Когда магма прорвалась на поверхность

Гранитная магма как никакая другая содержит много кремнезема (до 70-75% ), поэтому она вязкая и с больших глубин только изредка прорывалась на поверхность. Вот почему вулканические породы, образовавшиеся из гранитной магмы, распространены гораздо меньше гранитов и на поверхности встречаются довольно редко. По данным профессора С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы, занимают всего 13,5% от площади распространения магматических пород в нашей стране, тогда как на долю гранитов - пород, застывших на глубине, приходится 48,7% . В геологии такие лавы называют "кислыми". Название это, конечно, не отражает их вкусовых качеств. Оно связано с высоким содержанием кремнезема в лавах, его настолько много, что он не только насыщает все основания, но и остается в избытке в виде свободного кремнезема (чаще всего кварца). А кварц можно рассматривать как ангидрид кремневой кислоты.

Другая очень важная особенность кислых лав - небольшое количество магния и железа, т. е. элементов, характерных для темноокрашенных минералов. К тому же железо и магний значительно тяжелее кремния, алюминия, калия, натрия и других элементов. Этим объясняется светлая окраска кислых вулканических пород и их сравнительная легкость.

Когда в геологической литературе идет речь о кислых вулканических породах, часто встречается слово "порфир". Оно не имеет отношения к порфире - пурпурного цвета мантии, одевавшейся монархами в торжественных случаях. Но косвенная связь есть и заключается она в том, что некоторые вулканические породы окрашены также ярко, как и пурпурная мантия. Нужно еще добавить, что порфиры, как и огромное большинство вулканических пород, обладают характерной структурой (строением), которую называют порфировой.

В кислых вулканических породах во вкрапленниках чаще всего видны кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящими гранями. Такие породы называют липаритами. Образовались они в последний этап геологической истории. Если вулканические породы пережили сложную историю и "состарились", что запечатлено в потускневших вкрапленниках полевого шпата, тогда их называют кварцевыми порфирами.

Не только кислые, но и другие вулканические породы принято делить на "юные", еще не затронутые "превратностями" геологической жизни, и "старые", перекрытые более молодыми толщами и изменившиеся под действием циркулировавших по ним подземных растворов.

Нередко случается, что лава настолько быстро застывает, что атомы и группы атомов не успевают собраться в постройки с правильным внутренним строением - кристаллы. Тогда в застывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойственное жидкости. Получается вулканическое стекло, которое по существу представляет собой переохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.

На примере вулканического стекла легко проследить связь между внутренним строением горной породы и ее свойствами. В отличие от кристаллов с их правильным расположением ионов или других элементарных частиц и соответственно способностью раскалываться вдоль некоторых плоскостей (вдоль них внутренние силы слабее всего), стекла лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннего строения. Вот почему при ударе они разбиваются на куски неправильной формы с гладким изломом и острыми краями. Эта особенность вулканического стекла была очень хорошо известна первобытному человеку и широко использовалась при изготовлении оружия и орудий труда.

В кислой магме растворено много различных газов. Когда магма подходит к поверхности и внешнее давление сильно уменьшается, из расплава начинается бурное выделение газов. В одних случаях они только вспенивают лаву и тогда после застывания образуется очень пористая вулканическая порода - пемза, своего рода каменная пена. Пустот в ней так много, а каменные перегородки настолько тонкие, что пемза становится необыкновенно легкой. Ее объемный вес меньше единицы и она плавает на воде. Небезынтересно, что кубический метр пемзы весит всего 300-350 кг, тогда как такой объем плотной лавы - не менее 2,5 т. Перегородки, разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканического стекла и, значит, достаточно крепкие, с режущими краями. Поэтому пемза издавна используется как абразив для обработки дерева, кожи и других не очень твердых материалов.

Нередко при извержении вулкана давление газов настолько велико, что лава распыляется, а застывшие участки дробятся на глыбы и куски. Этот обломочный материал вулканического происхождения может выбрасываться на высоту нескольких километров. Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкий материал в виде вулканического песка и пыли подхватывается ветром и уносится за сотни и даже тысячи километров.

Таким путем из обломочного материала вулканического происхождения образуются своеобразные породы. По природе каменного материала они сходны с вулканическими породами, а по способу накопления напоминают осадочные. Общее название таких пород - пирокластические, что в переводе с древнегреческого значит состоящие "из обломков огненного происхождения". Сначала это рыхлый материал, а когда он слежится и сцементируется, возникнут плотные породы.

Их называют вулканическими туфами. Пирокластические породы очень разнообразны и среди них есть и такие, которые по внешнему виду похожи на лавы. Всего лишь несколько десятков лет назад была раскрыта тайна происхождения огромных толщ горных пород, встречающихся в Армении, Средней Азии, на Дальнем Востоке, Северном острове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах. Удивляло, что эти породы, принимавшиеся за кислые лавы, занимают огромные площади в тысячи квадратных километров, а их мощность измеряется многими сотнями метров. А ведь хорошо известно, что кислая лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния. Детальное изучение толщ показало, что они образовались при мощных взрывах сильно нагретой лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность Земли в пластичном состоянии и сливались в компактную массу. "Сваренные" туфы назвали игнимбритами, что в переводе с латинского значит "образованные огненным ливнем".

Игнимбриты возникли при особого рода вулканических извержениях, когда по земной поверхности в облаках раскаленного газа неслись капли и куски пластичной лавы. Такие извержения не происходили в историческое время.

Игнимбриты - прекрасный естественный строительный материал. Они легко поддаются скульптурной обработке, у них удивительно красивая расцветка - на красном, оранжевом и коричневом фоне во многих местах видны черные пятна. Игнимбриты нашли широкое применение в строительстве. В столице Армянской ССР Ереване можно любоваться новыми широкими улицами и проспектами, застроенными оранжево- и коричнево-красными многоэтажными домами из игнимбритов. Особенно красив ансамбль зданий на площади им. Ленина, впитавший в себя традиционные особенности древней армянской архитектуры.

Декоративными бывают и кислые лавы, и тогда они служат прекрасным материалом для изготовления художественных изделий. На Урале, в окрестностях старинного города Невьянска, у села Аятское издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятским порфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской гранильными фабриками. Цветная палитра аятского порфира удивительно разнообразна: здесь светло-зеленый камень с белесоватыми прожилками, желтоватый с зелеными пятнами, зеленый с черными крапинками, черный, дымчатый и т. д. По своей природе аятский камень - кварцевый порфир, его декоративная внешность создана крупными вкрапленниками сероватого и желтоватого полевого шпата и секущими породу цветными минеральными жилами.