Лавовый очаг; 2- лавовый поток; 3- сомма; 4- конус; 5- жерло;

6- кратер; 7- кальдера

В центре вулкана расположено жерло, соединяющееся непосредственно с вулканическим очагом. Через жерло извергаются магматические продукты. У поверхности жерло переходит в чашеобразную воронку - кратер (греч. кратер - глубокая чаша), образующийся в результате взрыва. Нередко после извержения вулкана в верхней части вулканического очага возникает полость. В нее проваливается вершина вулкана, а иногда и примыкающая к нему местность. Такая обвалившаяся впадина называется кальдерой (исп. кальдера - большой котел). Размеры кальдер могут во много раз превышать размеры кратеров. Например, кальдера Кракатау имеет в поперечнике 7 км. В Японии известны кальдеры до 13-25 км.

Стенки древнего кратера представляют собой высокий вал, называемый сомма. При следующем извержении вулкана на дне кальдеры образуется небольшой конус. На его вершине располагается новообразованный кратер.

Продукты вулканических извержений представлены жидкими, твердыми и газообразными веществами.

Жидкие продукты вулканических извержений называют лавой (итал. лава - затопляю). Достигая земной поверхности, лавы теряют большую часть летучих компонентов и становятся более вязкими. По минеральному составу лавы разделяются на основные (базальтовые), средние (андезитовые) и кислые (гранитные, или риолитовые). От химического состава лавы в значительной степени зависят и ее физические свойства. Базальтовые (основные) лавы обычно более жидкие и высокотемпературные. Они текут со скоростью до 40-50 км/ч. Гранитные (кислые) лавы характеризуются повышенной вязкостью и малой текучестью. Их извержение сопровождается выделением огромного количества газов и выбрасыванием в атмосферу обломков твердых пород, встретившихся на пути их прорыва.

Твердые продукты вулканических извержений, в зависимости от величины обломков, подразделяются на пепел, песок, лапилли и бомбы. Пепел состоит из мельчайших частиц (менее 1 мм) лавы, вулканического стекла и других пород. Песком называются частицы лавы величиной от 1 до 5 мм. Лапилли (лат. лапиллис - камешки) - это пузырчатые или округленные обломки шлаков величиной до 1,5-3,0 см. Вулканические бомбы представлены крупными обломками лавы от нескольких сантиметров до 1 м и более.

В составе вулканических газов преобладают пары воды. В различных количествах присутствуют также углекислота, окись углерода, азот, водород, метан, хлор, фтор, газообразные соединения серы и бора, аргон и другие газы. По мере угасания активности вулкана и падения температуры состав газов изменяется.

Газы и пары воды с температурой выше 180С называются фумаролами

(лат. фумус - дым). Газы с температурой 100-180С, содержащие значительное количество сернистых соединений, называются сольфатарами (итал. сольфатара - серная копь). Газообразные смеси с температурой менее 100С, в которых, кроме паров воды, преобладают углекислые газы, называются мофетами (итал. мофета - место зловонных испарений).

Обычно в качестве классического примера приводится извержение вулкана Мон-Пеле на о. Мартиника (Малые Антильские острова) в 1902 г. Вулкан, возвышающийся в 10 км от города Сен-Пьер, стал проявлять активность с конца апреля, 8 мая а 7 ч 50 мин. утра раздались взрывы колоссальной силы. И на высоту более 10 км взметнулись мощные пепловые облака. Из кратера вулкана вырвалась тяжелая раскаленная черная туча, устремившись вниз по склону вулкана на город Сен-Пьер со скоростью более 150 км/ч. Туча толкала перед собой плотный сгусток горячего воздуха. Через несколько секунд он ураганом налетел на город, разрушил все дома. Еще через десять секунд город накрыла и сама туча. Температура внутри нее колебалась от 700 до 1000С. Горячий газ мгновенно обжигал легкие. От удушья погибло 30 тысяч жителей Сен-Пьера. Спасся лишь один человек. Он сидел в подвале тюрьмы, и окошко его камеры было обращено в сторону, противоположную той, откуда надвигалась раскаленная черная туча.

После извержения 8 мая из жерла вулкана стал медленно выдавливаться огромный купол в виде “иглы”. “Игла” непрерывно разрушалась, но, тем не менее, росла со скоростью около 20 метров в сутки. За год она выросла на 300 м и затем исчезла. Образование “иглы” Мон-Пеле связано с подъемом очень вязкой, тестообразной магмы имевшей температуру до 700-800С

Подавляющее число современных вулканов центрального типа расположены в пределах трех основных вулканических поясов. Это - Атлантический, Средиземноморско-Индонезийский и Тихоокеанский вулканические пояса.

На Земле насчитывается около 800 действующих вулканов центрального типа. Несколько тысяч вулканов, активных в минувшие геологические эпохи, считаются потухшими. Но некоторые из них неожиданно пробуждаются после нескольких веков “спячки”.

В вулканах трещинного типа лавы изливаются из трещин, рассекающих земную поверхность. Обычно это очень жидкие текущие лав базальтового состава. После застывания они принимают форму плоского горизонтального слоя, называемого покровом

Такие излияния бурно происходили в минувшие геологические эпохи. Древние базальтовые покровы занимают огромные площади на земной поверхности. В России они распространены, например, в Красноярском крае (Тунгусская синеклиза) на территории около 1,5 млн. км². В Южной Бразилии, в районе реки Парана, базальтовые покровы проявляются на пощади около 700 тыс. км². На полуострове Индостан площадь базальтов Деканского плато - около 650 тыс. км², а в Северной Америке, в районе рек Колумбии и Змеиной, - более 50 тыс. км².

Излияния базальтовых лав трещинного липа происходят и в современную эпоху. Например, на острове Исландия и в центральной части срединно-океанических хребтов. В Исландии в июне 1783 г. из трещины Лаки длиной 24 км хлынула жидкая базальтовая лава. Ее общий объем составил около 12 км³. Лава покрыла площадь 565 км². Извержение Лаки сопровождалось выбросом вулканического пепла и ядовитых газов.

В океанических водах базальтовые лавы образуют шаровую, или подушечную, отдельность. При излиянии горячей лавы на дно океанов морская вода разогревается до 350°С. При взаимодействии растворенных в лаве химических веществ с водой образуется горячая серная кислота. Она растворяет минералы лав, вступая с ними в химические реакции. В результате возникают сульфиды - соединения серы с металлами. Выпадая в осадок, они создают конусообразные постройки, внутри которых реакции продолжаются.

Вдоль центральных частей таких «конусов», как по «трубам», к их вершинам поднимаются горячие растворы. Остывая, они освобождаются от сульфидов. Окрашенные в черный цвет, растворы сульфидов образуют черные «облака». Поэтому их назвали черными курильщиками. В таких конусах отмечено высокое содержание меди, свинца, цинка, золота и других металлов.

С вулканической деятельностью связаны проявления многих полезных ископаемых. Так, выделяющиеся при извержении вулканов и фумарол газообразные продукты способствуют образованию повышенных концентраций серы, борной кислоты, аммониевых солей, хлоридов натрия, железа, меди, цинка, окислов железа и меди, сернистого мышьяка, киновари и других минералов. Некоторые из них образуют крупные скопления. Например, месторождения самородной серы на Курильских островах, Камчатке, в Японии. Извержения вулканов сопровождаются выделением огромного количества тепла.

Метаморфизм. В процессе развития земной коры отдельные ее блоки погружаются на глубины, где господствуют высокие температуры и давления. Под их воздействием происходит изменение структуры и текстуры, а иногда и минерального состава горных пород. Подобные изменения называются метаморфизмом (греч. метаморфисис - превращение).

В зависимости от основного фактора, вызывающего эти изменения, различают динамометаморфизм, термометаморфизм, контактный метаморфизм и пневматолито-гидротермальный метаморфизм.

Динамометаморфизм (греч. динамис - сила) - это изменение горных пород под влиянием высокого давления при сравнительно низкой температуре. Преобразование горных пород под влиянием высокой температуры называется термометаморфизном (фр. термал - теплый). Магматический расплав, внедряясь в относительно холодные вмещающие породы, подвергает их в зоне контакта тепловому и химическому воздействию. Это - контактный (лат. контактус - соприкосновение) метаморфизм. Различают термальный и метасоматический контактный метаморфизм.

Термальный контактный метаморфизм происходит при высокой температуре (850-1000°С) интрузивного тела и низком давлении. В этом случае горные породы перекристаллизовываются без существенного изменения химического состава исходной породы.

Метасоматический (греч. мета - после, сома - тело) контактный метаморфизм связан м изменением химического состава пород и значительным привносом и выносом вещества.

Пневматолито-гидротермальный метаморфизм вызывает изменение вмещающих пород при взаимодействии с ними летучих компонентов и горячих минерализованных растворов. В результате происходит замещение в них прежних минералов новыми. Высокотемпературные гидротермальные растворы, продвигаясь по порам и трещинам горных пород , производят гидратацию, окремнение, карбонатизацию, хлоритизацию и серитизацию первичных минералов.

С метамаорфическими породами связаны крупнейшие месторождения железа (Курская магнитная аномалия, Кривой Рог и др.), полиметаллов (меди, свинца, цинка и др.), редких металлов (месторождения шеелита, молибденита, оловянного камня и др.), золота и др. Многие метаморфические породы используются в качестве строительного материала. Например, мраморы, гнейсы, яшмы и др.

Предполагается, что на больших глубинах и в мантии Земли происходят глобальные метаморфические процессы. Это, например, описанный выше переход базальтов в эклогиты на границе земной коры и мантии. В химическом отношении эти основные породы близки. Но минеральный состав и плотность их различны.

Состав базальтов, эклогитов и перидотитов

(в весовых процентах)

Состав	Базальт	Эклогит	Перидотит
SiO2	49,9	49, 9	43,9
Al2O3	16,0	14,5	4,0
Fe2O3	5,4	3,8	2,5
FeO	6,5	9,1	9,9
MgO	6,3	8,9	34,3
CaO	9,1	11,5	3,5
Na2O	3,2	2,5	0,6
K2O	1,5	0,7	0,2

В базальтах главные минералы представлены основными плагиоклазами и моноклинными пироксенами. Более плотные эклогиты состоят почти полностью из пироксена и граната. Плотность базальтов 2,9-3,0 г/см³, эклогитов - 3,4-3,6 г/см³.

Зоны скачкообразных фазовых изменений плотности вещества (без существенного изменения химического состава) предполагаются в мантии на глубинах 350-400 км и 650-700 км. На это, в частности, указывают результаты экспериментальных работ по физике высоких давлений. Они подтверждают, что в условиях огромных давлений и температур вещество за счет уплотнения упаковки молекул приобретает более компактную структуру.

Тектогенез. Тектоническими (греч. тектоникос - относящийся к строительтву) движениями называются перемещения отдельных блоков земной коры относительно друг друга.

Колебательные движения. Земная поверхность попеременно то воздымается, то опускается. Каждое мгновение этого «дыхания» Земли незаметно глазу человека. Но длительные наблюдения подтверждают, что обширные участки земной коры действительно медленно поднимаются и опускаются относительно друг друга. Такие чередующиеся по знаку вертикальные колебания земной поверхности называются колебательными (вековыми) тектоническими движениями.

Причины их кроются в глубоких недрах земли. Возможно, они связаны с движением магматических расплавов. Некоторые исследователи связывают «вековые» колебания земной поверхности с влиянием лунно-солнечных приливов.

Установлено, что отдельные участки земной поверхности опускаются и поднимаются с различной скоростью. Например, в Японии за 1896-1928 гг. Прибрежные части острова Хонсю погрузились в море до 70 мм, а центральные опустились всего на несколько миллиметров.

С колебательными движениями связано перемещение береговой линии моря. Если прибрежный участок суши опускается, море переходит за береговую линию и наступает на сушу. Этот процесс называется трансгрессией (лат. трансгрессио - переход). В случае поднятия суши, море отступает - регрессирует (лат. регрессус - обратное движение).

Существует мнение, что трансгрессии моря вызываются не только колебательными движениями земной поверхности, но и изменением объема воды Мирового океана или внутреннего водоема. Знаменитый австрийский геолог Эдуард Зюсс (1831-1914) назвал такие медленные колебания уровня Мирового океана эвстатическими (греч. эвстатис - постоянный, спокойный) колебаниями. Он связывал их с изменением емкости океанических впадин. Установлено, что во время больших оледенений количество воды в океане должно было уменьшаться. Огромные массы ее связывались на суше в виде льда. Вследствие этого уровень Мирового океана понижался. Таяние покровных ледников на материках, напротив, должно было значительно повысить уровень воды в морях и океанах.

Складкообразовательные (складчатые) движения создают необратимые изгибы пластов горных пород, называемые складками. Основой классификации складок является положение их изгиба. Если изгиб обращен выпуклостью вверх (рис. 23), складка, называется антиклиналью (греч. анти - против, клино - наклоняю).

Рис.23. Антиклинальная (а) и синклинальная (б) складки: