15.8. Геологическая позиция действующих вулканов и понятие о магматических очагах

В настоящее время известно около 1000 активных вулканов, разме­щенных на поверхности Земли в обособленных поясах и, реже, распо­лагающихся в виде отдельных групп (рис. 15.49). Следует оговориться, что иногда трудно установить, является ли вулкан действующим или окончательно потухшим, т. к. в ряде случаев вулканы не проявляют себя в течение тысяч лет, а потом вдруг становятся активными.

Рис. 15.49.Расположение действующих вулканов на земном шаре. Черные кружки — вулканы

Самое больше количество действующих вулканов, примерно 75 %, располагается по периферии Тихого океана в пределах так называемо­го «огненного» кольца, где они приурочены к активным континенталь­ным окраинам, конвергентным границам литосферных плит, где океа­ническая кора погружается, субдуцирует под континентальную. В результате взаимодействия холодной и тяжелой пластины океани­ческой коры и более легкой континентальной под воздействием флюи­дов и температуры образуются первичные магматические очаги,даю­щие начало целой серии вторичных очагов. Вулканизм проявляется либо в островных дугах: Алеутской, Филиппинской, Индонезийской и др., либо в пределах окраинно-континентальных вулканических поясов: Андийского, Центрально-Американского, Северо-Американского. Все эти структуры отделены от океана глубоководными желобами— зонами погружения океанических плит под континентальные. От желобов в сто­рону континентов прослеживаются наклонные зоны гипоцентров— оча­гов землетрясений, уходящих на глубину до 600 и даже 700 км. Гипоцен­тры приурочены к верхней части лсесткой и холодной океанической литосферы. Сейсмофокалъные зонывпервые были открыты в 30-х гг. XX в. под Японией К. Вадаги, в 1946 г. эти идеи развил А. Н. Завариц- кий, а в 50-х годах геофизик из США X. Беньоф. Действующие вулка­ны обычно располагаются над глубинами гипоцентров 100-200 км в сейсмофокальной зоне. Именно этот отрезок в астеносфере над суб- дуцируемой океанической плитой оказывается магмогенерирующим. Отсюда первые капли образовавшейся магмы поднимаются вверх, сли­ваясь иобразуя первичные магматические очаги,а выше еще ряд эта­жей приповерхностных очагов, из которых и происходят извержения вулканов. В Тихоокеанском кольце действующих вулканов шире все­го распространены средние и кислые породы: андезиты, дациты и ри- олиты.

Второй тип областей, в которых находятся действующие вулканы, — это океанические бассейны всех активных вулканов, в которых следует различать вулканы, приуроченные к современным рифтовым зонам,ивнутриплитные вулканы,часть из которых с «горячими точками».

Несмотря на то что в срединно-океанических хребтах очень много свежих лавовых куполов и потоков базальтов, активных современных вулканов довольно мало. Прежде всего это вулканы Исландии — ост­рова, возникшего на оси Срединно-Атлантического хребта, южнее — вулканы Азорских островов, Тристан-да-Кунья; в Индийском океане — вулканические острова Реюньон, Кергелен, Коморские. Все эти вулка­ны приурочены к дивергентным границамокеанических литосферных плит,характеризующихся обстановкой тектонического растяжения и излиянием толеитовых базальтов.

Внутриплитных океанических активных вулканов тоже не очень много. Наиболее известные — Гавайские вулканы, расположенные в центре Тихого океана. Они находятся на юго-восточном окончании Га­вайского подводного вулканического хребта и, по-видимому, приуро­чены к длительно функционирующей «горячей точке»,или «плюму».В Атлантическом океане, несколько в стороне от срединного хребта,рас­полагаются молодые вулканические острова: Зеленого Мыса, Канарс­кие, Мадейра, Св. Елены, Фернанду-ди-Норонья, Мартин-Вас.

Молодых гор вулканического происхождения в океанах очень много, и, по разным оценкам, их число превышает несколько десятков тысяч. Согласно данным Г. Макдоналда (1975), 75 % действующих вулканов находятся в Тихоокеанском кольце, около 13 % — в Атлантическом оке­ане, 1 % — в Индийском океане, остальные вулканы расположены на континентах.

В Африке активный вулканизм развит в Восточно-Африканской рифтовой зоне,где в Кении и Танзании находятся известные вулканы Ол-Доньо-Ленгаи, Меру, Телени, Кения, Элгон, Килиманджаро, Ви- рунга, Нирагонго, Ньямлагира и др. Активные вулканы есть и в Камерунском рифте в Западной Африке.

Действующие вулканы есть и в молодом Альпийско-Средиземно­морском складчатом поясе, в районе, окружающем Тирренское море, сформировавшемся в плиоцене за счет рассеянного спрединга.Это зна­менитые вулканы Липарских островов: Стромболи, Липари, Вулькано, Этна в Сицилии и, конечно, Везувий около Неаполя. В складчатом поясе очень много вулканов, которые извергались совсем недавно, не­сколько тысяч или сотен лет назад: Эльбрус, Казбек; Арарат, Немруд, Хасандаг в Турции; Демавенд в Иране и др.

В пределах России находится 51 действующий вулкан, и все они расположены на активной континентальной окраинев пределах Кам­чатки и Курильской островной дуги. В наши дни извергаются Ключев­ской и Карымский вулканы, а в 1975 г. камчатские вулканологи очень точно предсказали начало базальтовых извержений в районе вулкана Плоский Толбачик, где возникло четыре новых шлаковых конуса, а объем вулканических продуктов превысил 2 км³.

Таким образом, современное расположение действующих вулканов контролируется конвергентнымии дивергентными границамилитосфер- ных плит, а также «горячими точками»,или «плюмами».

Где и почему возникают те магмы, которые, достигая поверхности Земли, извергаются на нее из разнообразных вулканических аппаратов? Расплавленного сплошного слоя в земной коре или верхней мантии не существует. Для начала плавления твердой горной породы в глубинах Земли необходимы повышение температуры, понижение всестороннего давления и влияние флюидов. Эти факторы могут действовать как все вместе, так и но отдельности. Плавление начинается обычно в местах сочленения минеральных зерен в узлах концентрации напряжений. Это место называется первичным магматическим очагом.Образовавшиеся капли расплава стремятся в сторону уменьшения градиента давления и, перемещаясь вверх, сливаются между собой, формируя уже вторичные, или промежуточные, очаги. Если магма движется медленно, она успева­ет ассимилировать вмещающие породы или подвергнуться гравитацион­ной дифференциации, при которой в низах очага образуется более ос­новной расплав, чем в верхах. О наличии многоярусных очагов свидетельствуют геофизические исследования, например, Камчатских вул­канов, под которыми выявляются несколько «этажей» магматических очагов (рис. 15.50).

I II III

Рис. 15.50.Магматические очаги Камчатки, по сейсмическим данным (по В. А. Ермакову, С. Т. Балесте, М. И. Зубину и др.). I — вулкан Ключевской, II — вулкан Безымянный, III — вулканы Южной Камчатки. Слои земной коры: 1 — осадочный, 2 — гранитометаморфический, 3 — гранулитобазитовый. М — поверхность Мохо. Черным цветом показана магма

Очень часто наиболее высоко расположенный магматический очаг находится почти в основании вулканической постройки (рис. 15.51). Подобные близповерхностные очаги известны под Эльбрусом, Этной в Сицилии, вулканом Святой Елены в Каскадных горах США, под Га­вайскими вулканами и др.

магматический очаг

Рис. 15.51.Структурная модель вулкана .Этна (Сицилия), по сейсмическим данным.

Близповерхностный магаагический очаг располагается непосредственно под вулканом на контакте с субстратом

Очевидно, что базальтовая магма в больших объемах поступает не­посредственно из верхней мантии, например в рифтовых зонах океанов или в трапповых провинциях континентов. А кислая магма может об­разоваться как в результате процессов магматической дифференциа­ции, так и путем плавления участков гранитно-метаморфического слоя, или анатексиса.В целом можно отметить, что магматические очаги возникают либо в самых верхах мантии, либо в земной коре.

Существуют грязевые вулканы, связанные с районами развития нефтяных залежей (Апшеронский, Таманский, Керченский п-ова, Иран и др.), действующей силой в которых является не магма, а газы органического происхождения, выброс которых формирует гря­зевые вулканы, высотой в десятки и сотни метров, с кратерами, из которых изливаются потоки грязи с обломками осадочных пород (рис. 35 и 36 на цветной вклейке).

27. УХ4