Пирокластическая порода

Породы из туфа Бишоп , несжатые пемзой слева; сжато фиамме справа.

Полет через стопку микроКТ -изображений лапиллуса вулкана Катла в Исландии . Место нахождения: Пляж возле Вика в конце дороги 215. Съемка выполнена с помощью «CT Alpha» компании «Procon X-Ray GmbH», Гарбсен, Германия. Разрешение 11,2 мкм/ воксель , ширина ок. 24 мм.

3D-рендеринг стопки изображений выше, частично прозрачный. Тяжелые частицы красного цвета.

Пирокластические породы — это обломочные породы, состоящие из обломков горных пород, образовавшихся и выброшенных в результате взрывных извержений вулканов. Отдельные фрагменты горных пород известны как пирокласты . Пирокластические породы представляют собой тип вулканокластических отложений, которые представляют собой отложения, состоящие преимущественно из вулканических частиц. ^[1]^[2] «Фреатические» пирокластические отложения представляют собой разновидность пирокластических пород, образующихся в результате паровых взрывов вулканов, и полностью состоят из случайных обломков. «Фреатомагматические» пирокластические отложения образуются в результате взрывного взаимодействия магмы с подземными водами . ^[3] Слово пирокластический происходит от греческого πῦρ , что означает огонь; и κλαστός , что означает сломанный.

Рыхлые скопления пирокластики описываются как тефра . Тефра может литифицироваться в пирокластическую породу в результате цементации или химических реакций в результате прохождения горячих газов ( фумарольные изменения) или грунтовых вод (например, гидротермальные изменения и диагенез ) и захоронения, или, если она внедряется при настолько высоких температурах, что мягкие стекловидные пирокласты слипаются в точках контакта и деформируются: это называется сваркой . ^[4]

Одним из наиболее впечатляющих типов пирокластических отложений является игнимбрит , который представляет собой отложение приземного пемзового пирокластического плотностного потока (быстро текущая горячая взвесь пирокластов в газе). Игнимбриты могут представлять собой рыхлые отложения или твердую породу, и они могут погребать целые ландшафты. Отдельный игнимбрит может превышать 1000 км. ³ по объему может проехать 20 000 км. ² земли и может превышать 1 км в толщину, например, там, где он находится в кальдере вулкана.

Классификация

К пирокластам относятся ювенильные пирокластики, полученные из застывшей магмы, смешанные со случайными пирокластами, представляющими собой обломки вмещающих пород . Пирокласты разных размеров классифицируются (от самого маленького до самого большого) как вулканический пепел , лапилли или вулканические блоки (или, если они имеют признаки того, что они были горячими и расплавленными во время установки, вулканические бомбы ). Все они считаются пирокластическими, поскольку они образовались (фрагментировались) в результате вулканической эксплозивности, например, во время взрывной декомпрессии, сдвига, термического разрушения или в результате истирания и истирания в вулканическом канале, вулканической струе или потоке пирокластической плотности. ^[5]

Размер кластика	Пирокласт	Преимущественно рыхлые (тефра)	Преимущественно консолидированные: пирокластические породы.
> 64 мм	блок (угловой) бомба (если жидкостная форма)	блоки; агломерат	пирокластическая брекчия; агломерат
< 64 мм	камень	лапилли	лапиллистон (лапилли-туф - это место, где лапилли поддерживаются матрицей туфа)
< 2 мм	грубый ясень	грубый ясень	грубый туф
< 0,063 мм	мелкий ясень	мелкий ясень	мелкий туф

Пирокластика переносится двумя основными способами: в атмосферных шлеймах извержения, из которых пирокластика оседает, образуя драпирующие топографию слои пирокластического падения , и пирокластическими потоками плотности (PDC) (включая пирокластические потоки и пирокластические волны ), ^[6] из которых отлагаются пирокластики в виде текущих отложений пирокластической плотности, которые имеют тенденцию к утолщению и укрупнению в долинах, а также к тонким и тонким поверхностям топографических поднятий.

Во время плинианских извержений пемза и пепел образуются , когда пенящаяся кислая магма фрагментируется в вулканическом канале из-за быстрого сдвига, вызванного декомпрессией и ростом микроскопических пузырьков. Затем пирокласты увлекаются горячими газами, образуя сверхзвуковую струю, которая выходит из вулкана, смешивает и нагревает холодный атмосферный воздух, образуя энергично плавучую колонну извержения , которая поднимается на несколько километров в стратосферу и вызывает авиационную опасность . ^[7] Частицы выпадают из шлейфов атмосферных извержений и накапливаются в виде слоев на земле, которые называются отложениями осадков. ^[8]

Потоки пирокластической плотности возникают, когда смесь горячих пирокластов и газов плотнее атмосферы и поэтому вместо того, чтобы плавно подниматься, она распространяется по ландшафту. Они представляют собой одну из самых больших опасностей вулкана и могут быть либо «полностью разбавленными» (разбавленные, турбулентные облака пепла, вплоть до их нижних уровней), либо «основанными на гранулированной жидкости» (нижние уровни которых представляют собой концентрированную дисперсию взаимодействующие пирокласты и частично захваченный газ). ^[9] Первый тип иногда называют пирокластическими потоками (хотя они могут быть устойчивыми, а не «нарастающими»), а нижние части второго иногда называют пирокластическими потоками (они также могут быть устойчивыми и квазистационарными или пульсирующими). По мере своего перемещения потоки пирокластической плотности откладывают частицы на землю и увлекают за собой холодный атмосферный воздух, который затем нагревается и термически расширяется. ^[10] Там, где плотность тока становится достаточно разбавленной и поднимается вверх, он поднимается в атмосферу в виде «шлейфа феникса». ^[11] (или «шлейф co-PDC»). ^[12] Эти шлейфы феникса обычно откладывают тонкие слои пепла, которые могут содержать небольшие гранулы агрегированного мелкого пепла. ^[13]

Гавайские извержения, такие как извержения Килауэа, производят направленную вверх струю горячих капель и сгустков магмы, взвешенных в газе; это называется фонтан лавы ^[14] или «огненный фонтан». ^[15] Если при приземлении они достаточно горячие и жидкие, горячие капли и сгустки магмы могут слипаться, образуя «брызги» («агглютинировать»), или полностью сливаться, образуя кластогенный поток лавы . ^[14]^[15]

См. также

Диоксид кремния
Гиалокластит - вулканокластическое скопление или брекчия.
Пеперит - осадочная порода, содержащая фрагменты более молодого магматического материала.
Скория – темная везикулярная вулканическая порода.

Ссылки

^ Фишер, Ричард В. (1961). «Предлагаемая классификация вулканокластических отложений и пород». Бюллетень Геологического общества Америки . 72 (9): 1409. Бибкод : 1961GSAB...72.1409F . doi : 10.1130/0016-7606(1961)72[1409:PCOVSA]2.0.CO;2 .
^ Фишер, Ричард V; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer Verlag. ISBN 3540127569 .
^ Фишер 1961 , с. 1409.
^ Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Шпрингер. п. 138. ИСБН 9783540436508 .
^ Хайкен, Г. и Волетц, К., Вулканический пепел , 1985, University of California Press;, стр. 246.
^ Филпоттс, Энтони Р.; Аг, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 73. ИСБН 9780521880060 .
^ Шминке 2003 , стр. 155–176.
^ Фишер и Шминке 1984 , с. 8.
^ Брирд, Эрик КП; Любе, Герт (январь 2017 г.). «Внутренние потоки пирокластической плотности - раскрытие загадочной структуры потока и поведения транспорта в крупномасштабных экспериментах». Письма о Земле и планетологии . 458 : 22–36. Бибкод : 2017E&PSL.458...22B . дои : 10.1016/j.epsl.2016.10.016 .
^ Шминке 2003 , стр. 177–208.
^ Сульпицио, Роберто; Деллино, Пьерфранческо (2008). «Глава 2. Седиментология, механизмы осадконакопления и пульсирующее поведение потоков пирокластической плотности». Развитие вулканологии . 10 : 57–96. дои : 10.1016/S1871-644X(07)00002-2 . ISBN 9780444531650 .
^ Энгвелл, С.; Эйченн, Дж. (2016). «Вклад мелкодисперсного пепла в атмосферу из шлейфов, связанных с потоками пирокластической плотности» (PDF) . Вулканический пепел : 67–85. дои : 10.1016/B978-0-08-100405-0.00007-0 . ISBN 9780081004050 .
^ Коломбье, Матье; Мюллер, Себастьян Б.; Купперс, Ульрих; Шой, Беттина; Дельмель, Пьер; Чимарелли, Коррадо; Кронин, Шейн Дж.; Браун, Ричард Дж.; Тост, Мануэла; Дингуэлл, Дональд Б. (июль 2019 г.). «Разнообразие концентраций растворимых солей в агрегатах вулканического пепла из различных типов извержений и отложений» (PDF) . Бюллетень вулканологии . 81 (7): 39. Бибкод : 2019БТом...81...39С . дои : 10.1007/s00445-019-1302-0 . S2CID 195240304 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Макдональд, Гордон А.; Эбботт, Агатин Т.; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Издательство Гавайского университета. стр. 6, 9, 96–97. ISBN 0824808320 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Аллаби, Майкл, изд. (2013). «Огненный фонтан». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065 .

Другое чтение

Блатт, Харви и Роберт Дж. Трейси (1996) Петрология: магматические, осадочные и метаморфические породы , WHW Freeman & Company; 2-е изд., стр. 26–29; ISBN 0-7167-2438-3
Бранни, М.Дж., Браун, Р.Дж. и Колдер, Э. (2020) Пирокластические породы. В: Элиас С. и Олдертон Д. (ред.) Энциклопедия геологии. 2-е издание. Эльзевир. ISBN 9780081029084

[fisher-1961-1] Фишер, Ричард В. (1961). «Предлагаемая классификация вулканокластических отложений и пород». Бюллетень Геологического общества Америки . 72 (9): 1409. Бибкод : 1961GSAB...72.1409F . doi : 10.1130/0016-7606(1961)72[1409:PCOVSA]2.0.CO;2 .

[fisher-schminke-1984-89-2] Фишер, Ричард V; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer Verlag. ISBN 3540127569 .

[FOOTNOTEFisher19611409-3] Фишер 1961 , с. 1409.

[schmincke-2003-138-4] Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Шпрингер. п. 138. ИСБН 9783540436508 .

[5] Хайкен, Г. и Волетц, К., Вулканический пепел , 1985, University of California Press;, стр. 246.

[6] Филпоттс, Энтони Р.; Аг, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 73. ИСБН 9780521880060 .

[FOOTNOTESchmincke2003155–176-7] Шминке 2003 , стр. 155–176.

[FOOTNOTEFisherSchmincke19848-8] Фишер и Шминке 1984 , с. 8.

[9] Брирд, Эрик КП; Любе, Герт (январь 2017 г.). «Внутренние потоки пирокластической плотности - раскрытие загадочной структуры потока и поведения транспорта в крупномасштабных экспериментах». Письма о Земле и планетологии . 458 : 22–36. Бибкод : 2017E&PSL.458...22B . дои : 10.1016/j.epsl.2016.10.016 .

[FOOTNOTESchmincke2003177–208-10] Шминке 2003 , стр. 177–208.

[11] Сульпицио, Роберто; Деллино, Пьерфранческо (2008). «Глава 2. Седиментология, механизмы осадконакопления и пульсирующее поведение потоков пирокластической плотности». Развитие вулканологии . 10 : 57–96. дои : 10.1016/S1871-644X(07)00002-2 . ISBN 9780444531650 .

[12] Энгвелл, С.; Эйченн, Дж. (2016). «Вклад мелкодисперсного пепла в атмосферу из шлейфов, связанных с потоками пирокластической плотности» (PDF) . Вулканический пепел : 67–85. дои : 10.1016/B978-0-08-100405-0.00007-0 . ISBN 9780081004050 .

[13] Коломбье, Матье; Мюллер, Себастьян Б.; Купперс, Ульрих; Шой, Беттина; Дельмель, Пьер; Чимарелли, Коррадо; Кронин, Шейн Дж.; Браун, Ричард Дж.; Тост, Мануэла; Дингуэлл, Дональд Б. (июль 2019 г.). «Разнообразие концентраций растворимых солей в агрегатах вулканического пепла из различных типов извержений и отложений» (PDF) . Бюллетень вулканологии . 81 (7): 39. Бибкод : 2019БТом...81...39С . дои : 10.1007/s00445-019-1302-0 . S2CID 195240304 .

[macdonald-etal-2983-14] Перейти обратно: ^а ^б Макдональд, Гордон А.; Эбботт, Агатин Т.; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Издательство Гавайского университета. стр. 6, 9, 96–97. ISBN 0824808320 .

[allaby-2013-15] Перейти обратно: ^а ^б Аллаби, Майкл, изд. (2013). «Огненный фонтан». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]