Диатрема

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Jump to navigation Jump to search
Схема на диатрема

Диатремата представлява вертикален фуниевиден вулканичен канал със стръмни стени, образуван при експлозивно избухване на газове под земната кора и запълнен с пирокластични материали, рохкави брекчи и фрагменти от големи плутонични скали. Материалите, които попадат в канала, постепенно го запълват и диатремата нараства към повърхността. Отнася се към типа на несъгласните интрузии, т.е. пресича пластовете на скалите, в които се вмества. Това образувание е характерно за кимбърлитови, лампроитови, базанитови и някои други типове свръхалкални базични скали като мелилитити, нефелинити и някои алкални базалти.[1][2]

Формиране[редактиране | редактиране на кода]

Съществуват няколко модела, по които може да се формира една диатрема:

  • Магмен тип ерупция — Кимбърлитовата магма, която се формира дълбоко в горните части на земната мантия, на повече от 150 километра под повърхността, се изкачва по съществуващи фрактури, разломи и други слаби зони. В този тип магма се съдържат летливи вещества в голяма концентрация, особено СО2 и водни пари. Поради високото налягане в дълбоките области, те остават разтворени в нея. Изкачването на магмата става сравнително бързо и достигайки зони, близо до повърхността, високото налягане все още се уравновесява от натиска на скалите над нея. В един момент, много близо до повърхността, това равновесие се нарушава и резултира в бурно, взривно избухване на газовете, които не могат повече да бъдат задържани в магмата и разрушават всичко по пътя си, докато достигнат повърхността и се издигнат в атмосферата.[3] Освобождаването на разтворения в магмата газ създава силно флуидизирана система, в която по обем преобладават газовете.[2] Този взрив руши не само магмопровода, но и околните скали и всички твърди съставки на магмата. Газовете в канала се движат с много голяма скорост, завихрят се заедно със скалните фрагменти, и тази въртяща се маса от магма и газове формира фуниевидната зона на диатрема.[3] Обикновено системата се създава на голяма дълбочина и обемът ѝ се увеличава почти взривно с придвижването ѝ към повърхността, при което материалът от околните стени се раздробява и тръбата се уширява. Големи скални блокове се отчупват и свличат в канала, а на повърхността могат да се образуват концентрични разломи с диаметър до 2 km. При това е възможно вътрешната част на тръбата да пропадне под разлома. Запазените в горната част над тръбата пластове могат да са съставени от наслоени пирокластити, образувани от по-ранните етапи на ерупцията.[2] След утихване на изригването диатремата се запълва с тези скални късове, които се циментират във вид на брекчи.[3] В тях участват парчета от вместващите скали и магмен материал.[2]
Изригване на газове, пари и пепел от маар-диатремата Ukinrek на Алеутските острови
  • Формирането на диатремите не е свързано само с кимбърлити и лампроити. Те могат да се образуват от всякакъв вид магма. Във всички случаи налице трябва да бъдат две условия – подходящи състав на магмата и характер на скалите, в които тя се вмества. При втория тип формиране на диатреми голямо количество свързани газове се намират не в магмата, а във водата, в която тя се внедрява и превръща в пара. Това може да се случи или когато магмата преминава през наситени с вода седиментни или порьозни скали, или когато е инжектирана в голямо водно пространство, например езеро. И в двата случая това рефлектира в изригване на гореща пара, примесена със скални късове, които формират диатрема по начин, аналогичен на този при магмената ерупция.[3]
  • Според някои теории диатреми могат да се формират и при падането на болид или по-голям метеорит.[2] Възможността за електроразрядно взаимодействие между метеорита и повърхността на земята може да предизвика взрив и напълно разрушаване на болида. При наличието на студена вода в зоната на контакта, бързото ѝ нагряване води до получаването на високи температури в много ограничено пространство, а това създава крайно високи налягания с последващи експлозии.[4] Резултатът може да доведе до образуване на плитки диатреми с подземно образуване на туфозни материали.[2]
  • Съществува теория, според която диатреми могат да се формират благодарение на електрическите полета в недрата на Земята. В нейната основа заляга предположението, че силните електрически полета с неизменни електрически разряди водят до импулсно разбиване на земната кора.[4] Необходимо условие за възникването им в кората е рязкото увеличение на отрицателните заряди на повърхността, засегната от атмосферното електричество. Руските учени Воробьов, Степанов и Баласанян твърдят, че мощността на електрическите разряди в земната кора се концентрира на малка площ, което е достатъчно да се образуват експлозивни структури. Диатремите са резултат от подземни електрически разряди, техните експлозивни ефекти, свързаните с тях механични колебания на скалите в условията на силни електрически полета и разтопяване на стените на канала. Топенето на скалите произвежда горещи газове (вероятно и плазма), разтопената магма, заедно с газовете издига от горната част на мантията с голяма скорост, минава зад плазмата, унищожава върховете на канала и формира диатрема.[5]

Размери[редактиране | редактиране на кода]

Диатремите обикновено достигат до 1-2 километра в дълбочина, а наклонът на стените им е около 80°-85° спрямо хоризонталната ос. Сечението им обикновено е кръгло, до елиптично.[3]

Структура[редактиране | редактиране на кода]

Диатремата е изпълнена с масивни, хомогенни, вулканични скали, съставени от брекчи, смесени с парчета от по-стари скали, изнесени нагоре от дълбочините и дори със седиментни скали от по-високите нива. Депозитите в нея са с разнообразна структура, състав и съотношение между различните видове скална маса. В долната част са насложени последователно постъпили отпадъчни скални материали, а по-нагоре следват депозитни легла, образувани чрез утаяване на повърхността и отворени към атмосферата. Базалтовата коренна зона включва прехода от последователен магмен приток до кластични депозити, образувани чрез фрагментация на магмата. Коренната зона е с неправилна форма и се характеризира с наличието на такива кластични депозити, съставени от хаотично насложени брекчи, прорязани от криви дайки. Те представляват вътрешни фрагментирани зони и са отражение на промените в местоположението и периода на изригване.[6]

В кимбърлитовите диатреми с тях са смесени и единични кристали от различни минерали като плагиоклаз, оливин, клинопироксен, амфибол, биотит и диаманти. Те се вградени в силно променена мехурчеста матрица и са формирани или от магмата по време на нейното издигане нагоре, или са отделени от ксенолити, вложени в нея (ксенокристали). Брекчите отделят зоната на диатремата от коренната зона.[3]

Маар-диатреми[редактиране | редактиране на кода]

Базалтова формация от стара диатрема на остров Сал в Кабо Верде

Диатремата често се среща в комбинация с маар – сравнително плитък кратер, врязан в земната повърхност и заобиколен от пръстен изхвърлен скален материал. Диатремата продължава надолу под маара и достига до коренната зона на депозитите. Комбинацията може да се наблюдава както при исторически изригвания с дълбоко ерозирали маари, така и при съвременно формирани диатремни структури. Маар-диатремните изригвания са епизодични, а изхвърлените пръстени предоставят ценна информация за последователността на еруптивните процеси, но не и за образуването на диатремите.[6]

Примери[редактиране | редактиране на кода]

Примери на диатреми, асоциирани с базалтови вулкани са Kilbourne Hole в Ню Мексико. Многобройни диатреми с маари се наблюдават в планинския платовиден масив Айфел в Германия.[3] Там те изглеждат като малки кратери, заобиколени от тесни пирокластични конуси, получени от изхвърления материал с алкално-базалтов състав. Примери за такива диатреми има и в Шотландия, където те са добре видими, разкрити в остро изрязаната брегова линия. Аналогични на земните диатреми могат да се различат и на повърхността на Луната.[2]

При изригването си през 1966 година вулканът Таал във Филипините само за два дни формира в основата си диатрема с диаметър 300 метра. Предупредени от нарастването на сеизмичността и покачващите се температури на кратерното езеро, много жители на острова се евакуират и така успяват да избегнат смъртоносния пирокластичен удар. Въпреки това около 200 човека са убити при изригването и то главно от появилото се цунами в голямото езеро на калдерата, което заобикаля острова на диатремата.[7]

Източници[редактиране | редактиране на кода]