Шлаковый конус (или шлаковый конус [1] ) представляет собой крутой конический холм из рыхлых пирокластических фрагментов, таких как вулканический клинкер, вулканический пепел или шлак , который образовался вокруг вулканического жерла . [2] [3] Пирокластические фрагменты образуются в результате взрывных извержений или фонтанов лавы из одного, обычно цилиндрического, жерла. Когда насыщенная газом лава резко выбрасывается в воздух, она разбивается на мелкие фрагменты, которые затвердевают и падают в виде шлака, клинкера или шлака вокруг источника, образуя конус, который часто бывает симметричным; с уклонами от 30 до 40°; и почти круглый план земли. [4] Большинство шлаковых конусов имеют на вершине чашеобразный кратер . [2]
Размеры шлаковых конусов варьируются от десятков до сотен метров в высоту [3] и часто имеют чашеобразный кратер на вершине. [2] Они состоят из рыхлого пирокластического материала ( шлака или шлака ), что отличает их от конусов брызг , которые состоят из агломерированных вулканических бомб . [5]
Пирокластический материал, составляющий шлаковый конус, обычно имеет состав от базальтового до андезитового . [6] Он часто имеет стекловидную форму и содержит многочисленные пузырьки газа, «замороженные» на месте, когда магма взорвалась в воздухе, а затем быстро остыла. Фрагменты лавы размером более 64 мм в поперечнике, известные как вулканические бомбы , также являются частым продуктом извержений шлаковых конусов. [3]
Рост шлакового конуса можно разделить на четыре этапа. На первом этапе вокруг места извержения формируется кольцо шлаков с низким краем. На втором этапе кайма застраивается и за ее пределами начинает формироваться осыпной склон . Для третьей стадии характерны оползни и взрывы, разрушающие первоначальную оторочку, а для четвертой стадии характерно накопление осыпей за пределами зоны падения огарка на поверхность (баллистическая зона ). [7]
На затухающей стадии извержения шлакового конуса магма потеряла большую часть своего газового содержания. Эта обедненная газом магма не бьет фонтаном, а тихо сочится в кратер или под основание конуса в виде лавы. [8] Лава редко выходит сверху (за исключением фонтана), потому что рыхлые, несцементированные шлаки слишком слабы, чтобы выдержать давление, оказываемое расплавленной породой, когда она поднимается к поверхности через центральное отверстие. [3] Поскольку в расплавленной лаве очень мало пузырьков газа, она более плотная, чем угли, богатые пузырьками. [8] Таким образом, он часто прорывается вдоль нижней части шлакового конуса, поднимая менее плотные шлаки, как пробки на воде, и продвигается наружу, создавая поток лавы вокруг основания конуса. [8] Когда извержение заканчивается, в центре окружающего слоя лавы образуется симметричный конус пепла. [8] Если кратер полностью разрушен, оставшиеся стены образуют амфитеатр или подковообразную форму вокруг жерла.
Базальтовые шлаковые конусы — наиболее характерный тип вулканов, связанный с внутриплитным вулканизмом . [9] Они особенно распространены в связи с щелочным магматизмом , при котором извергающаяся лава обогащается оксидами натрия и калия . [10]
Шлаковые конусы также часто встречаются на склонах щитовых вулканов , стратовулканов и кальдер . [3] Например, геологи обнаружили около 100 шлаковых конусов на склонах Мауна-Кеа , щитового вулкана, расположенного на острове Гавайи . [3] Такие шлаковые конусы, вероятно, представляют собой заключительные стадии активности основного вулкана . [11] Однако большинство вулканических конусов, образовавшихся в результате извержений гавайского типа, представляют собой конусы брызг, а не шлаковые конусы из-за жидкой природы лавы. [12]
Самый известный шлаковый конус Парикутин вырос на кукурузном поле в Мексике в 1943 году из нового жерла. [3] Извержения продолжались девять лет, подняли конус на высоту 424 метра (1391 фут) и образовали потоки лавы, которые покрыли 25 км 2 (9,7 квадратных миль). [3]
Самый исторически активный шлаковый конус на Земле — Серро-Негро в Никарагуа. [3] Он входит в группу из четырех молодых шлаковых конусов к северо-западу от вулкана Лас-Пилас . С момента своего первого извержения в 1850 году оно извергалось более 20 раз, последний раз в 1995 и 1999 годах. [3]
Спутниковые изображения позволяют предположить, что шлаковые конусы встречаются и на других земных телах Солнечной системы. [13] На Марсе они были зарегистрированы на склонах горы Павонис на Фарсиде , [14] [15] в районе Гидраотес Хаос [16] на дне ущелья Копрат , [17] или на вулканическом поле. Улисс Коллес . [18] Также предполагается, что купольные структуры в холмах Мариус (на Луне) могут представлять собой лунные шлаковые конусы. [19]
Размер и форма шлаковых конусов зависят от свойств окружающей среды, поскольку различная гравитация и/или атмосферное давление могут изменить дисперсию выбрасываемых частиц шлака. [13] Например, шлаковые конусы на Марсе кажутся более чем в два раза шире, чем земные аналоги [18] , поскольку более низкое атмосферное давление и гравитация позволяют более широко рассеивать выброшенные частицы на большей площади. [13] [20] Таким образом, кажется, что извергнутого количества материала на Марсе недостаточно для того, чтобы склоны флангов достигли угла естественного откоса , и марсианские шлаковые конусы, по-видимому, управляются главным образом баллистическим распределением, а не перераспределением материала на флангах, как типичный для Земли. [20]
Шлаковые конусы часто очень симметричны, но сильные преобладающие ветры во время извержения могут вызвать большее скопление шлака на подветренной стороне жерла. [11]
Некоторые шлаковые конусы моногенетичны и образуются в результате одного короткого эпизода извержения, в результате которого образуется очень небольшой объем лавы. Извержение обычно длится всего несколько недель или месяцев, но иногда может длиться пятнадцать лет или дольше. [21] Парикутин в Мексике, Даймонд-Хед , Коко-Хед , кратер Панчбоул , гора Ле Брун из вулканического поля Колстоун-Лейкс и некоторые шлаковые конусы на Мауна-Кеа являются моногенетическими шлаковыми конусами. Однако не все шлаковые конусы моногенетичны: на некоторых древних шлаковых конусах наблюдаются интервалы почвообразования между потоками, что указывает на то, что извержения были разделены тысячами и десятками тысяч лет. [21]
Моногенетические конусы, вероятно, образуются, когда скорость поступления магмы в вулканическое поле очень низкая, а извержения распространяются в пространстве и времени. Это не позволяет любому извержению создать систему « водопровода », которая обеспечила бы легкий путь к поверхности для последующих извержений. Таким образом, каждое извержение должно найти свой собственный, независимый путь к поверхности. [22] [23]
Эта статья включает в себя общедоступные материалы из Фото-словаря вулканических терминов: Шлаковый конус. Геологическая служба США . Эта статья включает общедоступные материалы Сьюзен С. Прист; Венделл А. Даффилд; Нэнси Р. Риггс; Брайан Потуральски; Карен Малис-Кларк (2002). Вулкан Красной горы – впечатляющий и необычный шлаковый конус в Северной Аризоне. Геологическая служба США . Информационный бюллетень Геологической службы США 024-02 . Проверено 18 мая 2012 г.{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
СМИ, связанные с шлаковыми конусами (категория) на Викискладе?