|
Ближе к Каскадным горам в
формации Таскен сосредоточены вулканические брекчии, образующие
толщу мощностью около 350 м. На западе в ее составе часто встречаются прослои
конгломератов и туфов; конгломераты местами залегают также и в основании
разреза формации, несогласно на размытой поверхности меловых отложений.
Вулканические брекчии массивны, обломки в них угловаты, сравнительно редко
обнаруживают следы обработки водой. Обломков с размерами, большими, чем
лапилли, от 10 до 50%. Размеры глыб сильно варьируют на коротких расстояниях.
Наиболее крупные глыбы достигают размеров 4X7X15 м. Цемент брекчий состоит из
лапиллей и грубого и тонкого пепла. Обломки пород и осколки минералов в
цементе тоже угловаты. Состав обломков преимущественно андезитовый и
базальтовый, но в отдельных участках преобладают андезиты и дациты. Таким
образом, состав пород не постоянен и внутри толщи наблюдаются соответствующие
фациальные изменения.
Общая геологическая позиция вулканических брекчий и
изменчивость их состава, а также данные о мощностях отложений формации Таскен
позволили Андерсону определить источники питания и установить, что материал,
за счет которого образовались эти брекчии, поступал в результате разрушения
вулканических построек, располагавшихся в области Лассенского национального
парка, где имеются лавы, сходные по составу с лавами из обломков
вулканических брекчий и соответствующие им по возрасту.
Дальнейшие исследования привели Андерсона к необходимости
сравнения полученных данных о геологическом положении, составе и строении
вулканических брекчий, а также об условиях их залегания с тем, что известно
об аналогичных современных образованиях. Опираясь на результате исследований
Лакруа [402], подчеркнувшего, что происхождение вулканических брекчий весьма
разнообразно, Андерсон предложил систематику процессов, вызывавших появление
этих брекчий. При этом все брекчии он разделил на два класса: не перемещенные
водой и перемещенные водой.
Вулканические брекчии, не перемещенные водой, образуются в
результате следующих процессов: 1) разрушение куполов (breches des decroul-
ment); 2) интрузии (массивные пепериты) ; 3) трение; 4) разрушение выступов
на лавовых потоках (глыбовая лава); 5) извержения: а) вулканические, б)
пелейские, в) ультравулканские (бандайсанские); 6) деятельность сухих лавин
(Везувий).
Вулканические брекчии, перемещенные водой (конгломераты —
по Лакруа [403], Вульфу [537] и другим исследователям), связаны с процессами:
1) извержения: а) через кратерные озера, б) сопровождаемые таянием снега и
льда, в) следующие сильным дождям, г) сопровождаемые сильными дождями; 2) не
имеющие отношения к извержениям: а) обрушение запруд в кратерных озерах, б)
сильные дожди, выпадающие на незатвердевшие выбросы, в) быстрое плавление
снега и льда (гора Шаста).
Как показал Андерсон, геологические условия, в которых
наблюдаются вулканические брекчии формации Таскен, и их расположение
относительно источников питания исключают предположение о возможном их
преобразовании тем способом, каким возникают брекчии выделенного им первого
класса. Сравнивая их с продуктами вулканических извержений, он, кроме того,
пришел к выводу, что при этих извержениях наблюдается сортировка материала,
отсутствующая в изученных им брекчиях. Также нетипичны для брекчий формации
Таскен сочетания 90% вулканического песка с обломками, которые получаются при
извержениях, связанных с палящими тучами. Кроме того, углы наклона,
характеризующие условия залегания вулканических брекчий Таскенской формации,
не превышают 2—3 , что, как он считает, тоже необычно для накоплений,
образующихся из палящих туч.
Наоборот, имеются все основания сопоставлять вулканические
брекчии формации Таскен с вулканическими брекчиями второго класса. Вследствие
явлений, которые указаны Андерсоном для второго класса брекчий, образуются
мощные грязевые потоки, распространяющиеся на большие расстояния, измеряемые
многими десятками километров, а иногда превышающие даже сотню километров от
источников питания. Эти дистанции вполне соизмеримы с шириной полосы
распространения таскенских вулканических брекчий. Кроме того, Андерсон
детально анализировал геологические и петрографические данные, в результате
чего тоже пришел к выводу о том, что изученные им вулканические брекчии
относятся к продуктам деятельности грязевых потоков, перемещавших обломки
вулканических пород из горного массива, располагавшегося в прошлом
параллельно современной долине р. Сакраменто на месте Каскадных гор. Бурное
таяние снегов на этом горном массиве, а также семиаридный климат с периодами
обильных дождей благоприятствовали образованию вулканических брекчий формации
Таскен.
Дополнительные сведения о лахарах формации Таскен
приведены Лейдоном [410], указавшим, что главным источником питания лахаров
служат два крупных вулкана, расположенных к югу от Лассен-Пика: Блэк-Бьютт и
Майда. Этот вывод Лейдон подтвердил картами изопахит лахаровых отложений и
предположил, что образование лахаров связано, кроме того, с деятельностью
небольших вулканических построек и даек, сосредоточенных в местности,
прилегающей к Лассен-Пику с запада и северо-запада. Лейдон считает, что кроме
талых вод в насыщении обломочного материала и образовании лахаров важную роль
сыграли магматические (ювенильные) и метеорные (дождевые) воды.
Распространение ископаемых лахаров в настоящее
время выявили многие исследователи в различных древних вулканических
областях. Неогеновые лахары изучены на Камчатке Б.И. Пийпом в бассейне р.
Авачи. Позднее В.К. Ротман [197, 198] указал в Срединном хребте Камчатки
аналогичные олигоцен-плиоценовые отложения. Лахаровые толщи были описаны
также в Центральной Америке [533], в горах Аб- сарока и в Иеллоустонском
национальном парке [344] и во многих других местах. Крупный современный лахар
изучен на горе Рейнир в штате Вашингтон, США [329] .
В СССР известны многие примеры вулканических брекчий,
образовавшихся в результате деятельности грязевых потоков, в частности в
Казахстане. М.В. Тащининой [218], например, описаны мощные (до 400 м) толщи верхнепалеозойских туфов Центрального Казахстана, возникшие из селевых потоков, сопровождавших
вулканические извержения. Эти толщи сложены несортированными отложениями с
преобладающей тонкообломочной туфовой массой, в которой неравномерно
распределены обломки пород, различные по окатанности и составу.
Грубообломочные лахаровые брекчии указывает Т.О. Федотов [237] в живетских
отложениях района Семиз-Бугу (Центральный Казахстан). Эти брекчии
переслаиваются с риолитовыми туфами, частью спекшимися, и песчаниками; они
напоминают конгломераты, однако в них не обнаруживается ни сортировки слагающего
материала, ни слоистости. В брекчиях присутствуют глыбы игнимбритов и других
вулканических пород и мелкообломочный туфовый цемент. По мере удаления от
жерла древнего вулкана наблюдается уменьшение размеров обломков, достигающих
в прижерловой части 10 м в поперечнике. В цементе пород содержатся скопления
чешуек гидробиотита, уплощенные и ориентированные параллельно общему
напластованию. Лахаровые брекчии в Казахстане отметил среди
верхнепалеозойских и триасовых (?) отложений также Г.М. Фремд [242]. Изученные
им в горах Каратау вулканические брекчии имеют линзообразное залегание
и представлены обломками лав и "туфолав" однообразного
андезито-базальтово- го состава. Крупнообломочный плохо сортированный
материал в этих брекчиях погружен в мелкообломочную туфовую массу. Среди
юрских отложений северо-западного Кавказа сходные с лахарами породы описаны
М. Г. Ломизе [105] под названием "глинистые туфогенные
конгломераты". Таким образом, имеются весьма разнообразные сведения о
широком распространении отложений рассматриваемого типа в древних
вулканических областях различных территорий мира.
Агглютинаты и игнимбриты относятся к генетическим типам
пирокластических образований, в которых обнаруживаются следы оплавления или
спекания слагающих породу обломков. Такой тип образований особый интерес
приобретает в том плане, что необходимая для агглютинации температура может
быть получена, по-видимому, только в континентальных условиях, в сравнительно
малом удалении от центра извержений, ли^о на склонах вулканического конуса,
либо вблизи трещины или воронки.
К ряду агглютинированных пород принадлежат различные туфы
и агломераты, разнообразные по размеру слагающих породу обломков, но со
следами спекания. Ингимбриты же представляют особый тип отложений,
происхождение которого дискуссионно, хотя типичные черты установлены более
или менее строго как в отношении состава и структуры ингимбритов, так и в
отношении условий их залегания, всегда плащеобразного, перекрывающего
неровности рельефа.
Сейчас хорошо известно, что игнимбритовый генотип
характерен для обширных плато, расположенных среди обрамляющих эти плато
горных сооружений, более или менее резко выраженных в рельефе, и, таким
образом, тяготеет в ряде случаев к крупным впадинам, получившим название
вулкано-тектонических депрессий. Вместе с тем игнимбриты могут наблюдаться в
окружении вулканических конусов, что особо подчеркивал Г.С. Горшков на
основании изучения результатов извержений вулканов Безымянный и Катмай. В
докладе на симпозиуме в Ливерпуле в январе 1969 г. Г. Та- зиев сообщил [см. 235], что, по его мнению, возможен различный механизм образования
игнимбритов: во-первых, они могут возникнуть в результате эксплозий
пересыщенной газами кислой магмы, образующей подвижные пепловые потоки,
подобно тому, как это происходило в Долине Десяти Тысяч Дымов во время
Катмайского извержения 1912 г.; во-вторых, они могут представлять
"туфолавы" или "пенистые лавы", т.е. вспененные, богатые
газами лавовые потоки, известные в СССР и в Италии; в-третьих, они могут быть
излияниями потоков стекла, переполненного оплавленными обломками и лепешками
гипо- и пиромагмы, что установлено исследованиями Тазиева на вулкане Фантал в
Эфиопии. История развития взглядов на происхождение игнимбритов, таким
образом, продолжается, и, по-видимому, перевернута далеко не последняя ее
страница.
Заканчивая изложение некоторых наиболее существенных
сведений о пирокласти- ческой группе генетических типов отложений, необходимо
остановиться вкратце на проблеме их образования в морских условиях. Выше эта
проблема рассматривалась применительно к пирокластическим потокам, для
которых был указан один из примеров вероятного подводного происхождения по
установленной для таких потоков ассоциации с морскими отложениями, с которыми
они переслаиваются. В отношении агломератов и туфов следует указать, что хотя
непосредственные наблюдения за отложениями соответствующего типа осадков в
результате извержений затруднены, тем не менее и для этих генетических типов
происхождение может быть установлено аналогичным методом.
Во многих случаях в туфах, реже — в агломератах,
встречаются палеонтологические остатки, по которым тоже устанавливается
генетическая принадлежность пирокластических отложений к морским или
континентальным образованиям. Такие палеонтологические остатки чаще всего сохраняются
в тонкослоистых туфах.
Вопрос о возможном образовании пирокластических выбросов
при извержениях на океаническом дне, по-видимому, может быть решен на
основании изучения пиро- кластических пород, переслаивающихся с морскими
отложениями. В настоящее время можно утверждать, что в шельфовой зоне
пирокластические выбросы в общем обычны, но для больших глубин проблема
остается недостаточно ясной и разрешение ее возможно главным образом не путем
дискуссий о взрывной силе вулканических извержений и роли водной среды, в
которой они происходят, а на основе детального изучения океанического дна, а
также путем исследования реальных объектов, представленных различными
ассоциациями горных пород. Исследования, развернувшиеся сейчас в обоих
направлениях, вероятно, позволят в ближайшем будущем выяснить спорные вопросы
и внести необходимую ясность в проблему образования пирокластических
продуктов деятельности подводных вулканов.
|