Геологическое Картирование Лекции

Палеовулканологические исследования

Определение кровли и подошвы

Определить кровлю и подошву пластов вулканогенных образований можно по ряду признаков: по неоднородности строения лавовых потоков (рис. 5.18) и субвулканических силлов; по скоплениям миндалин и характеру их заполнения (рис. 5.19); по неоднородности строения пирокластических пластов.

Рис. 5.18. Принципиальная схема строения лавового потока, залегающего в толще осадочных пород (I) и силла (II) в разрезе.

1 – глыбово-шлаковая лавовая корка; 2 – пузыристая лава; 3 – слабо раскристаллизованные (эффузивная и интрузивная) породы; 4 – вулканическое стекло; 5 – зоны обжига во вмещающих породах и реакционные каёмки по ограничениям ксенолитов (К); 6 – конгломерат; 7 – вмещающие осадочные породы; а – апофизы.

● Лавовый поток имеет волнистую, пузырчатую поверхность, иногда растрескавшуюся или с обломками. Обломки лавы могут встречаться в покрывающих породах. У потока застывшей лавы, находящейся в составе осадочных или вулканогенных образований, зона закалки отмечается только у подошвы. К тому же, в верхней части потока часто присутствуют зоны, насыщенные порами или миндалинами, и обломки верхней корки потока, что позволяет определить кровлю и подошву потока. В массивных лавовых потоках большой мощности может быть зональность в степени раскристаллизации – в нижней и центральной части породы будут раскристаллизованы, а в верхней части – стекловатые.

● Наиболее надёжными признаками, указывающими на принадлежность пород к интрузивной залежи, служат контактовые изменения во вмещающих породах у кровли и у подошвы интрузивного тела (причём у кровли она больше, чем в подошве) и оторочка закала (зона закалки), а также присутствие тонких жилок и ответвлений (апофиз) в породах кровли.

● В подушечных лавах выпуклая часть «подушек» обращена к кровле, а вогнутая или плоская – к подошве.

Рис. 5.19. Схема неполных миндалин как показателей направлений кровли и подошвы в потоках лавы,

по Р.Шроку (1950).

а – миндалины в субгоризонтально залегающем лавовом потоке;

б – миндалины в наклонённом потоке, выполнение миндалины завершено до наклона, угол наклона плоскости полусферы соответствует углу наклона потока;

в – сложная миндалина в наклонном потоке, нижняя часть миндалины заполнена до наклона, верхняя – после наклона;

г – сложная миндалина, сформировавшаяся в три этапа: до наклона потока (нижняя часть), в процессе наклона потока (средняя часть) и после завершения наклона (верхняя часть);

д – неполная миндалина, сформировавшаяся после наклона потока.

● В пирокластических пластах более крупные обломки будут находиться в основании пласта, к кровле размер зерен уменьшается. Это свойство более ярко выражено в отложениях пирокластических пород, сформированных в аквальных (водных) условиях.

● Наличие поверхностей несогласий, выраженных размывами подстилающих пород и корами выветривания, фиксирует подошву вышележащего пласта.

● В подошве покрова могут находиться захваченные обломки нижележащих пород.

Определение направления течения лав

Направление движения потока лав определяется – по форме пор (рис. 5.20), по канатным лавам, по флюидальности, по линейным и плоскостным текстурам в потоках лав по статической ориентировке вытянутых подушек лав и по их подворачиванию во фронтальной части потока, по лавопадам, по наклону столбчатой отдельности в лавовых потоках (рис. 5.14б) и др.

Рис. 5.20. Трубчатые пустоты в лаве.

а – пустоты сформировались после окончания движения лавы; б – пустоты сформировались в процессе движения лавы справа налево (по Р. Шроку).

Выявление вулканического центра (очага излияний)

Выявление центров вулканической деятельности имеет большое значение для понимания условий образования и залегания эффузивных пород. Сохранность вулканических аппаратов определяется глубиной их эрозионного среза. Молодые (кайнозойские) вулканы сохранились хорошо (и при их изучении в первую очередь можно использовать аэрофотоснимки), тогда как более древние – в разной степени эродированы.

При выявлении вулканических центров можно использовать геоморфологические признаки – породы жерловой фации и некки более прочные и могут выделяться в рельефе. Но если они были выполнены пирокластическим легко разрушающимся материалом, то на месте жерла будет пониженный участок (депрессия, котловина). При глубокой эрозии на поверхности могут оказаться породы нижней части жерла (некка) или периферические очаги.

Центры извержений нередко можно наметить исходя из расположения кольцевых и конических даек, в центре схождения радиальных даек или участкам вторичных кварцитов и пропилитов.

При приближении к центру извержения увеличивается мощность лавовых потоков и размеры обломков туфов. Максимальное количество крупных бомб будет находиться в образованиях прижерловых фаций.

Направление положения центра извержения можно предполагать исходя из анализа линейных текстур течения в лавах, наклона пор или миндалин в их верхних частях.

Фациальный анализ

Выделяются континентальные и морские типы фаций вулканогенных пород. Затем каждый тип фаций по глубинности подразделяется на три класса – поверхностные, приповерхностные и гипабиссальные. Класс поверхностных фаций делится на семейства – эффузивные, эксплозивные, экструзивные и вулканогенно-осадочные. Каждое семейство подразделяется на фации. Например, семейства поверхностного класса континентального типа: 1) эффузивные – лавовых покровов, лавовых потоков, игниспумитовых потоков; 2) эксплозивные – тефры, пирокластические потоки, отложения направленных взрывов, игнибритовая; 3) экструзивные – экструзивных куполов, трещинных выжимок; 4) вулканогенно-осадочные – лахаровая, временных потоков, кальдерных озёр, кратерных озёр. Наличие тех или иных поверхностных фаций и их соотношение зависит от типа и зоны вулкана (табл. 2, рис. 5.21), а также от состава магм и динамики извержения и глубины последующей эрозии (рис. 5.22).

В континентальном типе приповерхностного класса в семействах выделяются следующие фации: 1) в жерловом – некковая и дайковая; 2) в субвулканическом – силловая, дайковая, лакколитовая. В субвулканическом семействе гипабиссального класса – штоковая, лакколитовая, лополитовая и дайковая фации.

Аналогичным образом выделяются фации и разных классов и семейств морского типа фаций.

Определение возраста эффузивных и экструзивных пород

Относительный возраст лавовых, пирокластических и вулканогенно-осадочных пород может быть установлен после выявления последовательности их наслоения (стратиграфической последовательности), а экструзивных и секущих тел – по соотношению их с вмещающими породами и друг с другом. При наличии остатков руководящей фауны и флоры можно определить их геохронологический относительный возраст. Абсолютный возраст лавовых пород и пород секущих тел можно определить радиологическими методами. Сложнее определить абсолютный возраст пирокластических и вулканогенно-осадочных пород, так как эти породы могут являться смесью обломков разновозрастных пород. Возраст вулканогенных пород может быть установлен на основании возраста покрывающих (верхняя возрастная граница) и подстилающих (нижняя возрастная граница) пород.

Стратиграфическое расчленение вулканогенных пород

При выделении стратиграфических комплексов в вулканогенных толщах используются различные данные – выявленная относительная последовательность пород, данные об относительном и абсолютном возрасте, результаты расчленения пород по химическому составу, фациальная принадлежность, маркирующие вещественные и другие признаки.

Вулканогенные комплексы пород расчленяются на стратиграфические единицы так же, как и осадочные толщи. Помимо общепринятых геохронологических подразделений в них выделяются и местные – свиты, толщи и пачки. При расчленении следует руководствоваться положением вулканогенных комплексов в стратиграфическом разрезе, обращать внимание на условия их накопления, петрографический и химический состав, ассоциации с породами иного генезиса. Эффузивные образования, объединяемые в один стратиграфический горизонт, должны обладать сходным строением.

Талица №2. Ассоциации фаций типовых вулканов

на примере областей современного вулканизма (по В.Н. Залепугину).

5.21. Схема расположения генетических типов вулканитов в пределах вулканических построек, по Е.Ф.Малееву (1980).

1 – терминальный экструзивный купол; 2 – латеральный экструзивный купол;

3 – шлаковый конус побочного прорыва; 4 – лавовый поток; 5 – бескорневой экструзивный купол; 6 – агглютинаты побочного прорыва; 7 – агломераты направленного взрыва; 8 – отложения пирокластических потоков; 9 – отложения раскалённых лавин; 10а – отложения лахаров; 10б – отложения тефроидов сухими реками; 11 – отложения вулканических морен; 12 – флювиогляциальные отложения; 13 – кратерно-озёрные отложения; 14 – пролювиально-коллювиальные отложения.

Рис. 5.22. Сочетание периклинального и центриклинального залеганий вулканогенных пород в зависимости от степени проседания и глубины эрозионного среза вулканической постройки

(на примере вулканических построек Камчатки, Курильских островов,

Средней Азии,

Центрального Казахстана и Армении,

по А.И.Бурде и др., 1989).

1 – кольцевые и центральные интрузии гранитоидов;

2 – экструзивные купола;

3 – жерла;

4 – жерловые брекчии; 5 – силы;

6 – лакколиты;

7 – субвулканические дайки и магматическая камера;

8 – покровные образования стратовулкана;

9 – покровные образования щитового вулкана;

10а – кольцевые дайки в современных структурах;

10б – кольцевые дайки в реконструированных структурах;

11 – довулканический фундамент

Более детально методика и методические приёмы, а также последовательность исследований и разномасштабного картирования в областях распространения вулканогенных образований изложены в многочисленных монографиях и методических указаниях, и некоторые из них приведены в прилагаемом ниже списке литературы.

Литература

Белоусов В.В. Структурная геология: учебное пособие. 3-е издание, переработанное и дополненное. М., изд-во МГУ, 1971, 277 с.

Ботвинкина Л.Н. Генетические типы отложений областей активного вулканизма. – М., Наука, 1974. - 318 с.

Коптев-Дворников В.С., Яковлева Е.Б., Петрова М.А. Вулканогенные породы и методы их изучения. – М., Недра, 1967. - 331 с.

Лучницкий И.В. Палеовулканология. – М., Наука, 1985. - 276 с.

Малеев Е.Ф. Критерии диагностики фаций и генетических типов вулканитов. – М., Наука, 1975. - 256 с.

Методические указания по составлению обзорных палеовулканологических карт масштаба 1:50 000 /Н.А.Румянцева, В.В. Донских, В.Л. Масайтис и др. – Л., Недра, 1982. - 21 с.

Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование: учебное пособие. 4-е издание. М., Недра, 1984, 464с.

Полевая геология: Справочное руководство. В 2 кн. (Под ред. В.В.Лаврова, А.С.Купмана). – Л.: Недра, 1989. – Кн. 1: 400 с. Кн. 2: 455 с.

Ритман А. Вулканы и их деятельность. – М, Мир,. 1964. – 437 с.

Фаворская М.А. Принципы изучения эффузивных образований в процессе их картирования. – В кн.: Принципы геологического картирования интрузивных и эффузивных формаций на примере петрографических исследований Северного Кавказа, Казахстана, Забайкалья и Приморья. – М.,. Госгеотехиздат, 1960. – 342 с.

Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: изд-во МГУ, 1995 – 480 с.

Содержание