Годовиков. Агаты 1987

НАСТЫЛЬНЫЕ ЛАВОВЫЕ СОСУЛЬКИ, ДОННЫЕ ЛАВОВЫЕ НАСТЫЛИ И ДРУГИЕ ОБРАЗОВАНИЯ В АГАТОВЫХ МИНДАЛИНАХ

Фото 9. Настыльные лавовые сосульки, свешивающиеся с верхней части агатовой миндалины, служащие основанием многочисленных псевдосталактитов халцедона, и первоначально пористая донная лавовая настыль (в нижней части газового пузыря в базальте), пустоты которой заполнены халцедоном (агатом). Сев. Тиман. 11,0Х Х8,0 см. № 83895.

28

Фото 10. Моховый агат, образовавшийся в результате заполнения халцедоном уд­ линенного газового пузыря с большим числом настыльных сосулек, позже гидролизованных; в правой нижней части виден участок небольшого ониксового агата. Мулина Гора, Читинская обл. 17,0X10,5 см (повернут ж30°) № 83069.

29

Фото 11. Моховый агат, возникший в результате заполнения халцедоном изометричного газового пузыря с большим числом тонких настыльных сосулек, свеши­ вавшихся с его кровли, позже гидролизованных, и донной настылью внизу; в правой части — кальцит. Иджеван, АрмССР. 12,0X11,0 см. № 74036.

30

Фото 12. Выветрелые настыльные сосульки (?) и псевдосталактиты халцедона на них:

а — продольная и б — поперечная приполировка одного образца. Арц-Богдо, Монголия. 7,0X5,0 см. № 84773.

31

Фото 13. Лавовые пережимы, обросшие слоями халцедона, имеющие в срезе сходство с псевдосталактитами. Мулина Гора, Читинская обл. 11,0X6,0 см. № 83757.

Фото 14. Лавовый стержень (показано сечение), разделивший газовый пузырь на две камеры, позже заполненные ониксом с зонально-концентрическим агатом с последовательностью отложения: карнеол—>кварц—>халцедон. Р. Седедила, Якутская АССР. 8,0X5,0 см. № 83737.

32

Фото 15. Агатовая миндалина с множеством халцедоновых псевдосталактитов, имеющих центральное отверстие, вероятно, ранее выполнявшееся тончайшими настыльными сосульками:

а — вид с поверхности, б—поперечное сечение. Арц-Богдо, Монголия. 10,0X7,0 см. № 83741, 84477.

33

Условия образования газовых пузырей и других замкнутых полостей в базальтах и андезитах

В настоящее время все разнообразие условий образования замкнутых полостей в базальтах и андезитах можно свести к следующим важ­ нейшим случаям.

1. Появление газовых пузырей при снижении растворимости газа, находящегося в излившемся силикатном расплаве, вследствие снижения

давления		при его излиянии [209, 254].
2. Появление газовых пузырей вследствие частичной кристаллизации
излившегося силикатного расплава (ретроградное			вскипание), поскольку
в твердой		фазе растворяется значительно меньше газа, чем в жидкой
[146,	228,	276].
3. Газовые пузыри и «трубы» * появляются			при излиянии лавы на

диссоциирующие (карбонатные, глинистые и т. д.) или обводненные по­ роды [208].

4. Газовые пузыри и «трубы» появляются	на месте	захваченных
лавой растительных остатков при их пиролизе и	выгорании	[133].

5. Газовые трубы возникают при истечении лавы из частично затвер­ девшего эффузивного тела [208].

Перечисленными условиями, а также типом излияния — подводного или субаэрального, с одной стороны, определяется состав газов, обра­ зующих полость, и прежде всего отношение паров Н2 О, углекислоты и углеводородов в них, с другой — форма полостей, их взаимоотношения друг с другом, на чем следует остановиться подробнее. При этом каждый из указанных случаев является крайним и редко лишь он один проявляет­ ся в природе, хотя часто преобладание одного из них — решающее в оп­ ределении форм полостей, условий их залегания в эффузивном теле.

Образование газовых пузырей при снижении растворимости газа вследствие снижения давления при излиянии силикатной магмы на по­

верхность	наиболее	подробно рассмотрено, в том числе теоретически,
Р. С. Дж.	Спарксом	[254]. Он показал, что указанный процесс вызывает

зарождение мельчайших газовых пузырей на некоторой глубине от по­ верхности, определяющейся составом магмы, концентрацией в ней ле­ тучих, ее температурой и величиной изначального давления. Далее по направлению к поверхности эти пузыри разрастаются как за счет диф­ фузии летучих компонентов расплава по направлению к зародышам пузырей, так и за счет их коалесценции. Все это приводит к увеличению размера пузырей и росту давления в них [106], что вызывает взрыв достаточно крупных пузырей, образование открытых каверн на поверх­ ности лавы. Таким образом, для газовых пузырей, возникших в результате вскипания при снижении давления, характерны следующие особенности.

1. Приуроченность к верхней (внешней) поверхности эффузивного тела.

2. Ограниченность их распространения на глубину некоторой опре­ деленной поверхностью.

* «Трубами» здесь называются замкнутые полости, сильно вытянутые в одном направлении с овальным или круглым поперечным сечением.

34

3.Увеличение размера пузырей к наружной части от этой поверх­

ности.

4.Кавернозная поверхность эффузивного тела — результат взрыва наиболее крупных пузырей при выходе их на поверхность.

5.Морфология пузырей, увеличивающих размеры в результате диф­ фузии газа из расплава, должна быть в спокойном расплаве шаровид­ ной; пузыри, возникающие при коалесценции мелких пузырьков, должны иметь поверхность, отвечающую суммарной поверхности сливающихся пузырей-шаров, т. е. с шаровидными выступами в разных участках воз­ никающего более крупного «бородавчатого» шара. Движение расплава приведет к отклонению формы одиночных пузырей от шарообразной; соответственные изменения проявятся и на формах коалесценции.

Иная картина, наиболее полно изученная на лавовых озерах о. Га­ вайи [228, 276], наблюдается при ретроградном вскипании расплава. В этом случае наружная поверхность базальтового тела представляет собой корку закалки, толщина которой определяется составом, темпе­ ратурой и мощностью эффузивного тела, условиями его поверхностного охлаждения. Газовые пузыри здесь зарождаются у нижней границы этой корки и увеличиваются по мере продвижения внутрь тела до определен­ ной граничной поверхности, ниже которой газовые пузыри уменьшаются в размере, а затем исчезают, и которая определяется условиями охлаж­ дения основания эффузивного тела. Таким образом, пузыри в этом случае концентрируются в средней части эффузивного тела, ближе к его по­ верхности.

Важной особенностью, выявленной при изучении охлаждения таких тел, является их вспучивание на определенном этапе. Это наблюдается на лавовых озерах о. Гавайи при температуре около 1000°С и происхо­ дит при максимальном развитии газовых пузырей. Затем начинается сокращение объема эффузивного тела, его сжатие и растрескивание.

Таким образом, важнейшие морфологические особенности газовых пузырей, образующихся в результате ретроградного вскипания, и распо­ ложение их в потоке оказываются следующими.

1. Пузыри приурочены к области потока, находящейся ниже корки закалки и в целом смещенной вверх от средней его линии.

2.Размер пузырей увеличивается от корки закалки вниз, а затем снова уменьшается с глубиной.

3.Поверхность базальтового потока без каверн и ее строение опре­ деляются особенностями состава лавы и условиями ее охлаждения (канатные лавы, лавы типа аа и т. д.).

4.Морфология пузырей, как и в предыдущем случае определяется динамическим режимом расплава.

Условия появления газовых пузырей и более крупных полостей в лавовых потоках при их излиянии на диссоциирующие или обводненные породы кратко, но очень четко описаны Г. Макдональдом [208]. В этом случае (рис. 4). от подошвы потока вверх поднимаются цепочечные или столбчатые скопления газовых пузырей, протягивающиеся вверх на несколько футов. Этим же путем могут образоваться вертикальные га­ зовые замкнутые «трубки», обычно менее 1,3 см в диаметре, поднимаю­ щиеся вверх до 60 см от основания потока. Это так называемые «трубча-

35

Р и с 4. Схематический поперечный разрез лавового потока.

А — крупная газовая полость — спиракула, которая прорвала поток и достигла поверх­ ности, с некоторым количеством выброшенного из подстилающего слоя осадочного матери­

ала; Б — газовая полость,	переходящая	в	цилиндрическую	группу	газовых	пустоток;
В — цилиндрические группы	газовых пустоток; Г — трубчатая			газовая	полость,	переходя­
щая в небольшую цилиндрическую группу		газовых пустоток; Д — цепь			газовых	пустоток;
Е — трубчатая газовая полость, переходящая			в цепь газовых	пустоток; Ж — трубчатые
газовые полости. В — Ж изображены в более			крупном масштабе по сравнению с А и Б.
Стрелка показывает направление движения потока.

тые газовые полости», описанные еще в 1907 г. А. Л. Дю Тойтом. Если нижняя поверхность эффузивного потока уже затвердела и представляет собой прочную корку, то выделяющиеся газы могут вызвать взрыв с образованием зияющих цилиндрических отверстий, выходящих на поверх­ ность,— так называемых спиракул (рис. 4, А). В лавовом потоке Педрегал на окраине г. Мехико известны спиракулы до 30 м высоты [208]. Течение лавы вызывает отклонение верхушки облака газовых пузырей в сторону течения; в этом же направлении отклоняются и верхние части газовых трубок (см. рис. 4, Е — Ж).

Таким образом, основными отличительными чертами газовых пу­ зырей, образующихся указанным путем, будут следующие.

1. Приуроченность пузырей и газовых труб к подошве эффузивных

тел.

2. Цепочечное выделение газовых пузырей (каждой цепочки от своей точки генерации зародышей газовых пузырей); образование ими верти­ кальных столбчатых скоплений, отклоняющихся в верхней части при течении лавы по направлению движения потока.

3. Вертикальные тонкие газовые трубки с загнутыми верхними кон­ цами, ориентированными в направлении течения лавы.

4.Появление при коалесценции пузырей в вертикальных столбчатых скоплениях, а также смежных газовых трубок, крупных вертикальных газовых камер с сечением, приближающимся к кругу (у Г. Макдональда

[208]описаны камеры, куда помещается несколько человек).

5.Появление в некоторых из таких потоков спиракул, захватываю­ щих обломки подстилающей почвы и выносящих их на поверхность.

При захвате лавой растительных остатков, они могут разлагаться путем пиролиза, и выгорать с образованием на их месте полостей, сох­ раняющих часто исходную форму. Наибольший интерес в этом отноше­ нии представляют обломки деревьев.

36

В случае их пиролиза и неполного выгорания возникают очень своеобразные пустоты, если эти деревья предварительно были повреж­ дены древоточцами. Такие полости полностью сохраняют форму соот­ ветствующих ходов в древесине, которые позже могут, как и газовые пузыри, заполняться халцедоном и кальцитом (рис. 5). При полном вы­ горании древесины возникают древовидные, иногда ветвящиеся трубчатые

полости, в	некоторых	случаях	даже с реликтами древесной	коры [133].
В отличие	от газовых	труб,	возникающих по предыдущему	механизму,

эти «трубы» могут иметь как вертикальную, так и горизонтальную ориен­ тацию в лавовом потоке. Они могут находиться в любой его части, хотя «трубы», образующиеся при выгорании пней или несломанных де­ ревьев, располагаются в подошве эффузивного тела и имеют вертикаль­ ную ориентировку.

Таким образом, главнейшими морфологическими особенностями пустот, образующихся в эффузивных телах в результате пиролиза и вы­ горания растительных остатков, можно считать следующие.

1.Приуроченность полостей к любой части потока; как исключе­ ние,— приуроченность пустот, образующихся при выгорании пней, к по­ дошве эффузивного тела.

2.Размер пустот и их форма определяются резмером и формой соответствующих растительных остатков — это своеобразные отрица­ тельные (полые) псевдоморфозы, сохраняющие лишь морфологические особенности поверхности (рисунок коры или древесины под корой, ветв­ ление, сучки и т. п.). Особый случай представляют пустоты типа ходов древоточцев, сохраняющихся в некоторых древесных остатках, подверг­ шихся пиролизу.

3.Течение потока ориентирует соответствующим образом весь расти­

тельный	остаток целиком, а	не	«поворачивает»	вдоль течения	отдель­
ные его	части (исключение	могут	представлять	длинные трубы,	возни­

кающие по пням и подобным остаткам, закрепленным у основания в подошве потока).

Относительно труб, возникающих при истечении лавы из частично затвердевшего эффузивного тела, Г. Макдональд [208, с. 78] пишет: «В районе развития лавовых толщ на северо-востоке Калифорнии такие пещеры служили убежищем для капитана Джека и его индейских воинов во время модокских войн. Некоторые лавовые трубки прослеживаются на расстоянии более мили. Большинство из них имеет несколько футов * в диаметре, однако диаметр некоторых трубок достигает 15 м.» Особен­ ностью таких труб является близкое к горизонтальному залегание, неров­ ные внутренние поверхности — с шипами, выступами, натеками лавы, настыльными лавовыми «сосульками». В таких трубках нередко заго­ раются углеводородные газы, что приводит к оплавлению труб изнутри, образованию в некоторых местах настыльных сосулек.

* 1 фут = 0,3 м (прим. ред.).

37