Пирокластические породы — это обломочные породы, состоящие из обломков горных пород, образованных и выброшенных взрывными вулканическими извержениями. Отдельные обломки горных пород известны как пирокластические породы . Пирокластические породы — это тип вулканокластических отложений, которые представляют собой отложения, состоящие преимущественно из вулканических частиц. [1] [2] «Фреатические» пирокластические отложения — это разновидность пирокластических пород, которые образуются в результате вулканических паровых взрывов и полностью состоят из случайных обломков. «Фреатомагматические» пирокластические отложения образуются в результате взрывного взаимодействия магмы с грунтовыми водами . [3] Слово «пирокластический» происходит от греческого πῦρ , что означает огонь; и κλαστός , что означает сломанный.
Неконсолидированные скопления пирокластики описываются как тефра . Тефра может литифицироваться в пирокластическую породу путем цементации или химических реакций в результате прохождения горячих газов ( фумарольное изменение) или грунтовых вод (например, гидротермальное изменение и диагенез ) и захоронения, или, если она размещается при температурах настолько высоких, что мягкие стекловидные пирокласты слипаются в точках контакта и деформируются: это известно как сварка . [4]
Одним из самых впечатляющих типов пирокластических отложений является игнимбрит , который представляет собой отложение плотно прилегающего к земле пемзового пирокластического потока (быстро текущей горячей суспензии пирокластов в газе). Игнимбриты могут быть рыхлыми отложениями или сплошной породой, и они могут погребать целые ландшафты. Отдельный игнимбрит может превышать 1000 км 3 по объему, может покрывать 20 000 км 2 земли и может превышать 1 км по толщине, например, там, где он запружен в вулканической кальдере.
Пирокласты включают ювенильные пирокласты, полученные из охлажденной магмы, смешанной со случайными пирокластами, которые являются фрагментами вмещающей породы . Пирокласты разных размеров классифицируются (от самых маленьких до самых больших) как вулканический пепел , лапилли или вулканические блоки (или, если они демонстрируют доказательства того, что были горячими и расплавленными во время размещения, вулканические бомбы ). Все они считаются пирокластическими, потому что они были образованы (фрагментированы) вулканической эксплозивностью, например, во время взрывной декомпрессии, сдвига, термической декрепитации или истиранием и абразией в вулканическом канале, вулканической струе или пирокластическом плотном потоке. [5]
Пирокласты переносятся двумя основными способами: в атмосферных извержениях, из которых пирокласты оседают, образуя пирокластические слои, покрывающие рельеф, и пирокластические плотностные течения (PDC) (включая пирокластические потоки и пирокластические волны ) [6] , из которых пирокласты откладываются в виде пирокластических плотностных отложений, которые имеют тенденцию уплотняться и грубеть в долинах и утончаться и измельчаться над топографическими возвышенностями.
Во время плинианских извержений пемза и пепел образуются, когда пенящаяся кремниевая 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, смешивается и нагревает холодный атмосферный воздух, образуя энергично плавучую колонну извержения , которая поднимается на несколько километров в стратосферу и вызывает опасность для авиации . [7] Частицы падают из атмосферных шлейфов извержения и накапливаются в виде слоев на земле, которые описываются как отложения осадков. [8]
Пирокластические потоки плотности возникают, когда смесь горячих пирокластов и газов плотнее атмосферы и поэтому, вместо того, чтобы подниматься плавуче, распространяется по ландшафту. Они представляют собой одну из самых больших опасностей в вулкане и могут быть либо «полностью разбавленными» (разбавленные, турбулентные облака пепла, вплоть до их нижних уровней), либо «на основе гранулированной жидкости» (нижние уровни которых содержат концентрированную дисперсию взаимодействующих пирокластов и частично захваченного газа). [9] Первый тип иногда называют пирокластическими волнами (хотя они могут быть устойчивыми, а не «волнующимися»), а нижние части последнего иногда называют пирокластическими потоками (они также могут быть устойчивыми и квазиустойчивыми или волнообразными). По мере своего движения пирокластические потоки плотности осаждают частицы на земле и увлекают за собой холодный атмосферный воздух, который затем нагревается и термически расширяется. [10] Там, где поток плотности становится достаточно разреженным, чтобы подняться, он поднимается в атмосферу как «шлейф феникса» [11] (или «шлейф ко-PDC»). [12] Эти шлейфы феникса обычно оставляют 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 горячие капли и сгустки магмы достаточно горячие и жидкие, они могут слипаться, образуя «брызги» («слипаться»), или полностью слипаться, образуя кластогенный поток лавы . [14] [15]
