![logo1](../images/logo3.png)
Литология
Р. А. Щеколдин
Конспект лекций
![кафедра ИДГ-лого](../images/HistGeol01.gif)
Пирокластические породы
Общая характеристика пирокластических пород
Пирокластические породы образуются за счет скопления твердых продуктов вулканических выбросов в результате эксплозивной вулканической деятельности. Среди материала вулканических выбросов могут присутствовать также обломки пород, прорываемых во время взрыва. Кроме того, к пирокластическому часто примешивается осадочный материал.
Пирокластические породы образуются из материала синхронных им вулканических извержений. Осадочные породы, возникшие при размыве и переотложении ранее образовавшихся вулканических пород, не являются пирокластическими, а относятся к собственно осадочным породам (вулканомиктовым).
Особенности пирокластических пород:
- 1) наличие угловатых обломков пород и минералов;
- 2) неоднородность состава и структуры;
- 3) отсутствие сортировки;
- 4) малое количество цемента;
- 5) отсутствие хорошо выдержанной слоистости.
Особенности вулканомиктовых пород:
- 1) сортировка обломков по величине;
- 2) окатанность обломков;
- 3) слоистость;
- 4) псаммитовая или псефитовая структура;
- 5) переслаивание с нормально осадочными породами.
Пирокластические породы являются промежуточным звеном между осадочными
и эффузивными породами. От пирокластических пород наблюдается переход
к обычным осадочным породам через осадочно-пирокластические и
пирокласто-осадочные породы.
С другой стороны, пирокластические породы через туфолавы и игнимбриты
переходят к нормальным эффузивным породам.
Туфы крайне разнообразны по окраске и внешнему виду породы. Встречаются темные, синевато-серые, розово-фиолетовые, буро-серые, зеленые, светло-фиолетовые, зеленоватые и др. Как правило, более темные туфы соответствуют туфам основного состава, более светлые – туфам кислого состава.
Классификация пирокластических пород
Рыхлый вулканический материал в результате процессов цементации может быть превращен в вулканические туфы. Туфы более чем на 90% сложены пирокластическим материалом. Цемент обычно образован продуктами разложения пеплового материала, представляющими собой кремнистую, кремнисто-карбонатную или кремнисто-глинистую массу. В туфах широко развиты процессы карбонатизации, окремнения, пелитизации, хлоритизации, эпидотизации и другие вторичные изменения.
Туфы подразделяются:
- по составу исходной лавы (базальтовые, андезитовые, риолитовые и т.п.);
- по размеру обломков (пепловые, алевритовые, псаммитовые, гравийные, лапиллиевые, агломератовые);
-
по происхождению обломков
(витрокластические – обломки вулканического стекла,
кристаллокластические – обломки кристаллов,
литокластические – обломки пород).
Пепловые туфы являются наиболее мелкообломочными разновидностями туфов и состоят из обломков стекла, обычно богатого кремнекислотой; обломки могут быть угловатыми или иметь рогульчатую форму.
![Лапиллиевый андезитовый туф](../images/lapilli_tuff.png)
![Витрокластический туф](../images/ash_tuff.png)
Среди пепловых туфов выделяют пизолитовые туфы, для которых характерно присутствие мелких шарообразных частиц. Эти шарики образуются путем слипания тонких пепловых частиц во время выпадения из воздушной среды.
![Пизолитовый туф](../images/pisolite_tuff.png)
Вязкие лавы кислого и среднего состава после застывания часто образуют пузыристую пемзу. Обломки пемзы обычно светлого цвета, некоторые легче воды и могут плавать.
![Пемза](../images/pumice.png)
По способбу транспортировки и отложения пирокластические образования делятся на пеплопады, пирокластические потоки и пирокластические волны.
Отложения пеплопадов образуются в результате выброса горячей тефры и газа высоко в атмосферу. После первой фазы радиального распростанения, обрако пепла переносится ветром на расстояние от нескольких сотен до тысяч км. По мере удаления от источника мощность слоя тефры и размер частиц уменьшаются, сортировка улучшается.
![Пеплопад](../images/ash_fallout-1.png)
![Пеплопад](../images/ash_fallout-2.png)
![пирокластический поток](../images/pyroclastic_flow.png)
и образование игнимбритов и ко-игнимбритовых пепловых облаков
с обширным пеплопадом. (Einsele, 2000, с изменениями)
Пирокластические потоки образуются при коллапсе перегруженной эруптивной колонны. Это горячие смеси газов с твердыми частицами. Высокие концентрации частиц обусловливают движение потока вниз по склону и заполнение впадин и ранее существовавших долин. Если поток входит в озеро или море, то может образоваться вторичное облако пепла и обширный пеплопад поверх и за пределами отложений пирокластического потока. Массивные спекшиеся пирокластические потоки называются игнимбритами.
![пирокластическая волна](../images/pyroclastic_surge.png)
от рельефа. (Einsele, 2000, с изменениями)
Пирокластические волны имеют высокую скорость и низкую плотность. Это турбулентные потоки, которые вызваны различными механизмами. Пирокластические волны обычно возникают при взаимодействии лавы с поверхностными водами. Они могут образовать облако в форме воротника, радиально распростаняющееся во все стороны, подобно таковому при ядерных взрывах. Такая базовая волна, нагруженная обломками, может достигать скорости до 100 м/с и ломать все деревья и другие объекты на расстоянии многих километров от места извержения.
Игнимбриты
![Дацитовый игнимбрит](../images/ignimbrite.png)
Игнимбриты (от латинских слов «игнис» – огонь и «нимбус» – облако) – спекшиеся туфы, образующиеся при извержениях «палящих туч» (пирокластических потоков). Распыленное в туче раскаленное вещество оседает под действием силы тяжести и спекается. Обрывки пемзы под нагрузкой ориентируются в плоскости, перпендикулярной давлению. Они приобретают форму тонких линзочек, называемых «фьямме» (по-итальянски – «пламя»).
Структуры пирокластических пород
Туфовая структура – сборное название для всех структур вулканических туфов, независимо от
состава и размера обломков, от состава, количества и структуры связующей массы. Синоним:
пирокластическая.
Агломератовая структура – разновидность обломочной структуры пирокластических пород,
состоящих главным образом из крупных обломков.
Пепловая структура – порода состоит из мелких осколков вулканического стекла,
дугообразной и других причудливых форм, напоминающих черепки; иногда к ним присоединяются мелкие обломки пемзы с
пузыристой текстурой.
В промежутках между обломками находится масса, состоящая из тонкораспыленного стекловатого материала.
Часто встречаются окремнение, серицитизация, хлоритизация и другие изменения как обломков, так и связующей
массы, в результате чего сохраняются лишь реликты структуры.
Лапилльная структура – разновидность туфовой структуры, характеризуется тем, что в состав
породы входят лапилли.
Витрокластическая структура – порода состоит преимущественно из обломков вулканического
стекла, независимо от их формы и величины; пепловая структура является разновидностью витрокластической
структуры. Обычно обломки стекла погружены в более тонкозернистую связующую массу, часто состоящую из
распыленного стекла и иногда пепловой структуры. Вулканическое стекло обломков и связующей массы может быть
свежим – аморфным, а также разложенным и более или менее раскристаллизованным.
Кристаллокластическая структура – порода состоит преимущественно из кристаллов и их
обломков, обладающих резко выраженной остроугольной формой.
Примеры пирокластических пород
![Базальтовый туф](../images/tuff_example-1.png)
Структура породы литовитрокластическая.
![Базальтовый туф](../images/tuff_example-2.png)
Структура породы литовитрокластическая.
![Базальтовый туф](../images/tuff_example-3.png)
Структура породы витрокластическая.
![Шальштейн](../images/tuff_example-4.png)
Структура породы литовитрокластическая; текстура – параллельно-линзовая.
![Андезитовый туф](../images/tuff_example-5.png)
Структура породы кристалл-литокластическая.
![Андезитовый туф](../images/tuff_example-6.png)
Структура породы витрокластическая.
![Риолитовый туф](../images/tuff_example-7.png)
Структура породы кристалл-литокластическая.
![Трахитовый туф](../images/tuff_example-8.png)
Структура породы кристалл-витрокластическая с пепловой связующей массой.
Осадочно-пирокластические и пирокласто-осадочные горные породы
В процессе отложения пирокластический материал может смешиваться с обычными осадками. После цементации получаются смешанные осадочно-пирокластические и пирокласто-осадочные породы.
Осадочно-пирокластические породы содержат примесь обычного осадочного материала от 10 до 50% и
называются туффитами.
Туффиты формируются обычно в водной среде, однако известны туффиты наземного и смешанного происхождения. Особая
разновидность туффитов – лахаровые брекчии – образуется, когда грязевые потоки,
сопутствующие вулканическому извержению, спускаются с конуса в водный бассейн. В некоторых туффитах, богатых
осадочным материалом, хорошо видна слоистость.
Если пирокластический материал в туффитах более или менее однороден по составу, то туффиты можно соответственно
называть «базальтовый туффит», «андезитовый туффит» и пр.
Пирокласто-осадочные породы (50—90% осадочного материала) именуются как аналогичные
осадочные породы с приставкой «туфо-» (туфопесчаник, туфоконгломерат,
туфоизвестняк и т.п.).
Типичные туфогенные породы образуются за счет непосредственного отложения твердых продуктов вулканических
извержений и смешения их с осадочным материалом.
Чаще всего они формируются в водной среде в некотором удалении от центра извержения и нередко обнаруживают
слоистость и сортировку материала.
Происхождение и геологическое распространение
Образование всех пирокластических пород связано с извержениями наземных и подводных вулканов. Важное значение при формировании пирокластических отложений имеют вторичные гидрохимические преобразования, легко происходящие вследствие пористости пород.
Пирокластические породы наиболее часто встречаются в районах, испытавших значительные вертикальные перемещения. В пределах Урало-Тянь-Шанской складчатой области пирокластические породы встречаются в нижнепалеозойских, в особенности в силурийских толщах. Широко развит девонский вулканизм на Алтае и в Казахстане. В третичных отложениях они присутствуют на Кавказе, а в четвертичных – в Закавказье и на Камчатке. Игнимбриты широко распространены на Дальнем Востоке, в Казахстане, в Армении, на Аляске, в Новой Зеландии, Японии и др.
Практическое применение
Богатые кремнекислотой туфы (трассы, пуццоланы) широко используются в строительстве при получении цемента для
подводных сооружений.
Очень важны продукты вторичного изменения пепловых туфов – флоридиновые и бентонитовые отбелочные
глины.
Некоторые туфы кислого состава используются в качестве сырья для изготовления стекловолокон.
Кимберлиты являются коренными источниками алмазов.
Вулканические туфы, благодаря их пористости и мягкости, легко поддаются распиловке и широко используются в
строительстве.
![](../images/tuff_architct.png)
Выводы
- Пирокластические породы образуются из твердых продуктов вулканических выбросов.
- Осадочные породы, возникшие при размыве и переотложении ранее образовавшихся вулканических пород, не являются пирокластическими.
- Пирокластические породы являются промежуточным звеном между осадочными и эффузивными породами.
- Породы, более чем на 90% сложенные пирокластическим материалом – это вулканические туфы.
- Туфы подразделяются по составу исходной лавы, по размеру обломков и по происхождению обломков.
- Осадочно-пирокластические породы содержат примесь обычного осадочного материала от 10 до 50% и называются туффитами.
- Пирокласто-осадочные породы (50-90% осадочного материала) именуются как аналогичные осадочные породы с приставкой «туфо-».
- Пирокластические породы широко распространены в различных тектонических структурах разного возраста.
- Пирокластические породы имеют важное практическое значение.
Вопросы для самопроверки
- Какие породы относятся к группе пирокластических?
- Классификация туфов.
- Что такое туффиты?
- Какие породы называют пирокласто-осадочными?
- Каково практическое применение пирокластических пород?