Pyroklastické horniny vznikají v důsledku hromadění pevných produktů sopečných emisí v důsledku explozivní sopečné činnosti. Vulkanický výron může také obsahovat úlomky hornin vybuchlých během exploze. Kromě toho se sedimentární materiál často mísí s pyroklastickým materiálem.

Pyroklastické horniny jsou tvořeny z materiálu synchronní vulkanické erupce. Sedimentární horniny, které vznikly během eroze a redepozice dříve vytvořených vulkanických hornin, nejsou pyroklastické, ale patří k vlastním sedimentárním horninám (vulkanomiktický).

Vlastnosti pyroklastických hornin:

  1. 1) přítomnost hranatých úlomků hornin a minerálů;
  2. 2) heterogenita složení a struktury;
  3. 3) nedostatek třídění;
  4. 4) malé množství cementu;
  5. 5) nedostatek dobře udržovaného vrstvení.

Vlastnosti vulkanomiktických hornin:

  1. 1) třídění odpadu podle velikosti;
  2. 2) kulatost úlomků;
  3. 3) vrstvení;
  4. 4) psamitická nebo psefytická struktura;
  5. 5) mezivrstvy s normálními sedimentárními horninami.

Pyroklastické horniny jsou mezičlánkem mezi sedimentárními a výlevnými horninami. Od pyroklastických hornin dochází k přechodu k běžným sedimentárním horninám přes sedimentárně-pyroklastické a pyroklastické-sedimentární horniny.
Na druhé straně pyroklastické horniny procházejí tufovými lávami a ignimbrity do normálních výlevných hornin.

Tufy jsou extrémně rozmanité v barvě a vzhledu horniny. Rozlišují se tmavé, modrošedé, růžovofialové, hnědošedé, zelené, světle fialové, nazelenalé atd. Zpravidla tmavší tufy odpovídají tufům základním, světlejším tufy felsické.

Klasifikace pyroklastických hornin

Volný sopečný materiál lze přeměnit na sopečné tufy. Tufy jsou z více než 90 % složeny z pyroklastického materiálu. Cement vzniká obvykle rozkladnými produkty popelovin, kterými jsou křemičitá, křemičito-karbonátová nebo křemičito-jílovitá hmota. Procesy jsou široce rozvinuté v tufech karbonizace, silicifikace, pelitizace, chloritizace, epidotizace a další sekundární změny.

Tufy se dělí na:

  • složením původní lávy (čedičová, andezitová, ryolitová aj.);
  • podle velikosti úlomků (popel, bahno, psamit, štěrk, lapilli, aglomerát);
  • podle původu trosek
    (vitroklastické – úlomky vulkanického skla,
    krystaloklastické – úlomky krystalů,
    litoklastika – úlomky hornin).

Jasanové tufy jsou nejjemněji klastické odrůdy tufu a sestávají z úlomků skla, obvykle bohatého na kyselinu křemičitou; úlomky mohou být hranaté nebo rohovité.

Andezitový tuf Lapilli. Svrchní devon, střední Kazachstán Vitroklastický tuf. Vločkovité úlomky vulkanického skla – úlomky stěn plynových bublin (průhledný řez pod mikroskopem)

Mezi popelovými tufy jsou pisolit tufy, které se vyznačují přítomností malých kulovitých částic. Tyto kuličky jsou tvořeny slepením jemných částic popela, které vypadnou ze vzduchu.

Pisolitový tuf

Pisolitový tuf. Carbon, střední Kazachstán

Viskózní lávy kyselého a středního složení po ztuhnutí často tvoří bublinky pemza. Úlomky pemzy mají obvykle světlou barvu, některé jsou lehčí než voda a mohou plavat.

READ
Jak se jmenuje rozkládací pohovka?

Kamenný kámen

Podle způsobu dopravy a ukládání se pyroklastické útvary dělí na popela, pyroklastické toky и pyroklastické vlny.

Vklady popela vznikají uvolněním horké tefry a plynu vysoko do atmosféry. Po první fázi radiálního šíření je oblak popela přenášen větrem na vzdálenost několika set až tisíců km. Jak se vzdalujete od zdroje, tloušťka vrstvy tephra a velikost částic se zmenšují a třídění se zlepšuje.

Erupce Pliniova typu s konvekčním oblakem a šířením větru. Usazeniny tefry zpočátku jednotně pokrývají krajinu a tvoří výrazné vrstvy v jezerech, ale jsou výrazně přepracovány a přerozděleny v pobřežních oblastech a mělkých mořích. (Einsele, 2000, v platném znění) Erupce sopky Calbuco v Chile

pyroklastický tok

Kolaps eruptivní kolony způsobuje pyroklastické toky
a vytváření oblaků ignimbritu a co-ignimbrite popela
s rozsáhlým spadem popela. (Einsele, 2000, ve znění pozdějších předpisů)

Pyroklastické toky vznikají při kolapsu přetížené eruptivní kolony. Jedná se o horké směsi plynů s pevnými částicemi. Vysoké koncentrace částic způsobují, že se proudění pohybuje dolů po svahu a vyplňuje prohlubně a již existující údolí. Pokud tok vstoupí do jezera nebo moře, může se na vrcholu a za nánosy pyroklastického toku vytvořit sekundární oblak popela a rozsáhlý spad popela. Masivní slinuté pyroklastické proudy se nazývají ignimbrites.

pyroklastická vlna

Základní pyroklastické vlny, částečně závislé
z úlevy. (Einsele, 2000, ve znění pozdějších předpisů)

Pyroklastické vlny mají vysokou rychlost a nízkou hustotu. Jedná se o turbulentní proudění, která jsou způsobena různými mechanismy. Pyroklastické vlny se obvykle objevují, když láva interaguje s povrchovou vodou. Mohou vytvořit oblak ve tvaru límce, který se šíří radiálně do všech směrů, podobně jako při jaderných explozích. Taková základní vlna, naložená úlomky, může dosáhnout rychlosti až 100 m/s a polámat všechny stromy a další předměty ve vzdálenosti mnoha kilometrů od místa erupce.

Ignimbrites

Dacitský ignimbrite

Dacitský ignimbrite. Horní devon, střední Kazachstán

Ignimbrites (z latinských slov “ignis” – oheň a “nimbus” – mrak) – slinuté tufy vznikající při erupcích “spalující mraky“(pyroklastické toky). Horká látka rozptýlená v oblaku se vlivem gravitace usazuje a sintruje. Kusy pemzy pod zatížením jsou orientovány v rovině kolmé na tlak. Mají podobu tenkých čoček tzv.fiamme“(v italštině – “plamen”).

Struktury pyroklastických hornin

Tuff struktura – souhrnný název pro všechny struktury vulkanických tufů bez ohledu na složení a velikost úlomků, složení, množství a strukturu pojivové hmoty. Synonymum: pyroklastický.
Aglomerát struktura – typ klastické struktury pyroklastických hornin, sestávající převážně z velkých úlomků.
Popel struktura – hornina se skládá z malých úlomků vulkanického skla, obloukových a jiných bizarních tvarů připomínajících střepy; někdy jsou spojeny malými úlomky pemzy s bublinkovou texturou.
V prostorech mezi úlomky je hmota tvořená jemně rozptýleným skelným materiálem. Často dochází k silicifikace, sericitizaci, chloritizaci a dalším změnám jak fragmentů, tak vazebné hmoty, v důsledku čehož jsou zachovány pouze relikty struktury.
Lapilnaja struktura – typ tufové struktury, vyznačující se tím, že horninové složení zahrnuje lapilli.
Vitroklastický struktura – hornina se skládá převážně z úlomků vulkanického skla, bez ohledu na jejich tvar a velikost; popel struktura je typem vitroklastické struktury. Typicky jsou skleněné úlomky uloženy v jemnozrnné pojivové hmotě, která se často skládá z atomizovaného skla a někdy struktury popela. Sopečné sklo z úlomků a pojivové hmoty může být čerstvé – amorfní, i rozložené a více či méně zkrystalizované.
Krystaloklastický struktura – hornina se skládá převážně z krystalů a jejich úlomků, které mají výrazný tvar ostrého úhlu.

READ
Jak správně vyrobit gilotinu?

Příklady pyroklastických hornin

Čedičový tuf. Hornina se skládá ze zaoblených úlomků o velikosti do 3-3,5 mm a malých nepravidelných úlomků bublinatých čedičů. Drobné fragmenty jsou zastoupeny pozměněným sklem. Vazebnou hmotou je analcim nebo uhličitan ve velkých zrnech.
Skalní struktura litovitroklastické. Čedičový tuf. Hornina se skládá z úlomků vulkanického skla o velikosti (v průměru) asi 1 mm, kulatého, hranatého nebo nepravidelného tvaru.
Skalní struktura litovitroklastické. Čedičový tuf. Hornina se skládá z pevně utěsněných a zřejmě slinutých úlomků a nepravidelných úlomků a střepů skla, ve většině případů nahrazených světle zeleným saponitem a částečně limonitizovaným.
Skalní struktura vitroklastický. Shalstein. Hornina se skládá ze subparalelně orientovaných, protáhlých a zploštělých úlomků hlavního skla a hlavní masy hornin s pseudomorfami jemně vločkovitého mastku podél protáhle zaoblených fenokrystů.
Skalní struktura litovitroklastické; textura – paralelní čočka. Andezitový tuf. Velké pyroklasty o velikosti od 2 do 6 mm patří k andezitovým porfyritům. Drobné úlomky albitu o velikosti 0,05-0,1 mm tvoří spolu s hydroxidy železa pojivovou hmotu.
Skalní struktura krystal-litoklastické. Andezitový tuf. Pyroklasty o velikosti cca 3-4 mm jsou reprezentovány rozloženým vulkanickým sklem střední zásaditosti. Pojivo se skládá z mikrokrystalické křemičité hmoty a malých destiček chloritanu.
Skalní struktura vitroklastický. Ryolitový tuf. Velké a malé krystaly a úlomky krystalů živce, rozložené barevné minerály, úlomky výlevného materiálu kyseliny sférolitové a sféruloid jsou spojeny s jemně rozptýleným pyroklastickým materiálem.
Skalní struktura krystal-litoklastické. Trachytový tuf. Fragmenty o rozměrech asi 1 mm nebo méně jsou reprezentovány felsickým vulkanickým sklem a fenokrystaly sanidinu. Vazebná hmota má popelovitou strukturu a skládá se z velmi malých úlomků vulkanického skla.
Skalní struktura krystal-vitroklastic s hmotou vázající popel.

Sedimentárně-pyroklastické a pyroklastické-sedimentární horniny

Během nanášení může být pyroklastický materiál smíchán s normálním sedimentem. Po cementaci promícháno sedimentární-pyroklastické и pyroklasticko-sedimentární plemen.

Sedimentárně-pyroklastické horniny obsahují příměs běžného sedimentárního materiálu od 10 do 50 % a jsou tzv tufity. Tufity většinou vznikají ve vodním prostředí, ale jsou známy tufity suchozemského a smíšeného původu. Speciální druh tuffitu – lahar brekcie – vzniká, když proudy bahna doprovázející sopečnou erupci sestupují z kužele do vodní nádrže. U některých tufitů bohatých na sedimentární materiál je vrstvení jasně viditelné.
Pokud má pyroklastický materiál v tufitech víceméně homogenní složení, pak lze tufity v souladu s tím nazývat „čedičový tufit“”andezitový tuffit“a tak dále.

READ
Co je moderní architektura?

Pyroklasticko-sedimentární horniny (50–90 % sedimentárního materiálu) se označují jako podobné sedimentární horniny s předponou „tuf-“(tufový pískovec, tufový konglomerát, tufový vápenec atd.).
Typické tufy vznikají přímým ukládáním pevných produktů sopečných erupcí a jejich míšením se sedimentárním materiálem. Nejčastěji se tvoří ve vodním prostředí v určité vzdálenosti od středu erupce a často vykazují vrstvení a třídění materiálu.

Původ a geologické rozšíření

Vznik všech pyroklastických hornin je spojen s erupcemi pevnin a podvodních sopek. Při tvorbě pyroklastických ložisek jsou důležité sekundární hydrochemické přeměny, ke kterým snadno dochází díky pórovitosti hornin.

Pyroklastické horniny jsou nejběžnější v oblastech, které zaznamenaly významný vertikální pohyb. V uralsko-tien-šanské vrásněné oblasti se pyroklastické horniny nacházejí ve spodním paleozoiku, zejména ve vrstvách siluru. Devonský vulkanismus je rozšířen na Altaji a Kazachstánu. Jsou přítomny v třetihorních nalezištích na Kavkaze a ve čtvrtohorních nalezištích v Zakavkazsku a Kamčatce. Ignimbrité jsou rozšířeni na Dálném východě, v Kazachstánu, Arménii, Aljašce, Novém Zélandu, Japonsku atd.

Praktická aplikace

Tufy bohaté na křemík (trasy, pucolány) jsou široce používány ve stavebnictví k výrobě cementu pro podvodní stavby.
Velmi důležité jsou produkty sekundární alterace popelových tufů – floridinové a bentonitové bělící jíly.
Některé felsické tufy se používají jako suroviny pro výrobu skleněných vláken.
Kimberlity jsou primárními zdroji diamantů.
Sopečné tufy se díky své poréznosti a měkkosti snadno pilují a jsou široce používány ve stavebnictví.

Slavné růžové tufy Artik jsou široce používány v architektuře Jerevanu

Pyroklastické horniny, pyroklasty (z řeckého pyr – “oheň” a klao – “lámání”, “lámání”), – troska skály, vzniklé v důsledku nahromadění vyvrženého materiálu během erupce sopky klastický materiál (vulkanické brekcie, tufy aj.), dále nánosy horkých mraků a horké laviny při sopečných erupcích. Mezi pyroklastické horniny patří i ložiska vzniklá při tuhnutí bahenních proudů doprovázejících sopečné erupce. Po uložení jsou pyroklastické horniny buď sintrovány, jako je tomu v případě ignimbrita, nebo podstoupit diageneze.

Post-vulkanické jevy

Po erupcích, kdy se činnost vulkánu buď navždy zastaví, nebo jen „dřímá“ na tisíce let, nastanou procesy spojené s ochlazováním magmatické komory a tzv. post-vulkanické.

Úniky sopečných plynů na povrch se nazývají fumaroly (z latinského „fumo“ – kouř). Velmi často jsou fumaroly omezeny na radiální a prstencové trhliny na sopkách. Fumarolové plyny jsou spojeny jak s primárními emanacemi z magmatické taveniny, tak s ohřevem podzemní vody a její přeměnou na páru. Fumaroly se dělí na suché, vysokoteplotní, kyselé, alkalicko-amoniakové, sírové nebo sirovodíkové (solfatars, italština „síra“ – síra), oxid uhličitý (mufety, z italštiny “Mofetta” – místo páchnoucích výparů). Slavné fumaroly sopky Solfatara u Neapole fungují beze změny tisíce let. Mofety umístěné v dutinách jsou životu nebezpečné, protože jsou těžší než vzduch, CO2 se hromadí v jejich spodní části, což způsobuje smrt lidí a zvířat.

READ
Proč jsou potřeba pozinkované postele?

Horké prameny, popř koupele, rozšířený v oblastech moderního a recentního (pliocén-kvartér) vulkanismu. Ne všechny termální lázně jsou však spojeny se sopkami, protože teplota roste s hloubkou a v oblastech se zvýšeným geotermálním gradientem se cirkulující atmosférická voda zahřívá na vysoké teploty. Horké prameny v sopečných oblastech, například v Yellowstonském parku v USA, v Itálii, na Novém Zélandu, na Kamčatce a na Kavkaze, mají proměnlivé složení vody a různé teploty, protože podzemní voda se v různém poměru mísí se sopečnými plyny a reaguje odlišně s hostitelem. skály, kterými prosakují do hloubky. Vody mohou být chlorid sodný, kyselý síran chlorid, kyselý síran, hydrogenuhličitan sodný a vápenatý atd. Termální vody často obsahují mnoho radioaktivních látek, zejména radon. Horké vody mění okolní horniny, ukládají v nich oxidy železa a sulfidy a mění je na jíl, který se mění ve vroucí bahno, jako například v oblasti Pauzhetka na Kamčatce, kde četné zurčící „kotle“ s načervenalým bahnem o teplotě jsou známy asi +100 C. Často se kolem pramenů hromadí usazeniny křemičitého kamene nebo tufu, a pokud vody obsahují uhličitan vápenatý, tak se ukládá vápenatý tuf.

gejzíry – Jedná se o horké prameny, jejichž voda periodicky tryská a je vyvrhována do výše desítek metrů. Takové prameny dostaly své jméno podle Velkého gejzíru na Islandu, jehož proud před 200 lety vystřelil každou půl hodinu do výšky 60 m. Řada gejzírů je nepochybně spojena s vulkanickými oblastmi, například na Islandu, Kamčatce, Indonésii, Kordillerách Severní Ameriky, Japonsku a dalších místech. Výška fontány u gejzírů, stejně jako teplota vody na výstupu, se velmi liší, ale obvykle se pohybuje od +75 do +100 o C. Charakteristickým rysem gejzírů je krátká životnost, často „ zemřít“ v důsledku zřícení stěn kanálu, snížení hladiny podzemní vody atd. Nejvelkolepějším gejzírem byl Waimangu (což znamená „Okřídlená voda“) na Novém Zélandu, který existoval pouhých 5 let a vyvrhl téměř polovinu mohutné fontány. kilometr nahoru. Intervaly mezi erupcemi gejzíru se liší od prvních minut až po mnoho hodin a dní. Velké množství rozpuštěných látek v horké vodě gejzírů se ukládá kolem jejich úst a vytváří shluky gejserity.

READ
K čemu slouží LED podsvícení v OLED televizorech?

Jak funguje gejzír? Nejuspokojivější mechanismus pro jeho fungování, navržený již v minulém století, je ten, že v trubkovém kanálu naplněném vodou se spodní část jeho sloupce zahřívá nad bod varu. Váha vodního sloupce však brání varu. Nakonec v určitém okamžiku začne vařit a řada expandujících bublinek vytlačí část vody ze sloupce, což okamžitě způsobí pokles tlaku na dně vodního sloupce a okamžitě začne rychlý var. Proces probíhá jako lavina, dokud se všechna voda nepromění v páru a ta vytlačí všechnu horkou vodu nahoru. Poté se kanál znovu naplní vodou, zahřeje se a celý proces začne znovu.

Geotermální energie je důležitým aspektem využití vulkanického tepla. Elektrárny na přírodní přehřátou páru fungují v Itálii (Larderello v Toskánsku), na Islandu (u Reykjavíku), v Kalifornii, na Severním ostrově Nového Zélandu, v oblasti Pauzhetka na jižní Kamčatce a na řadě dalších míst. Kombinace podmínek příznivých pro výrobu elektřiny – vysoký tlak páry, teplota nad bodem varu vody, velký přítok – se nevyskytuje příliš často. Problémy vznikají také v důsledku velmi rychlé koroze kovových trubek agresivními horkými vodami, které také usazují na stěnách trubek uhličitan vápenatý a oxid křemičitý a ucpávají je. Teplá voda se používá k vytápění domů, skleníků a skleníků.