрушением (деструкцией) во все более узких рамах телескопированных грабенов. В соответствии с вулкано-тектонической гипотезой продолжение развития этих структур завершается поднятием срединно-океанических хребтов с рифтовыми долинами. Этот процесс протекает направленно как орогенез океанических платформ. Параллельно развивается орогенез поднятых платформ, сопровождающийся рифтообразованием и деструкцией вулкано-тектонических поднятий, имеющих также циклическое развитие.

Нет возможности проанализировать древнюю историю вулканических циклов платформ и геосинклинальных областей, да это и не входит в нашу задачу.

Платформенные трапповые формации широко распространились уже начиная с позднего протерозоя. Вероятно, и в более ранние времена происходили крупные платформенные обрушения (Umbruch, по Штилле, 1943). Ближайшие к нашему времени крупные обрушения начались с распада Гондваны и Лавразии и продолжались до палеогена.

Знаменательно, что герцинским циклом магматизма и складчатости, широко проявившимся в Атлантической области земного шара, закончилась консолидация Гондваны; мезозойский геосинклинальный цикл в этом районе не выражен с той полнотой и мощностью, с какой он проявился в обрамлении Тихоокеанского кольца.

Энергетически соразмерные вулкано-тектонические циклы могут быть выявлены как в развитии мезо-кайнозойских геосинклинально-орогенных поясов, так и в охватывающем тот же отрезок времени формировании телескопированных рифтовых систем, сопровождающемся вулканизмом. На континентах в это время энергетические процессы обусловили формирование глыбовых гор и рифтогенез.

Наиболее изучен геосинклинальный тектоно-магматический цикл; в его пределах происходит изменение состава вулканических излияний от основного на ранних стадиях, к кислому на более поздних.

Геосинклинальный вулканический цикл разделяется фазами складчатости на ряд этапов с регрессивным осадкообразованием и изменением состава лав до кислых в моменты наиболее сильного поднятия, сопровождаемые также интрузиями.

Следует отметить, что выделение тектонических фаз в эволюции геосинклинальной области является весьма условным, так как для всего периода ее формирования и замыкания свойственны непрерывные мощные тектонические движения. Они формируют антиклинальные поднятия, поставляющие обломочный материал, и прогибы, в которых этот материал накапливается, образуя мощные осадочные толщи, а также сопровождаются интенсивной вулканической деятельностью.

Выделение тектонических фаз на основании тектонических не согласий и вулканической деятельности характеризует лишь отдельные этапы структурной перестройки геосинклинальной области. Эти фазы не знаменуются определенными тектоническими нарушениями для всей геосинклинальной области: в одних ее районах они сопровождаются складчатостью, в других — тектоническими поднятиями и вулканизмом.

Цикличность вулканизма накладывает отпечаток на формирование вулканических структур и позволяет выделить общий генетический ряд структур: лавовые плато— щитовые вулканы — кальдеры обрушения — стратовулканы андезито-базальтового и более кислых типов — кальдеры взрыва — купола и кольцевые интрузии крайне кислых типов пород.

В таком гомодромном вулканическом цикле (изменение химического состава пород от основных к кислым) по мере завершения цикла в орогенезе уменьшаются размеры вулкано-тектонических структур (формирование телескопированных кальдер) вулканизм постепенно отмирает.

Однако в связи с изменением положения глубины вулканических очагов и длительными перерывами в излияниях химический состав пород в пределах цикла изменяется в ряде случаев от кислых к основным — антидромный цикл.

Цикличность вулканизма коррелируется с геологическими и геоморфологическими циклами. Вулканические циклы и фазы тесно связаны с движениями земной коры, следующими после периодов покоя, во время которых происходит выравнивание рельефа. Выровненные поверхности, образованные после окончания складчатых движений и поднятий, перед новым этапом тектонических движений имеют большое структурообразующее значение в формировании покровов площадных излияний. Площадным базальтовым излияниям, начинающим вулканический цикл, предшествует перерыв в осадкообразовании с образованием коры выветривания.

Таким образом, вулканическая деятельность сопровождает регрессивный цикл осадкообразования при развитии рельефа, в то время как трансгрессивный цикл сопутствует завершению вулканизма и погружению области. Развитие вулканизма на континентальных платформах, испытавших площадные излияния и в дальнейшем не захваченных платформенными обрушениями, шло по пути рифтового вулканизма, при котором базальтовые излияния на этапах предрифтовых сводовых поднятий сменялись излияниями щелочных и ультращелочных лав в рифтовых структурах. В эпикон-тинентальных орогенах происходило отмирание рифтогенеза и вулканизм закончился излияниями лавы из небольших вулканов на эрозионном рельефе в связи с новейшими структурными поднятиями.

Вулканический цикл — это прерывисто развивающийся процесс различной продолжительности, осложненный более мелкими фазами вулканизма, соответствующими разным тектоническим фазам в эволюции геосинклинальных областей. На вулканический цикл, усложняя его, накладывается дифференциация магмы в вулканических очагах, определяющая периодичность вулканической деятельности отдельных вулканов. Эти вулканические этапы (продолжительностью 7—15 лет) очень малы по сравнению с фазами (миллионы лет), циклами вулканизма (десятки миллионов лет) и мегациклами (сотни миллионов лет).

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5075 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8272 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5066 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Глава 7. Группы рудных минералов

ГЛАВА 7. ГРУППЫ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ ПО ФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭТАЛОННЫХ МИНЕРАЛОВ. ТАБЛИЦЫ-ОПРЕДЕЛИТЕЛИ. СТАНДАРТНЫЕ СХЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ  РУДНОГО МИНЕРАЛА И АНШЛИФА   Из большого числа рудных минералов можно выделить характерные соединения трех типов: самородные элементы...

03-03-2011 Просмотров:14112 Рудная минераграфия

Конструкции окон и дверей

Окна должны обеспечивать достаточную освещенность помещений дневным светом и их вентиляцию. Заполнения окон и дверей должны обладать достаточной тепло-, влаго- и звукоизоляцией. Общие теплопотери через окна и балконные двери составляют...

31-03-2010 Просмотров:6526 Эксплуатация жилых зданий

Расчет поршневого кольца

Поршневые кольца делают из чугуна или стали. Наибольшее распространение получили чугунные кольца, изготовленные методом индивидуальной отливки или из маслот. Последующей механической и термической обработкой колец имеют целью придать кольцам такую...

25-08-2013 Просмотров:8215 Основы конструирования автотракторных двигателей