Столбчатая отдельность

Столбчатая отдельность
Медиафайлы на Викискладе

Сто́лбчатая отде́льность или призмати́ческая отде́льность — отдельность горных пород в виде колонн, особенно эффузивных основных пород (базальт и другие), в виде призматических столбов, чаще 5-6 гранных^[1]. В различных изверженных породах образуются плитчатые, прямоугольные, кубические и призматические отдельности. Указанное строение крупных застывших потоков лавы объясняется условиями охлаждения при потере тепла, происходящей неодинаково в разных направлениях^[2].

Описание

Столбчатый базальт в Фингаловой пещере

Проявление характерных трещин образуется при остывании крупных лавовых потоков, силлов, даек и других малоглубинных интрузий. Горные породы, по которым образуется столбчатая отдельность, могут быть произвольного состава, но чаще всего это базальты и долериты. Отдельные столбики могут иметь ширину от нескольких сантиметров до трех метров и высоту до 30 м. Чаще всего столбы имеют пять или шесть граней, но их количество колеблется от 3 до 7 граней^{[3][неавторитетный источник]}.

В разрезе потока лавы столбчатая отдельность занимает все внутреннее пространство от верхней глыбовой корки до лавобрекчии в основании потока, располагаясь по отношению к ним, а, соответственно, и к субстрату — перпендикулярно. Всегда в столбчатой отдельности можно увидеть неровную линию, находящуюся примерно в 1/3 расстояния от кровли до подошвы, но ближе к последней. Вдоль этой линии (в разрезе) и поверхности (в плане) происходит как бы смыкание столбов, что обусловлено процессом их роста. На каждом столбе в той или иной степени различимы поперечные трещины, либо выступы, неровности и др.формы, разделяющие столб как бы на ряд шашек из которых он и сложен^{[источник не указан 1819 дней]}.

Происхождение

Столбчатые базальтовые структуры на плато Путорана

Когда лавовый поток останавливается и начинает остывать, то быстрее всего он охлаждается сверху и медленнее снизу. Охлаждение захватывает некоторую внешнюю зону и в ней возникают термонапряжения в силу уменьшения объёма пород, образовавшихся из лавы. Но, так как они связаны с неподвижным субстратом, то в породе возникают растягивающие напряжения, и если они превысят прочность породы, то она растрескается, но не беспорядочно, а по определённым направлениям. Они возникают вследствие «выживания» только определённых центров охлаждения из многих, возникших первоначально в одном слое охлаждения. К этому центру и происходит как бы стягивание материала, а перпендикулярно этим линиям образуются плоскости трещин отрыва. Однако, они проникают только на такую глубину, на которой термонапряжения превысили прочность остывшей породы. Этот интервал глубины и выражен на столбах поперечными структурами — «следами зубила» (chisel marks — англ.). Следовательно, отдельность формируется как прерывистый процесс, причем столбы «растут» как сверху вниз, так и снизу вверх, но так как охлаждение сверху сильнее, то и столбы растут быстрее. Где-то столбы, растущие снизу и сверху встретятся и тогда возникнет неровная поверхность их встречи. Плоскость трещины всегда перпендикулярна поверхности охлаждения, то есть субстрату, что позволяет реконструировать древний рельеф, на который изливались лавы. Точно также возникает и столбчатая отдельность в интрузивных субвулканических телах^[4].

В отличие от контракционной гипотезы конвективно-контракционная модель подчеркивает главенстствующую роль конвективных течений при формировании столбчатой отдельности^[5].

Эксперименты по изучению механизмов образования столбчатой отдельности проводились в Исландии, они определили температуру 890—840° C, при которой она формируется^[6].

Примеры

В России столбчатую отдельность можно наблюдать, например:

• в экструзивных дацитах верхней толщи карамалыташской свиты эйфельского яруса у села Сафарово Челябинской области^[7][8]
• в сибирских базальтовых траппах на плато Путорана
• наглядная столбчатая отдельность находится на острове Кунашир.

Многие проявления столбчатой отдельности всемирно известны и являются памятниками природы, среди них:

• Мостовая гигантов
• Фингалова пещера
• Девилс-Тауэр
• Симфония камней
• Млетский спуск, Военно-Грузинская дорога
• Базальтовые столбы
• Брехат-ха-Мешушим

Более обширный список можно найти здесь^[англ.].

Примечания

1. Столбчатая отдельность, синоним призматическая отдельность // Геологический словарь. Том. 2. Москва: Госгеолтехиздат, 1955. С. 291.
2. Заварицкий А. Н. Изверженные горные породы Архивная копия от 27 сентября 2020 на Wayback Machine. М.: Издательство АН СССР, 1955. С. 81.
3. Столбчатая отдельность — wiki.web.ru  (рус.). wiki.web.ru. Дата обращения: 31 августа 2018. Архивировано 21 августа 2018 года.
4. Короновский Н. В. Общая геология. — М.: МГУ, 2003. — С. 300—301. — 448 с.
5. Трапезников Д. Е., Сунцев А. С., Рыбальченко Т. М. К вопросу о происхождении столбчатой отдельности в базальтах и её аналогов : Сайт. — 2012. — С. 8—15. Архивировано 1 сентября 2018 года.
6. Disclosing the temperature of columnar jointing in lavas Архивная копия от 18 ноября 2020 на Wayback Machine. Nature Communications volume 9, N 1432. 2018.
7. Тихомиров П. Л., Федоров Т. О., Борисенок В. И., Дегтярев К. Е. Уральская полевая геологическая практика. Книга 2 (Описание учебных объектов) — Всё о геологии (geo.web.ru)  (рус.). geo.web.ru. Дата обращения: 31 августа 2018. Архивировано 7 октября 2017 года.
8. Шарфман В. С. Магматические и метаморфические формации Урала. Руководство для студенческих практик. — М.: МГУ, 1987. — С. 14—16. — 188 с.

Литература

• Левинсон-Лессинг Ф. Ю. Отдельность и сланцеватость // Успехи петрографии в России. Петроград: Геологический комитет, 1923. С. 377—378.
• Трапезников Д. Е., Сунцев А. С., Рыбальченко Т. М. К вопросу о происхождении столбчатой отдельности в базальтах и её аналогов // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 2.

Ссылки

• Столбчатая отдельность в Большой энциклопедии нефти и газа.
• Столбчатая и шаровая отдельность — Базальт в БРЭ.
• Ученые поняли, как лава превращается в правильные многогранники // Газета.ru, 2018.
• Подборка базальтовых скал и колонн со всего мира