From Wikipedia, the free encyclopedia
Вулканичните туфи (на италиански: tufo) са група порьозни скали, съставени от циментирани в твърда маса здрави, разнообразни скални и минерални късове, пемза и вулканично стъкло, които са продукти на вулканични изригвания, лавови потоци или лахари. Размерите на отломките се движат в широки граници. Вулканични туфи се получавате и от смесването на този тип скали с морски седименти.[1][2] Свързващото вещество е вулканична пепел, глинести или силициеви вещества, а понякога и продукти от разлагането на вулканичната пепел.[3]
Поради последвалият по-слаб или по-силен метаморфизъм, в туфите протичат определени промени, понякога прикриващи до известна степен първоначалния им характер. Тъй като са съставени от продукти на изригванията, те придружават само ефузивни скали. Затова тяхното присъствие служи като доказателство за вулканичния произход на тези скали и доказва, че в района някога са действали вулкани, въпреки че не са запазени други следи от тяхното съществуване.[1]
Вулканичните туфи се характеризират с фрагменти с различни размери, различни форми и различни цветове, разпръснати на фона на пореста маса.[4] Структурата им е конгломератна, пореста, а текстурата – нееднородна, плътна или грубослоиста. Формата на отломките в по-грубите туфи може да бъде кръгла (вулканични бомби), ъгловата или назъбена.[2] Характерна особеност на експлозивите туфи е, че фрагментите са несортирани, а пепелните туфи са единствените представители на групата, които могат да бъдат сравнително хомогенни.[3] Над 90% от обема на скалата са заети от пирокластичен материал, съответстващ по състав на ефузивни скали.[2]
Порьозността на вулканичните туфи достига до 40%, поради което те имат ниска топлопроводимост и добри звукоизолационни качества. Специфичното им тегло варира от 1,4 до 2,5 г/см3. Якостта им на натиск достига до 60 Mpa, а твърдостта по скалата на Моос е 3.[4] Притежават малка насипна плътност (1220 – 2250 кг/м3) и достатъчно висока якост (140 – 820 кг/см2).[5] Външният им вид е твърде разнообразен. Зависи от типа на преобладаващите вулканични продукти, техния състав, цвят, порьозност, както и доколко са видоизменени от последвалите хидрохимически процеси.[1] Цветът им може да бъде розов, червен, люляков, сивозелен, жълт, оранжев, лилаворозов, кафяв, сив, черен и др. и съответства на цвета на ефузивните скали от които са съставени.[2][5]
В състава на вулканичните туфи са включени вулканична пепел (по-малки от 0,1 мм), вулканичен пясък (зрънца с размери 0,1 – 2 мм), лапили (отломки от 2 до 64 мм), вулканични бомби (късове с големина над 64 мм.) и др.[2][6] Придружавани са и от незначително количество кластичен материал от невулканичен произход.[3]
Химическият им състав варира, съдържайки SiO2 (49 – 72%), Al2O3 (10 – 24%), Fe3O4 (2 – 6%), MgO (1 – 2,5%) и др.[4]
Вулканичните туфи се образуват при изхвърлянето на фрагменти от застинала или полузастинала лава по време на експлозивни вулканични изригвания.[5] При тези ерупции вулканът взривява скали, пепел, магма и други материали. Изхвърлените от кратера продукти се издигат във въздуха и падат обратно на земята в района около него.[7] На мястото на отлагане рохкавият кластичен материал се уплътнява и циментира. Това става в резултат от разлагането на пепелни и пясъчни частици под въздействието на горещи разтвори от вулканичен произход и тяхното пресоване и уплътняване. Туфите по-често придружават изливанията на вискозни кисели и среднокисели лави, и по-рядко – на течни, основни.[2][5] Някои от най-големите находища на витрокластични туфи в света се получават чрез изригвания през голям брой тесни пукнатини, а не от вулканичните конуси.[8]
Най-дебелият пласт от туфи обикновено се намира до кратера и намалява с отдалечаването от него. В някои случаи може да бъде най-дебел от страната по посока на вятъра или от страната на отвора, получен при насочен вулканичен взрив. Някои отлагания от туфи са с дебелина стотици метри и имат общ обем на изригване от много кубически километри. Тази огромна дебелина може да бъде създадена от еднократна ерупция, от често повтарящи се последователни изригвания, или от такива, разделени от дълги периоди от време. В близост до отдушника, туфите обикновено се състоят главно от големи блокове, слепени от вулканична пепел. С увеличаване на разстояние частиците стават все по-малки по размери и в краищата туфите са съставени главно от много фина пепел.[7]
В някои случаи около плитки вулканични кратери се образува пръстен от туфи. Тези кратери, известни като маари, са образувани от експлозии, причинени от гореща магма, влизаща в контакт със студената подземна вода. Експлозията взривява фрагменти от основните скали, тефра и пепел от кратера. Туфовите пръстени се образуват, когато тези изхвърлени материали падат обратно на земната повърхност. Диаметърът им варира от няколкостотин до няколко хиляди метра. Дебелината на пласта в непосредствена близост до кратера обикновено е няколкостотин метра и с отдалечаването от него намалява, дори и при много лек наклон, по-малък от 10 градуса.[7]
Много от туфите съдържат фрагменти от основните скали над вулканичния взрив, които нямат връзка с вулканичната активност. Тези материали се включват в състава им, когато вулканичната експлозия се случва под земята. Подземният взрив разбива горния скален слой и го изхвърля във въздуха, смесен с тефра и вулканична пепел, произведени от източника на магма в дъното на кратера. След падането им на земята те се уплътняват, слепват и се превръщат във вулканични туфи.[7]
Възможен допълнителен механизъм за образуването на много от вулканичните туфи е частичният пренос и новото отлагане на кластичен материал чрез временни водни или кални потоци.[2][5]
С течение на времето туфите могат да се преобразуват. Тези промени се изразяват в развитието на вторични минерали, в зависимост от състава на изходните скали – хлорит, серицит, епидот, глини и др.[2][5] В обширни находища туфите могат да се видоизменят значително не само като текстура, но и по химичен и минералогичен състав. Възрастта им варира от докамбрийския период до наши дни. Повечето от по-старите вулканични туфи са загубили цялата си оригинална текстура и са прекристализирали. Много от старите базалтови туфи са заместени от зелен хлорит и амфиболни шисти, а много от риолитните – от серицитни шисти.[8]
При някои изригвания на повърхността се изхвърля пенообразуваща магма, във вид на емулсия от горещи газове и нажежени скални частици, която се разпространява бързо, като светеща лавина, дори и над съвсем леки наклони. Тези образувания са силно нагорещени и светят през нощта, поради което са известни още като пламтящи облаци. Те могат да се движат в продължение на много километри, а скоростта им може да надмине 160 км/час. Под въздействието на гравитацията крайните части на тази огнена маса започват да падат и се плъзгат по склона на вулкана под формата на пламтяща лавина. Изхвърлените материали са толкова горещи, че когато се приземят, частиците все още са меки и лепкави. При удара си в земята, чрез сцепление на горещите фрагменти, стъкловидната материя слепва и се уплътнява много здраво, образувайки ивици от спечени туфи (игнимбрити). Някои отлагания могат да съдържат такива туфи в близост до отдушника, и неразградени туфи на разстояние от него, където на земята падат по-малките и по-хладни частици. Спечени туфи покриват обширни площи в Нова Зеландия, Гватемала, Перу, Националния парк Йелоустоун в САЩ и на много други места.[7][8]
Пеперитът е вид вулканичен туф, състоящ се от утаечни скали, които съдържат фрагменти от по-млад магмен материал. Носи името си заради сходството във външния му вид с черен пипер – гранули от тъмен базалт, потънали в светло оцветен варовик.[9] Образува се обикновено при подводни изригвания, когато магмата влиза в контакт с мокри утаечни скали. Тя нахлува и се смесва с неспоени или слабо споени, влажни седименти, започва да се разпада, смесва се с тях и впоследствие се уплъттнява. Терминът се отнася и до подобни смеси, получени от същите процеси над земята, протекли при контакт на лава и други горещи вулканични кластични отлагания с такива седименти.[10]
На видовете пиперит влияят много фактори – специфичните свойства на магмата и утайките, съставът и размерът на зърната, тяхното разпределение, порьозността и проницаемостта на седимента и магмата. Различават се два вида пеперити – флуидни (кълбовидни) и блокиращи. И двата са съставени от късове от магмени скали, заобиколени от утайка и обратно.
За петрографски цели туфите обикновено се класифицират според естеството на вулканичната скала, от която се състоят.[11] В зависимост от състава на доминиращите отломки, те се наричат базалтови, трахитни, андезитни, липаритови, пемзови и т.н.[11] Съдържат над 90% вулканичен материал, а туфитите – от 50 до 90%. Ако вулканичният материал е по-малко от 50%, името се посочва според преобладаващия материал с различен произход.[4]
Базалтовият туф е финозърнеста, циментирана, плътна или рохкава скала, съставена от малки и раздробени частици базалт, сред които се виждат по-големи парчета от същия вид, често примесени с фрагменти от други скали – кристали от фелдшпат, авгит, оливин, слюда, магнетит, пясъчник и други утаечни материали и фосили. Цветът им може да бъде сив, жълтокафяв, черен, тъмнозелен, червен.[11][12] Видът на скалните късове може да варира значително от по-едри и груби до дребни и заоблени. Някои от тях съдържат кръгли порести частици с диаметър от 30 и повече сантиметри.[11] В по-голямата си част материалът на туфите е сериозно разрушен, тъй като често е прорязан от вулканични жили и гнезда от варовиков шпат, арагонит и зеолити. На места се виждат останки от сладководни и морски черупки, отпечатъци от листа и овъглени и вкаменени парчета от дърво. Базалтовият туф винаги е с повече или по-малко ясно изразена слоеста структура. В нея ясно се забелязват последователните отлагания от продукти на предишни вулканични изригвания – вулканичен пясък, пепел и лапили, отмити и пренесени от водата.[12]
Когато с течение на времето базалтовите туфи се минерализират, те съдържат калцит, хлорит, серпентинит и др. Там, където лавите са били богати на нефелин или левцит туфите включват зеолити като аналцит, пренит, натролит, сколецит, хабазит, хеландит и др.[11]
Базалтовите туфи се срещат в почти всички вулканични области, вмъкнати в масивни базалтови покрития или представляват външната обвивка на базалтовите вулканични куполи.[12] Те са широко разпространени както в районите, където вулканите вече са активни, така и на териториите, където изригванията отдавна са приключили. Големи количества базалтови туфи се срещат в Исландия, Фарьорските острови, Сицилия, около Везувий, Хавайските острови, Самоа, норвежкия остров Ян Майен в Северния ледовит океан и на много други места.[11]
Риолитовите туфи съдържат пемзовидни фрагменти от вулканично стъкло и дребни парченца от риолит, състоящ се от кварц, алкален фелдшпат, плагиоклаз, биотит и др. Частиците пемза са изотропни и със светъл цвят. Най-малките обикновено са сърповидни, с формата на полумесец, което доказва, че те са получени при раздробяването на мехурчесто вулканично стъкло. Когато отлаганията все още са достатъчно горещи, те лесно се деформират и текат.[11]
С течение на времето риолитовите туфи се променят значително чрез силикация и девитрификация, което води до образуване на опал, халцедон и кварц. Често присъстват закръглени корозирали кварцови кристали, каквито се срещат в риолитните лави, което доказва произходът на този вид туфи.[11]
Районите, в които се срещат най-много риолитови туфи, са вулканичният, италиански остров Липари в Тиренско море, Исландия, Унгария, Нова Зеландия, югозападната част на САЩ и др.[11]
Андезитните туфи са червени или кафяви на цвят. Скалните фрагменти, които ги изграждат са с всякакъв размер – от огромни блокове до ситен, гранулиран прах. Кухините им са пълни с много вторични минерали като калцит, хлорит, кварц, епидот, халцедон. Естеството на оригиналната лава в микроскопичните пори почти винаги може да се разбере от формите и свойствата на ситните кристали, които се срещат в разрушената основа на вулканичното стъкло. Дори и в най-малките детайли тези древни туфи имат пълна прилика с днешните пепелни легла на Кракатау, стратовулкана Котопакси и Мон Пеле на Малките Антилски острови.[11]
Андезитните туфи са изключително често срещани. Те се намират по цялата верига на Кордилерите и Андите, в Западна Индия, Нова Зеландия, Япония, в много области на Великобритания и другаде.[11]
Трахитните туфи съдържат малко или никакъв кварц, но голямо количество санидин и анортоклаз, а понякога и фелдшпат, примесени със случайни биотит, авгит и амфибол. При изветряне те често се променят до меки червени или жълти глинести скални породи, богати на каолин и вторичен кварц. Трахитни туфи са открити на вулканичния остров Иския в Тиренско море край Неапол, по река Рейн в планинския район Зигенгебирге, в Унгария и т.н.[11]
Съществуват различни класификации на туфите, в зависимост от съставящите ги частици.[3]
Според друга класификация се делят на:[5]
![Thumb](#/media/Файл:Yerevan_Hotel_"Armenia"_05.jpg)
В начина на отлагане на материала, от който са съставени туфите, съществува определено разнообразие. В някои случаи продуктите на изригване се изхвърлят във въздуха и падат от атмосферата директно върху сушата. При други те попадат във водата и тя участва в тяхното отлагане. Понякога се образуват от смес от течна гореща кал и вулканична пепел и т.н. Всички тези видове туфи имат специални имена.[1] Някои от тях са:
Вулканичните туфи са широко разпространени по целия свят. Срещат се по склоновете и около действащи и затихнали вулкани и понякога покриват доста големи площи.[1] Намират се под формата на пластове със средна дебелина 10 – 15 м.[5] Грубите кластични туфи преобладават в зони, сравнително близо до центъра на изригването, а дребно и фино фрагментираните понякога могат да се намерят на значително разстояние от него.[2] Големи залежи има в Армения – на територията на страната има 16 находища на вулканични туфи с общ запас от 170,4 млн. м3.[5] Най-известни и красиви са виолетоворозовите и кафяворозови туфи в планината Арагац, край град Артик и жълтооранжевите край древната арменска столица Ани, която днес попада в Турция.[3] Големи находища се намират близо до Рим и Неапол в Италия, Исландия, САЩ, Кабо Верде, Грузия и др.[5]>
Вулканични туфи се срещат на много места и в България. Няколко примера:
Вулканичните туфи са здрави, издръжливи, леки, имат високи топло- и звукоизолационни свойства и декоративни качества, богата цветова гама, леки са, добиват се и се обработват лесно.[3][4] Всичко това ги прави много подходящи за употреба в строителството. Използват се като стенен и облицовъчен материал, пълнител в леките бетони, особено при подводни конструкции и най-вече в такива, изложени на действието на морската вода. От тях се изработват сложни архитектурни детайли и профили.[3][5] Вулканичните туфи и шлаки намират приложение при производството на шлакови бетонни блокове. От тях се произвеждат устойчиви бои и художествени предмети за бита.[4]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
