Столбчатая отдельность

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]

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.

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].

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:

• 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.

• 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.