Пирокластические породы — это обломочные породы , состоящие из обломков горных пород, образовавшихся и выброшенных в результате взрывных извержений вулканов. Отдельные фрагменты горных пород известны как пирокласты . Пирокластические породы представляют собой тип вулканокластических отложений, которые представляют собой отложения, состоящие преимущественно из вулканических частиц. [1] [2] «Фреатические» пирокластические отложения представляют собой разновидность пирокластических пород, образующихся в результате паровых взрывов вулканов, и полностью состоят из случайных обломков. «Фреатомагматические» пирокластические отложения образуются в результате взрывного взаимодействия магмы с подземными водами . [3] Слово пирокластический происходит от греческого πῦρ , что означает огонь; и κλαστός , что означает сломанный.
Рыхлые скопления пирокластики описываются как тефра . Тефра может литифицироваться в пирокластическую породу в результате цементации или химических реакций в результате прохождения горячих газов ( фумарольные изменения) или грунтовых вод (например, гидротермальные изменения и диагенез ) и захоронения, или, если она внедряется при настолько высоких температурах, что мягкие стекловидные пирокласты слипаются в точках контакта и деформируются: это называется сваркой . [4]
Одним из наиболее впечатляющих типов пирокластических отложений является игнимбрит , который представляет собой отложение приземного пемзового пирокластического потока плотности (быстро текущая горячая взвесь пирокластов в газе). Игнимбриты могут представлять собой рыхлые отложения или твердую породу, и они могут погребать целые ландшафты. Объем отдельного игнимбрита может превышать 1000 км 3 , занимать площадь 20 000 км 2 и иметь толщину более 1 км, например, если он залегает в вулканической кальдере.
К пирокластам относятся ювенильные пирокластики, полученные из застывшей магмы, смешанные со случайными пирокластами, представляющими собой обломки вмещающих пород . Пирокласты разных размеров классифицируются (от самого маленького до самого большого) как вулканический пепел , лапилли или вулканические блоки (или, если они имеют признаки того, что они были горячими и расплавленными во время установки, вулканические бомбы ). Все они считаются пирокластическими, поскольку они образовались (фрагментировались) в результате вулканической эксплозивности, например, во время взрывной декомпрессии, сдвига, термического разрушения или в результате истирания и истирания в вулканическом канале, вулканической струе или потоке пирокластической плотности. [5]
Пирокластика переносится двумя основными путями: в атмосферных шлеймах извержения, из которых пирокластика оседает, образуя драпирующие топографию слои пирокластического падения , и пирокластическими плотностными потоками (ПДК) (в том числе пирокластическими потоками и пирокластическими волнами ), [6] из которых пирокластика отлагаются в виде текущих отложений пирокластической плотности, которые имеют тенденцию к утолщению и укрупнению в долинах, а также в виде тонких и мелких слоев на топографических возвышенностях.
Во время плинианских извержений пемза и пепел образуются, когда пенящаяся кислая магма фрагментируется в вулканическом канале из-за быстрого сдвига, вызванного декомпрессией и ростом микроскопических пузырьков. Затем пирокласты увлекаются горячими газами, образуя сверхзвуковую струю, которая выходит из вулкана, смешивает и нагревает холодный атмосферный воздух, образуя энергично плавучую колонну извержения , которая поднимается на несколько километров в стратосферу и вызывает авиационную опасность . [7] Частицы выпадают из шлейфов атмосферных извержений и накапливаются в виде слоев на земле, которые называются отложениями осадков. [8]
Потоки пирокластической плотности возникают, когда смесь горячих пирокластов и газов плотнее атмосферы и поэтому вместо того, чтобы плавно подниматься, она распространяется по ландшафту. Они представляют собой одну из самых больших опасностей вулкана и могут быть либо «полностью разбавленными» (разбавленные, турбулентные облака пепла, вплоть до их нижних уровней), либо «на основе гранулированной жидкости» (нижние уровни которых представляют собой концентрированную дисперсию взаимодействующие пирокласты и частично захваченный газ). [9] Первый тип иногда называют пирокластическими волнами (хотя они могут быть устойчивыми, а не «нарастающими»), а нижние части второго иногда называют пирокластическими потоками (они также могут быть устойчивыми и квазистационарными или пульсирующими). По мере своего перемещения потоки пирокластической плотности оставляют частицы на земле и увлекают за собой холодный атмосферный воздух, который затем нагревается и термически расширяется. [10] Там, где плотность тока становится достаточно разбавленной и поднимается вверх, он поднимается в атмосферу в виде «шлейфа феникса» [11] (или «шлейфа co-PDC»). [12] Эти шлейфы феникса обычно откладывают тонкие слои пепла, которые могут содержать небольшие гранулы агрегированного мелкого пепла. [13]
Гавайские извержения, такие как извержения Килауэа , производят направленную вверх струю горячих капель и сгустков магмы, взвешенных в газе; это называется фонтаном лавы [14] или «огненным фонтаном». [15] Если при приземлении они достаточно горячие и жидкие, горячие капли и сгустки магмы могут слипаться, образуя «брызги» («агглютинировать»), или полностью сливаться, образуя кластогенный поток лавы . [14] [15]
