|
Туфы образуют
наиболее разнообразную и сложную группу вулканокластических пород. Они
определяются, как и другие вулканиты, вещественным составом, крупностью
материала, агрегатным состоянием, характером и типом цементации, наличием
примесей и в зависимости от условий образования текстурными и структурными
признаками.
Вещественный состав их от липаритового до меймечито- вого.
Крупность материала не ограничивается размерностью и они варьируют от грубых
агломератовых до пелитовых. По агрегатному состоянию могут быть
литокластическими, витрокластичсскимп и смешанными. По характеру и типу
цементации они бывают уплотненными, практически без цемента, и
сцементированными гидрохимически е незначительной примесью осадочного и
чуждого материала. Текстурные и структурные особенности их весьма
разнообразны, поскольку пирокластпческий материал может выпадать из воздуха,
транспортироваться временными ппрокластическимп и грязевыми потоками,
переносится ледниками и течениями рек и морей.
По крупности материала выделяется семь разновидностей
туфов (размер фрагментов в мм).
1. Глыбовый агломератовый туф более 200
2. Агломератовый туф 50—200
3. Крупнопсефитовый (лапиллиевый) туф 10—50
4. Мелкопсефитовый (мелколапиллиевый) туф 2—10
5. Псаммитовый (среднеобломочный) туф 0.1—2
Разновидности спекшихся и сваренных пород кислого и
среднего состава
6. Алевритовый (мелкообломочный) туф 0,01—0,1
7. Пелитовый (тонкообломочный) туф менее
0,01
Грубообломочные разновидности туфов слагают вулканическую
постройку и прилегающие к ней участки. В современных и молодых вулканических
областях можно наблюдать, как мелкообломочный материал, благодаря неровной,
крючковатой поверхности при давлении вышележащих пород, спрессовываясь,
образует полурыхлую, но довольно устойчивую породу. В этом случае литификация
образуется без цемента.
Цементация туфов происходит преимущественно
за счет разложения мелких обломков стекла. При этом обычно образуется
опалово-глинистая масса, в которой глинистые минералы представлены
монтмориллонитом, бейдслли- том, ферригаллуазитом и другими водными
алюмосиликатами. В основных породах присутствуют также карбонаты. Реже туфы
цементируются хемо- гснным материалом, привносимым грунтовыми водами: опал
или глинистый немент базальпого типа иногда образуется вследствие выпадения
пирокластического материала в водоем, где происходит накопление хемогенпого
или глинистого материала. Так, например, часто можно наблюдать пирокластику,
погруженную в карбонатный, кремнистый, галоидный или глинистый цемент.
Во время извержений побочных прорывов вулканов Алаид в 1972 г., Тятя в 1973 г . (Курильские о-ва) и конусов Большого трещинного извержения в 1975—1976 гг.
мной наблюдалась цементация грубообломочного материала возгонами фумарол,
расположенных в верхних частях конусов. Новообразования представлены
тридимитом, гематитом, магнетитом, сульфатами, галитом, нашатырем, хлоридами
железа, гипсом, ангидритом, серой и др. Они относительно прочно цементируют обломочный
материал, но галогениды и сульфаты довольно быстро подвергаются растворению и
в древних толщах не сохраняются.
В пирокластическом потоке 1956 г. вулкана Безымянного и в пемзовых пирокластических потоках Кроноцкого залива в области
развития вторичных фумарол наблюдалось разложение мелкого пеплового материала
и превращение его в опал или кремнезем, цементирующий более крупные обломки.
Температура фумарол пирокластического потока в 1956 г. вулкана Безымянного в течение пяти лет была 85—98°, редко до 350°. Главной составной частью
газа большинства фумарол был водяной пар (90—98%). Сухой газ состоял главным
образом из С02 и примеси СН4, H2S и долей процента СО, Н20, CI и др. С
глубиной интенсивность цементации уменьшалась [83].
При формировании диатомито-пирокластических толщ в породах
с резким преобладанием пеплового материала и подчиненным панцирей диатомовых,
как это можно наблюдать в районе с. Галенки к северу от г. Уссурийска,
панцири диатомовых растворяются быстрее пепловых частиц, и переформировавшийся
при этом опал цементирует пирокластику. Видимо, аналогичные условия
происходили и в пеплово-радиоляриевых породах.
Таким образом, характер литификации пирокластических пород
более разнообразен, чем осадочных. Они литифицируются: 1) без цемента благодаря
крючковатости тонкой пирокластики; 2) вследствие разложения мелких обломков
стекла; 3) привносом хемогенного или глинистого материала; 4) благодаря
одновременному выпадению пирокластического и хемогенного или глинистого
материала; 5) возгонами фумарол; 6) продуктами разложения пепла вторичными
фумаролами; 7) разложением опаловой органики (диатомовых панцирей) и
цементации опалов пеплового материала.
Как уже было отмечено выше, обломки, слагающие туфы, имеют
размеры от пылевидных до крупных глыб. Грубообломочные разновидности туфов
обычно слагают вулканическую постройку и се подножие. Этот материал
накапливается автохонным путем, временными, пирокластическими потоками,
лахарами, ледниками, направленными взрывами н другими путями. Иногда
грубообломочные породы отлагаются на значительном расстоянии от вулкана, куда
они были перенесены длинными пирокластическими или грязевыми потоками на
десятки километров.
Грубообломочные туфы в зависимости от условий
образования имеют различные текстурные и структурные особенности.
Грубообломочные туфы автохтонного генезиса
(литифицированная тсфра) характеризуются отсутствием сортировки материала,
обладают грубой слоистостью, зависящей от изменения силы взрывов. Обломочный
материал не носит следов транспортировки. В туфах, образованных при
извержениях гавайского и стромболианского типов, присутствует значительное
количество фигурных бомб, а также весьма пористые (пенистые) шлаки с губчатой
текстурой. Извержения вулканского типа порождают преимущественно глыбы
угловатой формы, бомбы типа хлебной корки с шероховатой поверхностью, часто
при нагромождении грубообломочного материала, не сопровождающегося пеплом. В
туфах между глыбами сохраняются полости. Их можно наблюдать во многих
разрезах современных стратовулканов, например, в нижних горизонтах
юго-западной части Шивслуча (Камчатка) или в плиоценовых отложениях вулкана
Сальского у г. Дальнереченска (Приморье) ( 34, а, б).
Коллювиально-пролювиальные отложения склонов вулканов
обладают слоистостью, иногда грубой со слабой сортировкой материала в
пределах слоев. Они содержат примесь глыб лавовых потоков, пустоты между
глыбами отсутствуют, мелкообломочный материал в большом количестве выполняет
промежутки между глыбами при отсутствии глинистого.
В туфах, образованных пирокластическнмп потоками и
раскаленными лавинами, слоистость отсутствует, обломки неодинаковы по
размеру. Петрографический состав их сравнительно однородный. Крупные
полупластичные глыбы окатываются, слабопористые — приобретают округлость в
результате скалывания углов во время движения потока, а плотные раскалываются
на угловатые глыбы (см. 34, в).
Иногда наблюдаются участки спекшихся туфов, следы
вторичных фума- рол и покраснение тонкого пеплового материала в результате
вторичного перегрева.
Туфы, образованные грязевыми потоками, возникшими в
результате таяния снега во время извержения, очень напоминают отложения
агломерато- вого потока, но отличаются едва заметной грубой, почти
горизонтальной слоистостью, прослеживающейся всего на несколько десятков
метров, присутствием небольшого количества примеси обломков предыдущих
извержений, относительно меньшим количеством грубого материала, большей
уплотненностью тонкого обломочного материала и наличием перемятой (часто
крученой) древесины в лесных областях.
Агломератовые туфы, отложенные холодными лахарами,
возникшими в результате дождей на склоне вулкана, будут содержать небольшое
количество материала более ранних извержений, а туфы, отложенные лахарамп,
которые возникли вследствие прорыва кратерных озер при спокойном состоянии
вулкана, полностью состоят из разнообразных вулканических продуктов данного
вулкана.
Грубообломочные отложения направленных взрывов
характеризуются накоплением глыб прикратерпой тефры, иногда слоистой, глыб
лавовых потоков и эффузивов экструзий, при отсутствии сортировки в пределах
горизонтов, которые достигают мощности в несколько десятков метров. При этом
следует иметь в виду, что в неразрушенных блоках агломератовых туфов
сохраняются все диагностические признаки прикратерных образований. Туфы,
сформированные сейсмо-тектоническими обвалами, близки к отложениям
направленных взрывов.
Грубообломочные туфы могут формироваться также за счет
вулкапо- кластического материала, перенесенного ледником. По наблюдениям за
лед- пиками вулканов Шивелуч, Камень, Авача, Зимина Сопка и др. можно
заключить, что материал, слагающий туфы, отложенный этими ледниками,
характеризуется обломками различного размера (см. 34, г). В нем наряду с угловатыми и остроугольными обломками присутствуют иолуокатан- пые и даже
окатанные обломки. Многие из них расколоты по более или менее ровным
плоскостям, рассекающим минералы. Обломки обладают различной текстурой
(плотные, слабопористые, пористые пемзы) и принадлежат разным извержениям.
Фреатические извержения, несущие резургеитный
материал прикратерпой части постройки и кратера, характеризуются отсутствием
ювенильного материала. В зависимости от тип-г вулканической постройки
материал может быть самым различным.
В туфах, сложенных преимущественно ювенильным материалом,
обычно присутствуют глыбы резургентпого и чуждого материала. Но вместе с тем
и сам по себе ювепильный материал может обладать различной степенью
кристаллизации с различными текстурами, что необходимо учитывать при его
диагностике. В пирокластических потоках вулкана Безымянного некоторые глыбы
обладают разной степенью раскристаллизации, будучи оторванными из различных
частей растущего купола. Это наблюдалось п в отложениях раскаленных лавин
Шивелуча извержения 1945—1948 гг. Некоторые глыбы могут отличаться
текстурами, главным образом разной степенью флгоидалыюстп.
К грубообломочпым вулканоклаетпческпм породам также
следует отнести так называемые шаровые агломераты, поскольку они
характеризуются пи- рокластпческой природой. Они формируются в подводных и
наземных условиях. Формирование их в подводных условиях обусловлено
извержениями, близкими к стромболнанскому типу, а в наземных — в
пирокластических потоках, подобных извержениям Авачн в 1926 и 1938 гг.,
Карымскому в 1963 г., Ильинскому и др. Подводные агломераты изучались нами на
о. Ка- рагпнеком (Камчатка), где можно наблюдать подводящий канал,
заполненный андезнто-базальтовой лавой, «сообщающейся» с перекрывающим его
горизонтом, сложенным андезито-базальтовыми шарами и подушками размерами от
0,2 до 1,5 м в поперечнике. Аналогичные агломераты залегают в протоке оз.
Ажабачьсго. Шары и подушки представляют собой обособленные тела со
сферическим расположением зон пористых участков и коркой закалки. Поверхность
их шероховатая и бугристая, иногда с заплывами. Трещины расположены радиалыю
и концентрически.
Для подводных подушечных агломератов характерно большое
количество мелкой иирокластики, залегание среди осадочных пород, иногда наличие
слоистости, автометаморфизм подушек и мелкой пирокластики, кремнистые и
карбонатные стяжения между подушками. Агломератовые потоки
андезито-базальтового состава во время извержения вулкана Авача в 1938 г. и более ранних извержений давали полуплаетичный раскаленный грубообло- мочный материал,
который издали казался извержением лав. Материал, слагающий такого типа
алгомератовые потоки, состоит из округлых глыб базальта, напоминающий
вулканические бомбы (см. 34, в). В отличие от вулканических бомб, получивших
фигурное строение во время полета, пластичные глыбы раскаленных лавин автор
предложил называть бомбо- идами [88].
Для наземных подушечных агломератов в мощных
потоках характерно сильное вторичное окисление, в наполнителе наличие
кристаллов с первичными кристаллографическими формами, отсутствие слоистости,
сферическое строение шаров при отсутствии системы радиальных трещин.
Пссфитовые туфы развиты преимущественно в подножиях
вулканов и в прилегающих к ним областях. Они, так же как и грубообломочные,
состоят преимущественно из обломков пород, но наиболее мелкие псефитовые
разновидности могут содержать примесь обломков стекла и кристаллов. Следует
отметить, что извержения Южного прорыва БТТИ 1976 г. дали кристаллы плагиоклаза диаметром до 3—4 см с первичной кристаллографической огранкой.
Извержения вершинного кратера Плоского Толбачика в 1939— 1941 гг. и ряд
других центров извержения этого региона также характеризуются выбросом
кристаллов. Однако кристаллы и их обломки размерами более 2 мм в поперечнике в мелкопсефитовых туфах встречаются редко. К обломкам стекла можно отнести
дробленую пемзу и относительно мелкий материал, так как обломки пемзы и более
крупные обломки стекла, в которых видна их текстура, следует рассматривать
как обломки породы. Таким образом, псефитовые туфы будут преимущественно
литокластические, но среди топких разновидностей их можно выделить
крпсталлокластические, вптрокластическис и смешанные.
Обломочный материал пссфитовых туфов порождается
преимущественно стромболнапскими, вулканскими и плипнанскимп тинами
извержений. Поскольку они слагают пониженные части рельефа, в них чаще, чем в
агломера- товых туфах, встречается примесь терригенного материала.
По агрегатному состоянию пепловые туфы разделяются
ма литокластичеекие, сч^тоящнс из ювепильпых обломквв эффузивных пород,
кристалло- кластическис, сложенные преимущественно обломками кристаллов,
витрокла- стические, состаЦше из Обломков стегала, и смешанные. Следует
отметить, что в пепловых туфах почти всегда присутствуют оЯомки стекла,
кристаллов, а з1 псаммитовых — обложки пород, смешанными радует считать туфы
только тогда, когда порада состоит из обломков разного агрегатного состояния
примерно в равных кодн|йетвах. Литокластичеекие и часто BinpdHiac- тнчеекие
туфы встречаются часто, а кристаллокластнческие значительно реже.
ПсаммитовымЙгуфы могут быть внтрокяастическимн, кристаллокластическими,
лнтокластнческ^мп и смотанными; алевритовые туфы— витроклаетическими,
кристаллокластическими и смешанными, пелнтовые туфы — витроклаетическими и
смешанными.
Вещественный состав магмы влияет на агрегатное состояние.
Кислые расплавы дают преимущественно вйтрокластические туфы среднего состава
- преимущсств^шпо смешанные, а основные — лнтокластнческие. Однако грубо-
обломочные туфы, независимо оп сочгава, все литокластичеекие.
|