Состав вулканических газов действующего базальтового вулкана Килауэуа

Гавайские острова, (объем %)

Компонент	Содержание	Компонент	Содержание
H2O	79,31	SO2	6,48
CO2	11,61	S2	0,24
CO	0,37	SO3	-
H2	0,58	H2S	-
N2	1,29	Cl2	0,05
Ar	0,04	HCl	-

Вулканы обычно интенсивно выделяют флюидную фазу («курятся») во время дождливых сезонов.

Структурное положение флюидной фазы летучих компонентов можно показать на примере кислорода, который может быть в трех формах:

- мостиковой, в кремнекислородных полианионах;

- немостиковой, в промежуточном положении между Si и Ме (=Si–O^-...Ме⁺);

- свободные ионы О^2-, ассоциирующие с ионами Ме.

Вода и другие летучие компоненты находятся в магме в растворенном молекулярно-дисперсном состоянии. При температурах 650–700^оС – в диссоциированном, а около 1200^оС в полностью диссоциированном состоянии. Количество растворенной в магме воды зависит от давления и обычно не превышает несколько весовых процентов.

Таблица 2

Растворимость Н₂О в расплаве гранита, % (масс.)

ТоС	Р (атм)
	1,0	3,6	5,0
	0,8	3,3	4,4

Максимальное количество воды, которое может быть растворено в магме, достигает 20% при давлении около 10 тысяч атмосфер.

Флюидная фаза и летучие компоненты являются главными переносчиками химических компонентов из магм и, в частности, компонентов месторождений полезных ископаемых. Если в силикатном расплаве были растворены летучие компоненты, то в процессе кристаллизации они будут отделяться от расплава, т. к. в отличие от силикатных расплавов растворимость летучих компонентов в твердом кристаллическом веществе ничтожна. Кристаллы как бы вытесняют газовую фазу из магмы, и процесс напоминает кипение. В отличие от обычного кипения процесс идет не при притоке тепла в систему, а, наоборот, при отдаче системой тепла и носит название ретроградного кипения или магматической дистилляции. Таким образом, состав горных пород отражает состав магм, исключая летучие компоненты, т. е. (по В. А. Николаеву и В. В. Доливо-Добровольскому) газовую фазу. Другими словами, состав горных пород не эквивалентен составу магм, хотя некоторая доля летучих компонентов входит в состав кристаллизующихся минералов (в мусковит, биотит, роговую обманку).

Неэквивалентность составов магм, вулканических и плутонических горных пород.

Результатом магматической дистилляции является неэквивалентность химического состава магм интрузивных и эффузивных пород, на что еще в своё время указывал В. И. Вернадский. Считается, что в быстро закристаллизованных эффузивных породах, как бы, “законсервировалась” та часть летучих компонентов и растворенных в ней соединений, которая из медленно кристаллизовавшихся интрузивных пород удалялась в процессе магматической дистилляции и при благоприятных геологических условиях могла образовывать месторождения. По разнице содержаний химических элементов в быстро и медленно закристаллизованных породах можно судить о способности, а по коэффициенту отделения даже о степени и количестве этих элементов, уходящих из магмы во флюидную фазу, а также металлогенической специализации данного интрузивного массива. Отсюда появляется принципиальная возможность оценки рудоносности магм. Подсчет способности химических элементов переходить из расплава в газово-жидкую фазу с помощью коэффициента отделения где коэффициент отделения, и - концентрации химических элементов в эффузивной и интрузивной породе. Высокие значения величин коэффициентов отделения химических элементов свидетельствуют о его больших потенциальных возможностях рудообразования в ходе магматической дистилляции. Разные значения этих величин для разных элементов свидетельствуют об их дифференцированной способности переходить из расплава во флюидную фазу.

Температура магм.

Температуры магм, полученные прямыми измерениями, главным образом в базальтовых лавовых потоках, в большинстве случаев колеблются от 900 до 1100º С. Минимальная температура андезитовой лавы, изверженной из вулкана Сантиагуита в Гватемале, равнялась С; наиболее высокие температуры - С были определены для базальтов гавайских вулканов. О температурах глубинных магм мы можем судить только по экспериментальным данным. Ультраосновные и основные магмы обладают более высокими температурами, чем средние и кислые. Они существуют и кристаллизуются в широком интервале температур, по-видимому, от С для ультраосновных расплавов до С до богатых летучими компонентами кислых магм. На температуры кристаллизации магм влияют давление и наличие в системе летучих компонентов. При увеличении давления у силикатных расплавов, содержащих летучие компоненты, температуры кристаллизации значительно снижаются, например, для гранитных расплавов с С до С.

Вязкость магм.

Этот параметр широко варьирует от пуаз (вязкость касторового масла) до пуаз (вязкость оконного стекла). Ультраосновные и основные расплавы обладают меньшей вязкостью, чем средние и кислые. Например, вязкость перидотитовых расплавов колеблется от 0,05 до 1,25 пуаз, очень низкой вязкостью обладают карбонатитовые и хромититовые расплавы ( пуаз).

Увеличение содержания летучих компонентов также влияет на вязкость магматических расплавов, снижая эту величину, поскольку они разрывают связи между цепочками кремнекислородных тетраэдров. В результате одни и те же риолитовые или трахитовые лавы могут образовывать купола и пики, если они были вязкими, но с меньшем содержанием флюидов, но могут дать потоки и покровы, если они были жидкими с высоким содержанием летучих компонентов. Вязкость магм оказывает сильное влияние на скорость их подъёма из зон магмаобразования к поверхности. Жидкие ультраосновные кимберлитовые магмы поднимаются с глубин земли со скоростью курьерского поезда.

Плотность магм.

Плотность магм пропорциональна в них содержанию SiО₂ и равномерно уменьшается от основных пород к кислым.