Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Астраханский государственный университет
Геолого-географический факультет
Кафедра промысловой геологии, гидрогеологии и геохимии горючих ископаемых
Направление подготовки: 05.03.01 Геология. Бакалавриат
Профиль: Геология и геохимия горючих ископаемых
Курсовая работа
по дисциплине «Петрография»
Тема:
Вулканы и вулканические породы
Студентка Набиева В.В.
Научный руководитель:
к.г.н., доцент Головачёв И.В.
Астрахань 2018
Содержание
Введение
Глава 1. Вулканы. Общие сведения
Глава 2. География вулканов
Глава 3. Строение вулканов
Глава 4. Типы вулканов
Глава 5. Типы лавы
Глава 6. Вулканические породы
6.1 Форма залегания эффузивных пород
6.2 Химический и минеральный состав вулканических пород
Глава 7. Структурно-текстурные особенности вулканических пород
7.1 Структура вулканических пород
7.2 Текстура вулканических пород
Глава 8. Примеры вулканических пород. Обсидиан
8.1 Общая характеристика породы
8.2 Свойства породы
Заключение
Список источников
Введение
В данной научной работе мы будем рассматривать вулканы проведем полный анализ данного геологического строения полностью разобрав его по всем известным нам классификациям, а так же опишем породы являющиеся результатом вулканизма и так же классифицируем их.
На сегодняшний день актуальность данной темы приобрела новые аспекты. Говоря о вулканах можно отметить что учёные всегда стремились к их изучению, так как миру известно большое количество несчастных случаев связанных с его действием. Поэтому дальнейшее изучение данного объекта может привести к накоплению определённой информации способной прогнозировать этот пока что непредсказуемый процесс называемый -извержением вулканов. Не менее значимыми для нас являются продукты вулканической деятельности к которым относятся горные породы нашедшие применение в строительной деятельности и изучение которых с последующим выявлением новых свойств не менее актуально.
Степень изученности данного вопроса на сегодняшнее время невелика, это касается именно вулканов. Так как из-за опасных для человеческой жизни условий создается невозможность нужного для изучения приближения к объекту. Изученность же вулканических пород довольно хороша и на основе данного материала позволяет делать некоторые теоретические заключения в пользу изучения вулканов.
В нашем случае предметом исследования станут вулканы, их деятельность, а так же вулканические породы.
Целью работы станет изучение данного объекта с целью рассмотрения новых свойств и нахождения применения вулканических пород в производственной сфере.
Задачи, которые нам следует решить в данной исследовательской работе таковы:
- изучить строение вулканов
- рассмотреть какие типы данного геологического объекта принято выделять
- рассмотреть породы вулканического происхождения
- привести пример такой породы выяснив, как и где она применяется
Глава 1. Вулканы. Общие сведения
Говоря о вулканах, нужно отметить, что это конусообразные или куполовидные возвышения над каналами, трубками взрыва и трещинами в земной коре, по которым извергаются из недр газообразные продукты, лава, пепел, обломки горных пород. Проявления вулканизма представляют собой один из наиболее характерных и важных геологических процессов, имеющих огромное значение в истории развития и формирования земной коры. Ни одна область на Земле, будь то континент или океаническая впадина, складчатая область или платформа не сформировалась без участия вулканизма. Высокая практическая значимость этих явлений обусловило выбор темы курсовой работы.
На Земле около 600 действующих вулканов. Самые высокие из них находятся в Эквадоре (Котопахи - 5896 и Сангай - 5410 метров) и в Мексике (Попокатепетль - 5452 метра). В России находится четвертый в мире по высоте вулкан - это Ключевская Сопка высотой 4750 метров. Одно катастрофическое извержение случилось 8 мая 1902 года на острове Мартиника в Карибском море. За день до этого на соседнем острове проснулся вулкан Суфриер, погибло 2 тысячи человек. Жители городка Сен-Пьер на Мартинике не услышали в этом угрозы для себя - эвакуировались только две тысячи человек. А утром следующего дня три взрыва обрушили на городок раскалённую лаву и пепел. Город полностью сгорел, погибло 30 тысяч человек, горн. породы, образующиеся в результате вулканических извержений.
Именно во избежание таких потерь, как человеческих, так и финансовых мы должны изучить механизмы извержения полностью рассмотрев все факторы извержений и породы которыми сложен данный геологический объект.
В Тирренском море в группе Липарских островов есть небольшой остров Вулькано. Древние римляне считали этот остров входом в ад, а также владением бога огня и кузнечного ремесла Вулкана. По имени этого острова огнедышащие горы впоследствии стали называть вулканами. Извержение вулкана может продолжаться несколько дней и даже месяцев. После сильного извержения вулкан снова приходит в состояние покоя на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называются действующими. Есть вулканы, которые извергались в давно прошедшие времена. Некоторые из них сохранили форму красивого конуса. Об их деятельности у людей не сохранилось никаких сведений. Их называют потухшими. В древних вулканических областях встречаются глубоко разрушенные и размытые вулканы. Если подняться на вершину действующего вулкана во время его спокойного состояния, то можно увидеть кратер (по-гречески большая чаша) глубокую впадину с обрывистыми стенками, похожую на гигантскую чашу. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на дне и стенах кратера поднимаются струи и газы пара.
Иногда они спокойно выходят из под камней и щелей, а иногда вырываются бурно со свистом и шипением. Кратер наполняют удушливые газы; поднимаясь вверх, они образуют облачко на вершине вулкана. Месяцы и годы вулкан может спокойно куриться, пока не произойдет извержение. Этому событию часто предшествует землетрясение; слышится подземный гул, усиливается выделение паров и газов, сгущаются облака над вершиной вулкана. Потом под давлением газов, вырывающихся из недр земли, дно кратера взрывается. На тысячи метров выбрасываются густые черные тучи газов и паров воды, смешенных с пеплом, погружая во мрак окрестность.
Одновременно со взрывом из кратера летят куски раскаленных камней, образуя гигантские снопы искр. Из черных, густых туч на землю сыплется пепел, иногда выпадают ливневые дожди, образуя потоки грязи, скатывающейся по склонам и заливающие окрестности. Блеск молний непрерывно прорезывает мрак. Вулкан грохочет и дрожит, а по жерлу его поднимется раскаленная лава. Она бурлит, переливается через край кратера и устремляется огненным потоком по склонам вулкана, уничтожая все на своем пути. При некоторых вулканических извержениях лава не изливается. Извержение вулканов происходит также на дне морей и океанов. Об этом узнают мореплаватели, когда внезапно видят столб пара над водой или плавающую на поверхности “каменную пену” пемзу. Иногда суда наталкиваются на неожиданно проявившиеся мели, образованные новыми вулканами на дне моря. Со временем эти мели изверженной массы размываются морскими волнами и бесследно исчезают. Некоторые подводные вулканы образуют конусы, выступающие над поверхностью воды в виде островов. В древности люди не умели объяснить причины извержения вулканов. Поэтому это грозное явление природы повергало человека в ужас.
Глава 2. География вулканов
В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4 тыс. вулканов. К действующим относят вулканы, извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947. К потенциально действующим относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт. К условно потухшим вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет).
Потухшие - вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет. Современные вулканы известны во всех крупных геолого-структурных элементах и геологических районах Земли. Однако распределены они неравномерно.
Подавляющее большинство вулканов расположено в экваториальной тропической и умеренной областях. В полярных областях, за Северным и Южным полярными кругами, отмечены чрезвычайно редкие участки относительно слабой вулканической активности, обычно ограничивающиеся выделением газов. Наблюдается прямая зависимость между их количеством, и тектонической активностью района: наибольшее количество действующих вулканов в расчете, на единицу площади, приходится на островные дуги (Камчатка, Курильские острова, Индонезия) и другие горные сооружения (Южная и Северная Америка). Здесь сосредоточены также наиболее активные вулканы мира, характеризующиеся наибольшей частотой извержения.
Наименьшая плотность вулканов характерна для океанов и континентальных платформ; здесь они связаны с рифтовыми зонами - узкими и протяженными областями расколов и просадки земной коры (Восточно-Африканская рифтовая система), Срединно-Атлантический хребет. Установлено, что вулканы приурочены к тектонически-активным поясам, где происходит большинство землетрясений. Области развития вулканов характеризуются сравнительно большой раздробленностью литосферы, аномально высоким тепловым потоком (в 3-4 раза больше фоновых значений), повышенными магнитными аномалиями, возрастанием теплопроводности горных пород с глубиной.
Вулканы, расположенные на суше, хорошо изучены; для них точно определены даты прошлых извержений, известен характер вылившихся продуктов. Однако большая часть активных вулканических проявлений, по-видимому, происходит в морях и океанах, покрывающих более двух третей поверхности планеты. Изучение этих вулканов и продуктов их извержений затруднены, хотя при мощном извержении этих продуктов может оказаться так много, что сформированный ими вулканический конус показывается из воды, образуя новый остров. Так, например, в Атлантическом океане, южнее Исландии, 14 ноября 1963 г., рыбаки заметили поднимающиеся над поверхностью океана клубы дыма, а также вылетающие из-под воды камни. Через 10 дней на месте извержения уже образовался остров длиной около 900 м, шириной до 650 м и высотой до 100 м, получивший название Суртсей. Извержение продолжалось более полутора лет и завершилось лишь весной 1965 г., образовав новый вулканический остров площадью 2, км 2 и высотой 169 м над уровнем моря. Геологические исследования островов показывают, что многие из них имеют вулканическое происхождение. При частой повторяемости извержений, их большой продолжительности и обилии выделяемых продуктов могут создаваться весьма внушительные сооружения. Так, цепочка Гавайских островов вулканического происхождения представляет собой систему конусов высотой 9, 0-9, 5 км (относительно дна Тихого океана), т.е. превышающей высоту Эвереста!
Глава 3. Строение вулкана
Рис. 1. Строение вулкана [9]
Магма (расплавленная огненно-жидкая масса преимущественно силикатного состава) - возникает в земной коре или верхней мантии.
Жерло вулкана-канал по которому магма поднимается к кратеру
Кратер-углубление в виде чаши или воронки, образовавшееся на вершине или склоне вулкана в результате его активной деятельности.
Диаметр кратера может быть от десятков метров до нескольких километров, глубин от десятков до нескольких сотен метров.
Лава - раскалённая, огненно-жидкая или очень вязкая силикатная масса, изливающаяся на земную поверхность при извержении вулканов.
Вулканический пепел и газы - мелкие брызги магмы, с силой выбрасываемые из жерла вулкана застывая образуют пепел и газы на 95-98% состоят из воды, а так же из различных примесей, пыли, хлопьев вулканического пепла.
Корни вулкана, т.е. его первичный магматический очаг располагается на глубине 60-100 км в астеносферном слое.
В земной коре на глубине 20-30 км находится вторичный магматический очаг, который непосредственно и питает вулкан через жерло.
Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, которое иногда заполняется водой.
Диаметры кратеров могут быть различны, например у Ключевской сопки - 675 м, а у известного вулкана Везувий, погубившего Помпею - 568 м. После извержения кратер разрушается и образуется впадина с вертикальными стенками-кальдеры. Диаметр некоторых кальдер достигает многих километров, например кальдера вулкана Аниакчан на Аляске равна 10 км.
Иногда на склонах вулканов возникают паразитические, или побочные кратеры, через жерло которых также может извергаться определенное количество лавы.
Глава 4. Типы вулканов
- Гавайский тип вулканов. У этих вулканов не наблюдается значительного выделения паров и газов, лава у них жидкая.
- Стромболийский тип вулканов. У этих вулканов лава тоже жидкая, однако они выделяют много паров и газов, но пепла не выделяют; при остывании лава становится волнистой.
- Вулканы типа Везувия характеризуются более вязкой лавой, обильно выделяются пары, газы, вулканический пепел и другие твердые продукты извержения. При остывании лава становится глыбистой.
- Пелейский тип вулканов. Очень вязкая лава обусловливает сильные взрывы с выбросом раскаленных газов, пепла и других продуктов в виде палящих туч, все уничтожающих на своем пути, и др.