Состав вулканокластических отложений
Существуют вулканические обломки трех видов: обломки пород, кристаллы и их обломки интрателлурического происхождения и стекло. Вулканическое стекло наиболее важное из них, так как оно является характерным признаком пирокластического происхождения породы.
Обломки пород включают как аутигенные (ювенильные), так и инородные (случайные) глыбы. Аутигенные глыбы являются частью затвердевшей лавы, раздробленной в результате более поздних извержений; инородные глыбы являются обломками коренной породы, через которую прорывается магма. Глыбы вулканического происхождения чаще встречаются в вулканических брекчиях, которые накапливаются в ближайших от центра извержения участках. Частицы имеют в основном состав кислых афанитовых изверженных пород (при исследовании под микроскопом их часто принимают за кремни), хотя основные туфы содержат частицы андезитовых и базальтовых пород. И частицы пород, и матрикс туфов могут содержать множество микролитов.
Наибольшее распространение имеют обломки кристаллов, причем чаще всего встречаются обломки тех кристаллов, которые образуют фенокристы в лаве, например вулканогенный кварц с характерными резорбированными контурами, реже представленный кристаллами бипирамидальной формы, и полевые шпаты, обычно характеризующиеся волнистой зональностью (рис. 9-4). Наиболее характерным из них является санидин — высокотемпературный полевой шпат. Реже присутствуют, но имеют большее значение, кристаллы или обломки кристаллов амфибола, пироксена и оливина, почти вовсе не встречающиеся в обычных осадках. Кристаллы могут быть целыми или раздробленными эвгедральными. Они часто бывают покрыты тонкой оболочкой или коркой вулканического стекла. Наиболее широко распространены, по-видимому, биотитовые пластинки.
Однако в общем кристаллы ассоциируются с большим количеством вулканического стекла, которое может быть очень тонкозернистым. В случае переработки и переотложения оно может смешиваться с обычным осадочным материалом в любых пропорциях. В шлифах свежее вулканическое стекло выглядит либо бесцветным, либо бледно-желтым и характеризуется низким показателем преломления (в основном 1,50—1,52), изотропностью и, главным образом, формой. Обломки стекла кислых лав, обычно представленные причудливыми, изогнутыми, спикулоподобными формами, названы осколками (shards); осколки стекла основных лав часто имеют форму капли. Приблизительное содержание кремнезема в стекле можно определить по показателю преломления. Следовательно, в молодых отложениях можно различить несколько пеплопадов по показателю преломления стекла, слагающего их. Однако этот способ не безошибочен (рис. 9-5). Co временем стекло видоизменяется и девитрифицируется.
Некоторые кремнистые туфы, образовавшиеся в результате пепловых дождей, содержат аккреционные лапилли — пеллетоподобные мелкие тела (2—10 мм) яйцеобразной или почти сферической формы и концентрического строения (рис. 9-6). Считается, что они образуются в основном каплями дождя, падающими из облаков пепла, или в результате прокатывания лапиллей по свежей пепловой поверхности. Аккреционные лапилли не следует смешивать с пеперитами — шаровидными телами (но образованными без участия воды) 0,5—10 см в диаметре, состоящими из обсидианового вулканического стекла. Это стекло содержит пузырчатые полости, а в некоторых случаях микролиты пироксена в интерстициальном матриксе, представленном мелкозернистым кальцитом, которому глинистые минералы придают темную окраску.
Как и следовало ожидать, химический состав туфов сходен с составом изверженных пород той же группы (табл. 9-5). Состав средних и основных туфов сильно отличается от состава обычных осадков. Состав более кислых пирокластов, встречающихся чаще других, сходен с составом некоторых незрелых осадков. И в тех случаях, когда диагенез или метаморфизм скрывают или сглаживают структурные особенности и изменяют минеральный состав, довольно трудно определить их вулканическое происхождение. В подобных случаях можно воспользоваться химическими «аномалиями», обнаруженными в результатах валового химического анализа. Например, высокое соотношение Na2О/K2О (более 1,0) в аспидных сланцах свидетельствует о вулканических примесях или вулканическом происхождении, поскольку в обычных сланцах содержание К2О значительно выше содержания Na2О. Бастин дал обзор использования химических критериев для классификации осадков. Существенными признаками обычных отложений являются преобладание окиси магния над кальцием и калия над натрием, избыток окиси алюминия (по сравнению с количеством, необходимым для соотношения 1:1, в котором она находится с известью и щелочами в обычных породообразующих силикатах) и высокое содержание кремнезема. К этому следует добавить преобладание окиси железа над закисью. К сожалению, в подмеченной закономерности имеется много исключений. Состав таких осадков, как граувакки (образовавшиеся исключительно в результате механического разрушения и несортированных), во многом сходен с составом пород, из которых они образовались, и в отдельных случаях их трудно отличить от некоторых вулканических осадков на основе валового химического состава.
