Блог

Н. Н. Анкушева, В. В. Зайков

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ БОМБЫ В ТРАХИБАЗАЛЬТОВЫХ ТУФАХ АРКАИМСКОГО ПАЛЕОВУЛКАНА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Н. Н. Анкушева, В. В. Зайков

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ БОМБЫ В ТРАХИБАЗАЛЬТОВЫХ ТУФАХ АРКАИМСКОГО ПАЛЕОВУЛКАНА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Аркаимский палеовулкан раннекарбонового возраста расположен в юго-западной части одноименного заповедника вблизи пос. Александровский на юге Челябинской области. По реконструкциям его высота была около 1 км, а поперечник – порядка 8 км. Продукты извержения входят в состав контрастной трахибазальт-трахириолитовой формации. Основание палеовулкана сложено базальтовыми лавами и пластами песчаников с остатками бентосной фауны. Непосредственно на этих породах залегают лавы трахириолитов [2]. В вершине палеовулкана проявлена туфовая пачка, которая вскрыта в бортах и днище траншеи-прорана и доступна для наблюдений. По ходу с запада на восток в проране установлено изменение размерности обломков на одном стратиграфическом уровне от псефитовых до агломератовых и глыбовых (рис 1). Вулканические туфы образуются при разбрызгивании комков (капель) еще жидкой магмы и цементации их пепловым материалом. Вследствие этого вулканические бомбы имеют округлую, овальную, линзовидную, пластинчатую форму (рис. 2). По размерам их можно разделить на псефитовые (размер лапиллей – 2–10 мм), агломератовые (размер бомб – 1–10 см) и глыбовые (размер бомб до 1 м). Особенностью бомб является черная стекловатая корка закалки, которая микроскопически представляет собой вулканическое стекло черного цвета. Центральная часть бомб (лапиллей) сложена миндалекаменным базальтом с интерсертальной структурой основной массы (рис. 3). В агломератовых бомбах крупная миндалина обычно находится в центре, в более крупных бомбах может быть несколько миндалин. Миндалины занимают от 30 до 50 % объема породы, имеют размеры от 1 до 50 мм. Форма миндалин разнообразна – округлые, овальные, амебовидные. По заполнению встречаются простые (выполнены одним минералом) и зональные (двумя и более минералами) миндалины. Из минералов в миндалинах присутствуют кальцит, кварц, хлорит, сидерит, барит, редко пирит (рис. 4). Цемент в туфах представляет собой мелко- и тонкозернистую смесь вторичных минералов, имеет кремнисто-кварц-карбонатный или кремнисто-глинистый состав, часто гематитизирован и хлоритизирован. Формирование в подводных условиях вулканических бомб задокументировано камчатскими вулканологами [1] в нескольких подводных вулканах. «На склоне и в привершинной части вулкана (Парамурширская группа) выполнено две станции драгирования в интервале глубин 560–180 м… Со склона вулкана подняты, в основном, грубосортированные бомбовые туфы, отдельные бомбы размером до 25 см по длинной оси и их обломки. Породы в бомбах пористые вплоть до шлаковидных, от светло-черных до почти черных и красноватых, с отчетливыми корочками закалки. Внутренние части бомб достаточно свежие, иногда с налетами серы, с поверхности наблюдается гематитизация, а внутри пор – выделения цеолитов…». «На склоне возвышенности (Чиринкотанская группа), в интервале глубин 440–490 м, выполнена одна станция драгирования, на которой поднято…около 15 обломков вулканических бомб… Вулканические бомбы имеют бугристую, «бородавчатую» поверхность и скорлуповатую отдельность. По плотности выделяются как массивные, так и шлаковые разновидности…». В таблице суммированы те признаки, которые характерны для подводных и наземных вулканических бомб. Их общими особенностями является повсеместная корка закалки по периферии, зональность по насыщенности миндалинами и распределению вулканического стекла, присутствие в центре бомб наиболее крупных миндалин. Наземные бомбы отличаются от подводных следами вращения, запечатленные в овальной, веретенообразной, сигарообразной формах, а в ряде случаев поверхностью типа «хлебной корки». Напротив, для подводных бомб свойственна уплощенная со следы изгибания морфология, а также амебовидные формы. Кроме того такие бомбы сопровождаются следами дезинтеграции в виде мелких обломков, в совокупности наследующих первичную конфигурацию. Следующие признаки аркаимских вулканических бомб позволили прийти к заключению об их подводном происхождении: 1. Сложная морфология базальтовых обособлений, в том числе присутствие амебовидных, сплющенных, деформированных лепешковидных форм; 2. Зональность обособлений по распределению миндалин, от мелких в краевых частях до крупных в центре бомб; 3. Повсеместная зона закалки в краевых частях базальтовых обособлений и в краевых частях крупных миндалин; 4. Признаки дезинтеграции. Полученный материал по строению и соотношению вулканических пород позволяет сделать выводы о механизме извержений. В палеогеографическом отношении обстановка в районе соответствовала мелководному бассейну, что документируется по присутствию среди вулканогенных пород палеовулкана прослоев известняков и алевролитов с бентосной фауной. В такой обстановке выше уровня компенсации давления возможны вулканические взрывы. Эта глубина составляет несколько сотен метров, что соответствует ситуации в районе палеовулкана. В глубоководной обстановке ниже уровня компенсации давления обычно образуются дезинтегрированные лавокластиты, поскольку взрывы невозможны.

Литература

1. Авдейко Г. А., Антонов А. Ю., Волынец О. Н. и др. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги. М.: Наука, 1992. 528 с.

2. Зайков В. В. Геологическое строение и полезные ископаемые района музея-заповедника Аркаим // Природные системы Южного Урала: Сб. науч. тр. Челябинск: ЧГУ, 1999. С. 5–35.

3. Коптев-Дворников В. С., Яковлева Е. Б., Петрова М. А. Вулканогенные породы и методы их изучения. М.: Недра, 1967. 330 с.

4. Овчинникова Л. В., Кириченко А. А., Голубева Л. В., Смирнова Р. А. Определитель вулканогенных горных пород Урала (методическое пособие). Ч. I. Вулканогенные породы основного и среднего состава. Свердловск, УТГУ, 1967. 180 с.