Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы

Альмеев, Ренат Рашитович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы"

На правах рукописи

АЛЬМЕЕВ Ренат Рашитович

ГЕОХИМИЯ МАГМАТИЗМА ВУЛКАНА БЕЗЫМЯННЫЙ: ПРИЗНАКИ МАНТИЙНОГО ИСТОЧНИКА И УСЛОВИЯ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ИСХОДНОЙ МАГМЫ

Специальность: 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук A.A. Арискин

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук O.A. Луканин (ГЕОХИ РАН) кандидат геолого-минералогических наук А.Д. Бабанский (ИГЕМ РАН)

Ведущая организация: Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Защита состоится « / 7 » декабря 2005 г. в '' часов на заседании Диссертационного Совета Д 002.109.02 при Институте геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН по адресу: 119991 Москва, ул. Косыгина, 19. Факс: (095) 938-20-54

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН.

Автореферат разослан «___» октября 2005 г.

Диссертационного Совета -fj 3

кандидат геолого-минералогических наук А.П. Жидикова

Ученый секретарь ^ /А t ^ и

ш 1247т

Актуальность темы. Исследования кристаллизационных процессов, проходящих в подводящих каналах и магматических камерах островодужных вулканических систем, дают информацию для оценки термодинамических условий и определения динамических факторов, контролирующих формирование главных типов магматических серий. Эти данные составляют информационный базис современных моделей образования и эволюции субдукционных магм. В случае известково-щелочных серий эти модели обычно предполагают двухстадийные схемы формирования, которые включают выплавление первичных высокомагнезиальных (ВМБ) или высокоглиноземистых (ВГБ) расплавов с последующей эволюцией по линии образования андезитов, дацитов и риолитов. Главным фактором дифференциации при этом являются процессы кристаллизации исходных и производных расплавов, которые могут сопровождаться смешением магм и контаминацией коровым материалом. В этой связи представляется важным и актуальным всестороннее изучение ассоциаций основных, средних и кислых вулканитов, для которых можно предполагать единый родительский источник и общий кристаллизационный механизм образования магматической серии. Лавы вулканов Ключевской и Безымянный представляют уникальную возможность проследить петрологическую и геохимическую эволюцию однотипных исходных магм и их дериватов, поступавших из мантии в коровые очаги и на земную поверхность.

Цель исследования. В данной работе автор поставил задачу провести систематическое исследование составов пород и минералов вулкана Безымянный на основе современных прецизионных аналитических методов. Эта задача направлена на решение следующих генетических проблем: (1) Выяснение петрогенетических соотношений между породами различных временных этапов формирования вулкана - вулканическими образованиями терминальных извержений и продуктами ареального вулканизма, слагающими многочисленные экструзивные купола. (2) Выяснение относительной роли процессов фракционной кристаллизации, ассимиляции и смешения магм при образовании данной известково-щелочной серии; (3) Оценка состава исходных магм андезитового вулкана Безымянный и природы возможной генетической связи этих расплавов с близкими по составу продуктами эволюции базальтового магматизма вулкана Ключевской; (4) Определение термодинамических условий кристаллизации магм и разработка согласованной петролого-геохимической модели формирования андезито-базальт-дацитовой серии вулкана Безымянный.

Научная новизна работы. Впервые для камчатских вулканов получен

геохимический материал, позволяющий проследить эволюцию макро- и

микроэлементного состава пород и минералов в комбинированной

магматической системе вулканов Ключевской-Безымянный, с момента

формирования первичных высокомагнезиальных мантийных магм до

образования крайних продуктов дифференциации - андезитов и дацитов.

Обоснован вывод о геохимическом родстве ГПШГЩ—эттгатгеттах образований

I ипг НАЦИОНАЛ»

БИБЛИОТЕКА С.1

•а

(дацитов и андезитов экструзивных куполов) и пород терминальных извержений (двупироксеновых и роговообманковых андезитов) вулкана Безымянный. Определен состав исходной магмы вулкана Безымянный Предложен метод учета влияния воды на фазовые равновесия, разработаны и интегрированы в программу КОМАГМАТ новые «известково-щелочные» версии геотермобарометров. Проведены расчеты фракционирования исходных водосодержащих магм вулкана Безымянный. Выявлены закономерности в поведении ряда микроэлементов, указывающие на возможную роль процессов подмешивания кислых остаточных расплавов из пограничного слоя кристаллизации к основному объему магматического резервуара.

Практическая значимость работы. На примере вулканов Ключевской и Безымянный получены петролого-геохимические данные об условиях эволюции магматической системы с момента формирования первичных высокомагнезиальных мантийных магм до образования андезитовых и дацитовых расплавов. Эти данные могут быть положены в основу разработки физико-химических и геодинамических моделей эволюции магматизма центральной Камчатки и других островодужных систем.

Фактическая основа работы. Результаты диссертационной работы основаны на изучении коллекции из 60 образцов пород вулкана Безымянный и 15 представительных базальтов Ключевского вулкана. Основную часть этой коллекции составляют образцы, любезно предоставленные А.Ю. Озеровым (ИВ ДВО РАН). 7 образцов отобраны автором при проведении работ на вулкане Ключевской в 1997 г. Андезитобазальт вулкана Камень и пять дополнительных образцов предоставил для исследования А П Максимов (ИВ ДВО РАН). 15 образцов базальтов Ключевского вулкана относятся к коллекции A.A. Арискина и Г.С. Барминой (ГЕОХИ РАН).

Постановка задачи и основной объем исследований проведены автором в коллективе лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН под руководством д.г.-м.н. A.A. Арискина Аналитические исследования пород и минералов были проведены автором под руководством проф. Джун-Ичи Кимуры в геохимической лаборатории геологического факультета университета Шимане (Япония).

Главные методы исследования - обобщение и анализ литературных данных, прецезионные химические методы анализа пород и минералов (XRF, ICP-MS, TIMS, LA-ICPMS, ЕРМА - всего более 5000 элементо-определений), методы сепарирования минералов (тяжелые жидкости, магнитосепаратор), модальный и генетический анализ ассоциаций фенокристаллов, калибровки геотермометров минерал-расплав, модернизация ЭВМ-программ, моделирующих кристаллизационные процессы, а также проведение термодинамических расчетов кристаллизации исходных магм и сопоставление полученных результатов с данными природных наблюдений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4-х глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включающих фотографии пород и

шлифов (Приложения В и С), а также таблиц, содержащих результаты химических анализов (Приложение А). Основной материал работы изложен на 238 страницах, которые содержат 16 таблиц и 90 рисунков. Список цитируемой литературы включает 387 наименований.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 4 статьи. Результаты исследований докладывались на 6 отечественных и 11 международных совещаниях и конференциях, в том числе: XIII Российском совещании по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 1995); Международной конференции посвященной 100-летию со дня рождения H.A. Елисеева (Санкт-Петербург, 1998); Международном симпозиуме посвященном 100-летию академика Д.С. Коржинского (Москва, 1999); Ежегодном семинаре экспериментаторов (Москва, 1996); Конференции молодых ученых ГЕОХИ РАН (Москва, 1999); Научной школе 8 рейса НИС "Академик Иоффе" (2000); на симпозиумах Европейского союза наук о земле EUG-IX, EUG-X (Страссбург, Франция, 1997, 1999); на конференции «Минеральные равновесия и базы данных» (Эспуу, Финдляндия, 1997); на конференциях Европейского объединения экспериментаторов EMPG-VTII и EMPG-X (Бергамо, Италия 2000 и Франкфурт, Германия 2004); на XXXI Геологическом конгрессе (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2000); на рабочем совещании по программе бурения магматического канала вулкана Унзен (Шимабара, Япония, 2002); Объединенном совещании наук о Земле и Планетах (Токио, Япония, 2002); Гольдшмитовской конференции (Курашики, Япония, 2003), 1-ой Генеральной ассамблеи Европейского союза наук о земле EGU-2004 (Ницца, Франция, 2004).

Благодарности. Автор благодарит научного руководителя д.г.-м.н. A.A. Арискина за постоянную помощь в работе, полезные советы и поддержку на протяжении всех этапов исследования. Автор признателен А.Ю. Озерову за предоставленный каменный материал, без которого данная работа была бы невозможна, а также за незабываемые впечатления геологических работ на активных вулканах Камчатки. Хочется особо поблагодарить проф. Джун Ичи Кимуру за неоценимую помощь при проведении лабораторных исследований и обсуждение полученных результатов. Автор благодарен H.H. Кононковой, за помощь при проведении микрозондовых исследований на начальном этапе работы. Автор искренне признателен А.П. Максимову и А.Ю. Озерову за обсуждения и дискуссии, позволившие обозначить «белые пятна» геологической истории влк Безымянный и во многом определившие идеологию последующих исследований. Самые теплые чувства связывают автора с друзьями и коллегами Г.С. Барминой и Г.С. Николаевым, которым хочется выразить признательность за помощь, внимание и теплую атмосферу, сложившуюся в нашей группе. Искренняя благодарность руководству и всему коллективу лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов, друзьям из лаборатории сравнительной планетологии и метеоритики. Автор выражает свою признательность многим коллегам за ценные комментарии и полезные замечания, полученные во время обсуждений различных материалов исследования. Среди них А.Б Белоусов, A.A. Борисов,

P.E. Бочарников, A.M. Бычков, Г. Вёрнер, Е И. Гордеев, Л В. Данюшевский, Дж. Девайн, Дж. Джилл, X. Ивамори, В.В. Калугин, Е.В. Коптев-Дворников, Дж. Лиз, А.П. Максимов, Г С. Николаев, А.Ю. Озеров, П.Ю. Плечов, М.В Портнягин, Б. Розер, X. Сато, С.А. Силантьев, Т. Сугавара, Ф. Хольте, C.B. Хубуная, Т.Г. Чурикова, О.И. Яковлев. Автор благодарен Н.И. Андрееву за первые уроки геологических и минералогических исследований на Урале.

Во ВВЕДЕНИИ показана актуальность комплексного исследования пород вулканов Ключевской-Безымянный (Камчатка) в плане проблемы построения генерализованной модели образования известково-щелочных магм островных дуг, а также перечислены наиболее важные нерешенные на данный момент петрологические вопросы, касающиеся природы и масштабов процессов, происходящих в подводящих каналах вулканических систем. В целях развития обобщенной модели глубинной эволюции и магматизма вулканов Ключевской-Безымянный (Озеров и др, 1997) сформулированы задачи работы и обоснована необходимость получения новых геохимических данных, подчеркивающих кристаллизационную природу петрогенетических соотношений между породами этих двух вулканических центров, а также между породами различных временных этапов формирования вулкана Безымянный - вулканическими образованиями терминальных извержений и продуктами ареального вулканизма (дацитовые экструзивные купола).

ГЛАВА 1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В первой главе рассмотрено геологическое положение и изотопно-геохимическая характеристика Ключевской группы вулканов в пределах Камчатского сегмента Курило-Камчатской островной дуги. Дана сравнительная характеристика магматизма вулканов Ключевской и Безымянный, включающая описание строения вулканических аппаратов, их питающих систем, а также характера эруптивной деятельности. Кратко описаны немногочисленные геохимические данные. Обзор выполнен с использованием данных (Горшков и Богоявленская, 1965, Utnasinetal, 1976; Иванов, 1976; Ермаков, 1977; Брайцева и Кирьянов, 1982; Кадик и др., 1986; Брайцева и др., 1990; Богоявленская и др, 1991; Брайцева и др., 1994; Kersting and Arculus, 1995; Федотов и др, 1985; Арискин и др, 1995; Kepezhinskas et al, 1997; Озеров и др, 1997; Волынец и др , 1997; Derendorf et al., 2000; Малышев, 2000; Churikova et al, 2001). Представлена обобщенная петролого-геохимическая модель глубинной эволюции и питания вулканической системы Ключевской-Безымянный (Озеров и др, 1997) и описана возможная схема изобарического фракционирования родительских ВГБ-магм в магматической камере вулкана Безымянный. Отдельный раздел посвящен общим вопросам кристаллизационного происхождения высокоглиноземистых базальтов и андезитов и их принципиальной генетической связи в островодужном магмогенезисе. Рассмотрены результаты экспериментов с андезитами вулкана Безымянный (Кадик и dp, 1986) и представлен обзор новейших экспериментальных данных по изучению фазовых равновесий в андезитах.

ГЛАВА 2. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОД

В Главе 2 представлены результаты изучения химического и изотопного состава пород вулканов Ключевской и Безымянный. Эти разделы предваряет обзор методов аналитических исследований, а также подробное петрографическое описание пород, включающее анализ результатов модального анализа пропорций вкрапленников и основной массы для 16 репрезентативных образцов В работе предложена новая петрохимическая типизация пород вулкана Безымянный, основанная на результатах кластеризации химических составов в отношении главных петрогенных оксидов1. Всего было выделено пять статистически значимых типов пород, отвечающих андезито-базальтам (В-1), двупироксеновым (2Рх-) андезитам (В-2), Орхг-андезитам (В-3), //¿/-андезитам (В-4) и дацитам (В-5). Таким образом, петрохимические типы андезитов выделенные в настоящей работе, имеют ясную фазовую интерпретацию, связанную с условиями стабильности главных минеральных фаз. Предложенное деление отвечает смене набора кристаллизующихся минералов при эволюции андезитовых расплавов вдоль котектических и перитектических линий.

40 45 50 55 60 65 70 Si02, вес.%

56 60 64 68 Si02, вес.%

S з

9 2

и.

tholeiitic

caïc-alkaline

48 52

56 60 64

Si02, вес.%

68 72

FeO

Na20+K20

MgO

Рис. 1. Породы вулканов Ключевской и Безымянный на классификационных диаграммах: (я) Na20+K20 - Si02 (TAS-диаграмма, {Le Maître et ai, T989)); (б) диаграмма K20-Si02 для разделения субщелочных порол; (в) FeO/MgO-SiO, {Miyashiro, 1974) и (г) диаграмма AFM (Irvine and Baragar, 1971) разграничивающие поля дифференцированных толеитовых и известково-шелочных серий.

' Проведенная типизация продилжае! работу (Арискин и др., 1995), в которой было выделено 4 петрохимяческих типа базальтов Ключевского вулкана: высокомагнезиальные (К-1), магнезиальные (К-2), глиноземистые (К-3) и высокоглиноземистые (К-4).

Вариации главных и примесных элементов

Согласно классификационным схемам, базальты вулкана Ключевской и андезито-базальты, андезиты и дациты вулкана Безымянный образуют типичную для островных дуг среднекалиевую известково-щелочную серию пород (Рис. 1). Валовые составы пород варьируют в широком диапазоне: 52-68 вес.% 8Ю2, 12-0.9 вес.% М§0, 0.6-1.9 вес.% К20. Показатель магнезиальное™ пород (№^#=М£/(М^+Ре)) уменьшается монотонно от значений 0.7 в ВМБ до 0.3 в дацитах. В «базальтовом» диапазоне составов, при переходе от ВМБ к ВГБ, при существенном понижении концентрации М§0, содержание кремнезема изменяется незначительно, РеО101 остается практически постоянным, а концентрации А1203 и ТЮ2 растут (Рис. 2). Переход от глиноземистых базальтов к более дифференцированным лавам происходит при содержании около 6% MgO и характеризуется изломом на линии эволюции БЮг (Рис. 2). Кремнеземистость пород начинает быстро нарастать на фоне резкого понижения содержаний ТЮ2 и РеО10'. Глинозем перестает расти, и далее его концентрации остаются практически постоянными.

В целом, вариации главных компонентов пород вулканов имеют две примечательные характеристики: сублинейность петрохимических трендов, особенно в отношении несовме-

стимых компонентов (К20, Р205, Ма20), и наличие перегиба эволюционных линий для минералооб-разующих оксидов. Если первое обстоятельство позволяет сделать предположение об общем источнике выплавления первичных магм базальтов и андезитов, то второе наблюдение уже имеет отношение к последующим процессам фракционирования, характер которых определяется кристаллизацией различных ассоциаций минералов.

С ростом индекса дифференциации пород когерентные микроэлементы обнаруживают аналогичные зависимости, выражающиеся в линейности и изломах геохимических трендов (Рис. 3). Наиболее эффективно N1 и Сг уменьшаются в области базальтовых составов при эволюции расплавов вдоль 01+ Срх+Брт котектики, где оливин демонстрирует максимум содержаний в кристаллизующейся ассоциа-

ацо.

вЮ:

А1А

МдО

48 52 56 60 64 68 72

-ТеО

оо &ЗЯЛ .

о влк Ключевской

влк Баычянный

Рис. 2. Вариации петрогенных оксидов (в вес.%) для швестково-шелочной серии пород вулканов Ключевской и Безымянный.

ции минералов. Относительные пропорции клинопироксена повышаются при переходе к андезито-базальтам и андезитам, что выражается в ускоренном обеднении Бс. Концентрации V, У, и НШЕЕ (например УЬ) на начальных стадиях эволюции растут, а при переходе к андезитам, наоборот, демонстрируют обеднение, указывающее на присутствие магнетита (V) и амфибола (У, НЮВЕ) в качестве кристаллизующихся фаз. Поведение вг и Оа контролируется процессами кристаллизации и возможной аккумуляции плагиоклаза.

Содержания всех высоко несовместимых элементов (и, ТЬ, РЬ, №, П, ЯЪ, гг, Щ ЬКЕЕ и др.) растут в породах и демонстрируют «наследственность» геохимических характеристик в последовательности основных, средних и более кислых вулканитов. Концентрации этих элементов испытывают примерно 3-х кратное обогащение, при переходе от ВМБ к дацитам. В рамках концепции кристаллизационной дифференциации такое поведение можно связать с ~70% фракционированием исходной родительской магмы.

Индикаторные отношения КЬ/Та, Ва/Ьа, Ь'/ТЬ и др. образуют почти горизонтальные тренды, которые указывают на общность источника родительских магм для пород вулканов Ключевской и Безымянный (Рис. 4). Являясь ультранесовместимыми элементами, они накапливаются в расплавах, а их отношения практически не меняются в ходе эволюции магматических расплавов в закрытой

800 600 400 20« 0 50

0 420

m* P

<tP

200 150 100 50 0 300

200 100 0 3 2 1 • 0 ■

«XI <5*

14 12 10 8 6 4 2 0

MgO, вес.%

14 12 10 8 в 4 2 0

М^О, вес.%

Рис. 3. Вариации совместимых микроэлементов (в частях на миллион) в породах вулканов Клгочевской-Безычяиный. Условные обозначения как на Рис. 2.

20 15 10 5 0

50 40 30 20 10

1200 800 400 О

♦ ит Nb/Ta 1°о

♦ N-MORB

Zr/Hf 10 ♦ \ f

Ba/La

S«»/.'

La/Yb

]♦ \-MORB

K/Rb 10

05 03 0.0

Th/U ^jtiç-.îr*

♦

1S-MORB

00 06 12 Th, ppm

06 12 Th, ppm

Рис. 4. Индикаторные отношения элементов-примесей в зависимости от индекса дифференциации (Th) в лавах вулканов Ключевской-Безымянный. Горизонтальные тренды свидетельствуют в пользу однотипности геохимических характеристик родительских магм вулканов. Понижение K/Rb и рост La/Yb отношений в лавах вулкана Безымянный указывает на возможное фракционирование амфибола. Для сравнении, приведены элемент-элементные отношения базальта типа N-MORB, (Sun and McDonough, 1989). Условные обозначения как на Рис. 2.

системе. В противоположность этому, отношения La/Yb и K/Rb в лавах вулкана Безымянный непостоянны. Понижение K/Rb и рост La/Yb отношений указывает на возможное фракционирование амфибола, имеющего высокие коэффициенты распределения минерал-расплав (Д) для К и Yb (Глава 4, Рис. 14).

На Рис. 5 изображены хондрит-норма-лизованные спектры редких земель в лавах вулканов Ключевской и Безымянный. Близкий характер распределения REE в базальтах и андезитах отражает, во-первых, типичное для островных дуг обобщение LREE относительно HREE (см. сравнение с NMORB), а во-вторых, указывает на общность геохимического источника родительских магм. При общей согласованности МОЖНО отметить И бо- Спектры REE, нормализованные на С1-хондрит (Suit and

McDonough, 1989) в лавах вулканов Ключевской и Безымянный, лее тонкие различия. 6

Переход от ВМБ к ВГБ происходит на фоне простого увеличения содержания REE. В андезитах это повышение сопровождается изгибом спектров в сторону обогащения легкими и обеднения тяжелыми редкими землями. Эта тенденция еще более усиливается в дацитах, что может указывать на заметное увеличение доли роговой обманки в кристаллизующемся материале. Одним из важных следствий анализа спектров REE является отсутствие в породах вулканов Ключевской и Безымянный положительной Eu-аномалии, что свидетельствует о высоком потенциале кислорода в процессе кристаллизации, сопровождающейся фракционированием плагиоклаза.

На многоэлементной «спайдер»-диаграмме, лавы изученных вулканов демонстрируют однотипные геохимические спектры, характерные для острово-дужных вулканитов. По сравнению с MORB породы обеднены HREE, Nb, Та, и обогащены крупноионными литофильными элементами, образуя положительные пики для Pb, Ва, Sr и К. Согласованность этих микроэлементных спектров, прослеживается от наиболее примитивных ВМБ до андезитов и дацитов, и однозначно указывает на общую геохимическую родословную этих пород. Эти геохимические данные являются сильным аргументом в пользу существования единого мантийного источника, с которым связано формирование родительских магм для лав вулканов Ключевской и Безымянный.

ВМБ-ВГБ 100

Орх-апдезиты (B-III)

la Се Pr NdSmEu Gd Tb Dy Но ErTmYb Lu U Ce Pr NdSmEuGd Tb Dy Ho ErTmYblu

100ц . 100-

Hhl-андешты (B-IV)

1 ^ андезито-бюалъты (B-l)

N-MORB BMB

1-L

ВМБ

T-1-1-1-1—1-1-\—!—!-1-1-1—I-

La Ce Pr NdSmEu Cd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr NdSmEu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yblu

100

2Рх-андезиты (B-II)

100-

10-:

дациты (B-V)

BMb

N-MORB

у//1 Ключ«*ской-Беэыиянный '' (ясе анализы)

—I—I—1—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—

La Ci Pr NdSmEuGdTbDyHo Er TmYb Lu La Ce Pr NdSmFundTbDyHo Er TmYb Lu

^ 0.5131 ^ 0.5130

8 182 ill' 18 6 190 !,*РЬГРЬ 1 1 1 19 4 19 8 е

ШРЬ/ШРЬ О1 Ьан и МалАнгнттОД

ja па, iHft-TH xof k4ai ic« не ВС OX *•

ОТ Хоти

> г У Кничтим ЬД - /¿Л У ">

A icvicKKH О/ Тндоок»» сиис мох

0.7030 0 7032

0 7038 0 7040

IS б 19 0

жРЬ/даРЬ

0.7014 0 7036

"Sr/"Sr б

Рис. 6. (я) и (б) U3Nd/'44 Nd и "Sr/^Sr изотопные отношения в породах вулканов Ключевской-Безымянный: (а) общая характеристика пород Камчатки в сравнении с вулканитами дру-гих островных дуг; (б) трехкомпонентное смешение между источником базальтов срединно-океаннческих хребтов (MORB), флюидом субдуцируюшей океанической литосферы и обогащенным источником OIB, предложенное для объяснения вариаций изоюпных отношений для вулканических пород различных вулканических зон Камчатки - Срединного Хребта (СХ), Центрально-Камчатской Депрессии (ЦКД) и Восючного Вулканического Фронта (ВВФ) (из (IChurlkova et al„ 2001) с новыми данными), (в) и (/) - изотопные отношения го8РЬ/204РЬ, Pb/ZMPb и !MPb/J04Pb в породах вулканов Ключевской и Безымянный.

Изотопная систематика Sr, Nd и Pb

На диаграмме l43Nd/l44Nd - 87Sr/86Sr составы вулканитов Камчатки расположены вблизи поля типичных N-MORB, и по сравнению с другими островными дугами имеют несколько повышенные значения ,4jNd/i44Nd и пониженные 87Sr/86Sr, образуя на диаграмме относительно компактное поле вариаций изотопных отношений (Рис. 6). В отличие от остальных вулканических пород этой провинции, лавы вулканов Ключевской и Безымянный, (как и другие вулканиты ЦКД, включая группу Шивелуча), характеризуются небольшим обогащением радиогенным стронцием (Рис. 6). Это может свидетельствовать о том, что в область мантийного источника под вулканами Ключевской группы могли попадать флюиды, образовавшиеся в результате дегидратации субдуцирующей океанической литосферы (Kepezhinskas et al, 1997; Churlkova et a!., 2001). Предполагается, что такие флюиды обогащены Sr, имеют более высокие отношения Sr/Nd, и, поэтому, могут влиять на геохимические характеристики вещества мантийного клина в отношении изотопов Sr при неизменных изотопных отношениях Nd (Ellam and Hawkesworth, 1988).

Изотопная систематика свинца также указывает на тип мантийного источника, близкий деплетированному источнику базальтов срединно-океанических хребтов. На диаграммах отношений 208Pb/204Pb - 206Pb/204Pb и 207РЬ /204РЬ - 206РЬ/ 204РЬ, составы камчатских лав расположены в пределах поля тихоокеанских MORB и, наряду с вулканитами западных Алеутских островов, включая Командорские острова и подводный вулкан Пийпа (Рис. б), характеризуются наиболее низкими изотопными отношениями свинца в сравнении с другими островными дугами. Низкие значения 208РЬ/204РЬ и 207РЬ/ 04РЬ указывают на незначительный вклад в область магмообразования материала океанических осадков субдуцирующей океанической литосферы, обогащенного радиогенным свинцом (Ellam and Hawkesworth, 1988).

Полученные нами геохимические и изотопные данные свидетельствуют об отсутствии признаков ассимиляции и существенной контаминации коровым материалом в процессе магмогенеза вулкана Безымянный.

Аппроксимация составов расплавов валовыми составами пород

Общее содержание фенокристаллов в изученных лавах варьирует от 7 до 24 об.%, причем модальные пропорции вкрапленников не коррелируют с концентрациями несовместимых главных и примесных элементов. Данные об этих пропорциях и средних составах фенокристаллов для заданных валовых составов пород были использованы для оценки составов магматических расплавов (основных масс), которые вынесли кристаллы к поверхности. Практически все расчетные составы основных масс располагаются на петрохи-мических трендах и имеют чуть более дифференцированный состав по сравнению с "исходной" породой (Рис. 7). Это однозначно указывает, что петро-химические тренды лав вулканов Ключевской и Безымянный действительно аппроксимируют крупномасштабную эволюцию реально существовавших магматических жидкостей. Соответствие рассчитанных составов для большинства основных масс и наблюдаемых петрохимических трендов свидетельствует в пользу того, что вулканические породы представляют собой смеси расплавов и кристаллов, которые находились в близких к котектическим пропорциях, а валовые составы пород хорошо аппроксимируют тренды расплавов, которые контролировались последовательной сменой котектических парагенезисов.

Петрохимические тренды и расплавные включения

На Рис. 7 представлено сравнение характеристик магматических расплавов как макросистем, представленных основной массой вулканитов, и расплав-ных включений в минералах, как микросистем, отражающих вариации состава жидкой фазы в масштабах нескольких десятков микрон. Расплавные включения в оливинах из ВГБ Ключевского вулкана (Миронов и др, 2001) демонстрируют заметно более высокую степень неоднородности захваченного материала, но группируются вблизи реальных котектических расплавов. Некоторые из этих включений по составу перекрываются с высокоглиноземистыми продуктами эволюции ключевских магм и андезито-базальтами вулкана Безымянный, что подтверждает существование высокоглиноземисшх андезито-базальтовых расплавов в системах вулканов Ключевской и Безымянный. Это можно также рас-

сматривать как дополнительное свидетельство в пользу генетической связи между породами двух вулканических центров.

Расплавные включения в плагиоклазах из НЫ-андезитов (Толстых и др, 1999) имеют явно выраженный кислый характер, и относительно петрохи-мического тренда лав резко отличаются по содержанию КгО, поведению ТЮ2 и Ыа20 (Рис. 7). Авторы этих работ пришли к выводу о кумулятивном происхождении андезитов, представляющих взвесь кристаллов плагиоклаза в продуктах смешения расплавов даци-тового и риолитового состава. Подобная интерпре- ■ РВвО!изВГБ пары точек- порода-растав ТаЦИЯ андезитов предпо- 1 РВ в Р! из андезитов лавы вулкана Безымянный

ЛагаеТ, ЧТО собственно ан- Рис. 7. Сравнение составов основных масс, рассчитанных на дезиТОВЫХ (тем более осиове результатов модального анализа с составами расплав-

андезито-базальтовых) расплавов в истории вулкана Безымянный не существовало, а процессы

магматической эволюции сводились к механическому смешению риолит-дацитовых жидкостей и вкрапленников плагиоклаза. При этом состав магматических жидкостей по своим петрохимическим характеристикам отличался от составов пород. Представленные в настоящей диссертации материалы показывают, что подобный взгляд на происхождение андезитовых магм поддержки не находит. Напротив, данные по геохимии пород и закономерной эволюции котектических парагенезисов в системах вулканов Ключевской и Безымянный указывают на формирование широкого спектра дифференциатов андезито-базальтовой магмы - от андезитов до дацитов.

Оценка состава родительской магмы вулкана Безымянный

Андезито-базальты вулкана Безымянный по содержаниям главных и совместимых примесных элементов близки ВГБ вулкана Ключевской. Они также имеют одинаковый нормативный состав и практически не различимы на

ных включений (РВ) из оливинов ВГБ Ключевского (Миронов и др., 2001) и из плагиоклазов андезитов Безымянного (Толстых и др., 1999). Составы основных масс изображены ромбами, соединенными линиями с составами пород.

псевдотройных фазовых диаграммах (Глава 4) Одновременно ВГБ являются наиболее дифференцированными продуктами фракционирования ключевской магмы. Таким образом, в пределах всей комбинированной вулканической серии, от ВМБ до дацитов, составы андезито-базальтов (как и ВГБ) маркируют точку излома петрохимических и геохимических трендов (Рис. 2 и 3). Из этого следует, что андезито-базальтовые расплавы могут представлять родительскую магму вулкана Безымянный (Табл 1). Вместе с тем, по содержанию умеренно несовместимых и ультранесовместимых элементов, в сравнении с наиболее дифференцированными ВГБ Ключевского, андезито-базальтовые расплавы вулкана Безымянный представляют более примитивный материал, отвечающий меньшей степени фракционирования родительских ВМБ-магм.

Таблица 1. Средний состав андезито-базальтов влк Безымянный, принятый в качестве состава родительской магмы в сравнении с составом первичной ВМБ-магмы и средним составом ВГБ.

Порода Образец ею. ТЮ2 А120, ЯеО МпО СаО Иа20 к,о Р,0<

ВМБ КХ-03 51 82 0 83 13 34 8 85 0 16 11 86 1027 2 17 0 58 0 12 0 70

ВГБ средний состав 54 46 1 12 17 59 8 55 0 15 5 13 8.09 3 47 1 22 021 051

Андезито-базальт средний состав 53.16 1.08 17 90 9 15 0 17 5 47 8 89 3 10 0 92 0 18 0 52

Микроэлементы

Порода Образец Сг ва N1 РЬ вс &г V Ва ИГ Та Т1 РЬ | ТЬ и

ВМБ К1-03 760 14 186 34 35 242 236 202 1 6 0 1 0.05 2 | 04 02

ВГБ средний состав 39 19 29 33 26 368 266 393 26 02 0 08 3 07 0.5

Андезито -базальт средний состав 22 18 19 29 30 302 282 290 23 02 0 08 4 05 03

ЛЕЕ

Порода Образец Ьа Се Рг N(1 5п1 Ей | 0(1 ТЬ Оу Но Ег Гш УЬ Ьи

ВМБ КЮЗ 4 10 1 6 8 2.2 08 127 04 3 06 1 6 02 1 6 02

ВГБ средний состав 7 18 27 13 3.4 1 1 3 8 0.6 4 08 2 1 03 22 03

Андезито -базальт средний состав 5 14 23 11 3.1 1 1 3 7 06 4 08 23 04 24 04

Геохимическая систематика экструзивных куполов и свидетельства различных режимов фракционирования магмы в камере

Вулканиты разных временных этапов, а именно, породы ареальных образований, формировавшихся до возникновения собственно вулкана Безымянный (большинство экструзивных куполов), и породы терминальных извержений вулкана Безымянный (лавовые и пирокластические потоки), а также породы экструзивных куполов, образовавшихся синхронно с вулканом имеют систематические различия в отношении Р205 и Ъс. По содержанию Р205 и Ъх лавы этапов формирования вулкана «Пра-Безымянный» и «Безымянный» имеют близкие концентрации в начале и в конце петрохимических трендов, для, соответственно, наиболее примитивных и наиболее дифференцированных составов (Рис. 8). Вулканиты первой временной группы, с ростом БЮг демонстрируют повышение концентрации Р205 и 7г до значений 8Ю2~64 вес.%

и -67 вес.% соответственно, после чего испытывают резкое обеднение этим компонентом. Породы второй временной группы демонстрируют постоянное поведение Р2О5 или менее заметное увеличение 7х с ростом индекса дифференциации, и лежат на линии, соединяющей родительские андезито-базальтовые и наиболее дифференцированные дацитовые расплавы. В случае остальных некогерентных элементов (Ьа, Сб, ТЬ, и, Щ 1л и др.) все лавы вулкана Безымянный лежат на продолжении тренда Ключевского вулкана, независимо от времени излияния. Подобное резкое изменение направленности петрохимических трендов для Р205 и Ъх (лавы этапа «Пра-Безымянный»), естественно связать с присутствием апатита (Р2О5) и циркона (7л) в составе кристаллизующихся минеральных ассоциаций.

Аз

4 6

MgO

180 1 Zr,ppm "Лра-Беучянный"

/ г-... ак

/[£>Л,--^ Ч

"Безымянный"

Si02

ISO п Zr'PPm 160 140

120 100 -80 60

О о ¿9 ¿>

0.5 1.0 1.5

к2о

+ базальты влк Ключевской

2.0

SiO,

андезитобазальты влк Безымянный

Лавовые (LF) в пирокластические потоки (PF):

♦ LF-JKB-1) • LF-lVm-ll) А LF-VI (В-III) °

PF-1997 (B-III)

Экструзии временного этапа Экструзии временного этапа

"Пра-Безымянный ": "Безымянный ":

Д-1 О - 2 О-З X -4 А -5 ©-б <8>-7 Q-8 0-9

Рис. 8. Вариации содержаний Р20< и Zr в породах вулкана Безымянный, представляющих различные временные этапы его формирования (Брайцева и Ар., 1990J. Незакрашенными символами обозначены лавы этапа «Пра-Безымянный», включающие породы экорулш Плотина (номер 1 на рисунке), Ступенчатый (2), Двуглавый (3), Гладкий и Правильный (4), а также близкий к ним в геохимическом отиошенни, но относящийся к этапу (В) купол Треугольный Зуб (8). Залитыми символами изображены породы этапа становления вулкана («Безымянный») начиная с периода активизации (п.а.) В - и заканчивая B-III: экструзии Экспедиции (6) и Экструзивный Гребень (9) (п.а. В), лавовые потоки II (п.а. B-I), экструзивный купол Лохматый (7) и лавовые потоки IV (п.а. B-II), и, наконец, лавовые потоки VI и пирокластический поток 1997 г. (п.а. B-III). Дациты купола Расчлененный (5), обозначенные серыми треугольниками, принадлежат к первому этапу формирования вулкана.

Выявленные закономерности в поведении Р205 и Zr указывают на возможную роль процессов подмешивания кислых остаточных расплавов из пограничного слоя кристаллизации к основному объему магматического резервуара (boundary layer fractionation, BLF). Эти явления могут сопровождать и оказывать определенное влияние на процесс крупномасштабного фракционирования магмы в камере (см. ниже).

ГЛАВА 3. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕНОКРИСТАЛЛОВ

В Главе 3 впервые для лав вулкана Безымянный представлены детальные исследования химического состава фенокристаллов всего спектра пород в отношении как главных (микрозонд) так и примесных элементов (La-ICPMS).

В целом, эволюция составов породообразующих минералов согласуется с гипотезой фракционной кристаллизации, как главного механизма формирования данной вулканической серии. При переходе от наиболее «примитивных» для серии вулкана Безымянный андезито-базальтов к дифференцированным дацитам, с увеличением кремнекислотности пород, все породообразующие минералы испытывают эволюцию составов в направлении более «продвинутых» по степени кристаллизации составов: уменьшение параметра магнезиальности (оливин, пироксены и роговая обманка), понижение анортитового минала в плагиоклазе и ульвошпинелевого компонента в титаномагнетите. Вместе с тем, генеральные особенности распределения составов породообразующих минералов {напр. наличие бимодальности) и широкие вариации в пределах одного образца позволяют сделать заключение, что в магматической камере вулкана Безымянный, на фоне последовательной кристаллизационной дифференциации системы, имели место неравновесные процессы смешения жидких дериватов и выделившихся на более ранних этапах относительно тугоплавких (высокотемпературных) кристаллов. Как и в случае Ключевских базальтов (Хубуная, 1993; Арискин и др, 1995; Озеров и др., 1996; Ozerov, 2000), широкие вариации составов минералов в пределах одного образца указывают на неравновесность ассоциации минералов, сосуществующих с расплавом. Это подводит к выводу, что вулканические породы Безымянного представляют смеси относительно низкотемпературных дериватов общей исходной магмы и фенокристаллов, отвечающих разным стадиям фракционирования. При этом сублинейные тренды вариаций петрогенных оксидов и примесных элементов в породах (Рис. 2 и 3), а также относительно невысокие объемные пропорции фенокристаллов в лавах позволяют заключить, что отмеченные эффек i ы смешения реализуются на составах, "принадлежащих" общим геохимическим трендам, направленность которых определяется фракционной кристаллизацией системы. Наиболее вероятным механизмом возврата части дифференцированных расплавов в главный объем конвектирующей магмы является ^^-кристаллизация. При общем остывании системы этот процесс должен происходить непрерывно - по мере продвижения гетерофазной зоны пограничной кристаллизации в центральную часть магматической камеры.

Наиболее весомым аргументом в пользу кристаллизационного механизма формирования данной известково-ще-лочной серии являются новые геохимические данные, демонстрирующие отрицательную кореля-цию всех высоконесовместимых микроэлементов с магнезиальностью клино-пироксенов и амфиболов и содержанием Ап в плагиоклазе, а также взаимную положительную корреляцию некогерентных элементов, наблюдаемую в этих минеральных фазах (Рис. 9). Особенности составов клинопирок-сенов и плагиоклазов в отношении несовместимых примесных элементов свидетельствуют в пользу геохимического родства исходных мантийных ВМБ-, промежуточных ВГБ- и более дифференцированных ан-дезитовых расплавов, последовательная кристалли-

(ррш) Срх

Ьа (ррш) Срх а Срх-ны к>му,1ат

с» ел к Ключевской Ф андаитобаэмьт

А 2Рх-анде1ит

9 НЫ андезит (ксен)

1 О 05 00

«ая

МфСрх

А А

,„ <г>

10 2 0 НГ (ррш) Срх

30 б

Се (ррш) Р!ах

А А.

О в!к Ключевской

О андтитобтальт

А 2Рх-андезит

■ НЫ-ак0етт

X оацит

Се (ррш) Р1а% 10

** *

40 70 80 Ап, мол.%

!Ч'Ь (ррш) НЫ

0 12 3 4

Ья (ррш) Р1ац !\'Ь (ррш) НЫ

0 андаитобазпльт

■ НЬ-андезит

X дацит

О Срх НЫ к\му тт

у^/щ, ■ ■

60 70

Mg# НЫ

10 15 20 Ш (ррш )НЫ

Рис. 9. Геохимические особенности клинопироксеиов (а,б), плагиоклазов (в,г) и роговой обманки (д,е) в породах вулканов Ключевской-Безммянный. Левые графики (а,в,д) демонстрируют положительную корреляцию высоконесовместимых микроэлементов в зависимости от степени кристаллизации минеральных фаз (магнезиальности клинопироксена и амфибола и анортитового номера плагиоклаза). Взаимная положительная корреляция ультранесовместимых элементов зация которых формирует (ЬИЕЕ, г г, Ш, 1УЬ, и, ТЬ, РЬ и др.) в минералах (б/, с) служат полную известково-ще- хаРактеРистнкой геохимического родства родительских и „ производных магматических расплавов, а также показателем

ЛОЧНую серию, эаконо- механизма кристаллизационной дифференциации при мерные вариации микро- формировании геохимического облика фенокристаллов. примесей в роговых обманках также показательны с точки зрения геохимического родства андезитобазальтовых, андезитовых и дацитовых расплавов. Установлено, что клинопироксены и роговые обманки из ксеногенных включений демонстрируют близость геохимического состава фенокристаллам этих же минералов из андезито-базальтов, что позволяет интерпретировать эти включения в качестве кумулативных образований, «оторванных» от стенок магмовода или магматической камеры.

Sr (ppm) Cpx 35

15 10

Срх-НЫ к} «v mm «лк Ключевской анде1итобтальт 2Рх-андезит НЫ-андезит

V (ppm) Cpx 810

610 * „

Срх-НЫ кумулат влк Ключевской андгзитобазальт 2Рх-андезит НЫ-андезит

Plag ш

0.5 1.0 1.5 2 0 Hf (ppm) Cpx

2.5

0.5

Magtt In

1.0 1.5 J.O Hf (ppm) Cpx

25 б

FeO (вес.%) 1 2

а 'к Ключевской

0 (Арискин и др., 1995)

V (ppm) P/ag

10 i

. о

О ▲

О ein Ключевской

о андезит обазальт

А 2Рх-йндезит

в НЫ-андезит

X дацит

НЫт

В геохимии-ческом составе вкрапленников также зафиксирована фракционная природа их совместной кристаллизации: содержания Т1 и V в кли-нопироксене, V и Ре в плагиоклазе указывают на однозначное присутствие Ре-И оксидов среди кристаллизующейся ассоциации минералов в расплавах андезитов и дацитов (Рис. 10). Особенности поведения Бг и Ей в клино-пироксенах показательны с точки зрения появления плагиоклаза на ликвидусе высокоглиноземистых базальтовых расплавов - клинопироксены магнезиальности N^#80 отчетливо фиксируют начало его кристаллизации. В свою очередь, плагиоклазы из 2Рх- и НЫ-андезитов несут возможные свидетельства фракционирования роговых обманок: это проявляется в особенностях поведения вс, ЛЬ, 8г, Ва и У.

Новые данные по составам плагиоклаза (РеО и М§0) свидетельствуют в пользу отсутствия крупномасштабного процесса смешения исходных базальтобых и' дифференцированных дацитовых магм, с образованием промежуточных андезитовых магм (Рис. 10в). Плагиоклазы из 2Лс-андезитов (близкие по содержанию РеО и М§0 плагиоклазам из ВГБ и андезито-базальтов) демонстрируют тренды обогащения этими компонентами, тогда как плагиоклазы из остальных 2Рх-андезитов, №>/-андезитов и дацитов проявляют тенденцию обеднения железом. Таким образом, расплавы, генетически связанные между собой по составу (в смысле приуроченности общему тренду эволюции), времени излияния и пространственным соотношениям, характеризуются различным поведением РеО и N^0 в плагиоклазах. Для всей системы в целом оксиды железа и магния являются совместимыми, поэтому различное поведение этих элементов в плагиоклазах из пород дифференцированной серии отражает изменение котектических ассоциаций Ре-М£-силикатов и Ре-Тьоксидов и эволюцию пропорций их кристаллизации.

0 1 2 3 4 5 6 La (ppm) Plag г

Рис. 10. Пример свидетельства фракционирования плагиоклаза (а), магнетита (б, в) и роговой обманки (г) зафиксированные в геохимическом составе клинопироксеиов (л, ff) и плагиоклазов (в, г).

Срх ! CI -хондрит 10

ВМБ, влк Ключевской

Mg-базальты, влк Ключевской

Срх IС1 -хондрит 1«

ВМБ, ein Ключевской Срх-НЫ кумулат

La Се Sr PrNdZr HfSmEuTbDy Y HoErlmYbLu LaCeSr Pr V! Zr Hf Sm Eu Tb fb •> Ho ErTmYbl.u

Cpx / CI -хондрит

10 1

ВМБ, ein Ключевской анлезитобазальт, влк Камень

Срх / CI -хондрит 10

ВМБ, влк Ключевской ксенокристы из ЯМ-андезитов, влк Безымянный

La Се Sr PrNdZr Hf Sm Eu Tb Dy Y Ho ErTmYbLu I я Се Sr Pr NdZr Hf Sm Fu Tb Dj V Ho ErTm YbLu

Рис. II. Хоидрит-нормализоваиные спектры Sr, Zr, Hf, Y и REE для клинопнроксенов из магнезиальных базальтов вулкана Ключевской, прорыв Туйла (слева вверху), аидезито-базальта вулкана Камень (образец М-1560, слева внизу), Срх-НЫ кумулат ивного включения из андезитов купола Плотина (справа вверху) и ксеногениых клинопироксенов из НЫ-андезитов, вулкана Безымянный (справа внизу) в сравнении с клинопироксенами из ВМБ вулкана Ключевской (серый цвет на всех графиках).

Полученные нами геохимические данные позволили впервые установить свидетельства слабой неоднородности литологического состава мантийного субстрата, формирующей геохимический облик высокомагнезиальных пирок-сенов из лав вулканов Ключевской и Безымянный. На Рис. И в сравнении с клинопироксенами из высоко-Mg базальтов Ключевского вулкана (даны серым цветом) представлены наиболее примитивные клинопироксены из других пород изученной серии: магнезиальных базальтов вулкана Ключевской (прорыв Туйла), андезито-базальта вулкана Камень (М-1560), Срх-НЫ кумулативного включения из андезитов купола Плотина и образца НЫ-андезита (ОВ-2) вулкана Безымянный. Все пироксены имеют магнезиальный номер выше 80 Клинопироксены из андезито-базальта вулкана Камень и Срх-НЫ кумулативного включения имеют спектры микроэлементов аналогичные пироксенам из ВМБ и могут рассматриваться как фазы, кристаллизовавшиеся из геохимически однотипных расплавов. Спектры ксеногенных клинопироксенов из образца НЫ-андезита также близки пироксенам из ВМБ, но в отличие от них демонстрируют обеднение Zr по сравнению с хондритовым резервуаром и имеют несколько повышенные содержания Hf, а также слабо выраженное обеднение MREE и HREE. Подобное различие наиболее существенно проявлено в пироксенах из магнезиальных базальтов вулкана Ключевской (Рис. 11, слева вверху). По мнению автора небольшие, но принципиальные отличия в характере спектров пироксенов из ВМБ и Mai незиальных базальтов не связаны с разными стадиями кристаллизации пироксенов, а формируются на этапе выплавления в мантии

исходных пикритовых магм. Эти пироксены, с повышенными и пониженными концентрациями тяжелых редких земель могли кристаллизоваться из геохимии-чески близких, но все же неоднородных расплавов, которые отделяясь от мантийного субстрата, при подъеме эффективно смешивались и впоследствии сохранили метки гетерогенного источника, фиксирующиеся в составе клино-пироксенов. Пониженные концентрации Ж (относительно 7л) и МЯЕЕ-НКЕЕ в фенокристаллах пироксенов из магнезиальных базальтов прорыва Туйла, можно связать с кристаллизацией из расплавов, геохимический облик которых, возможно, был сформирован в присутствии следов амфибола.

Помимо самого факта присутствия водосодержащей фазы (амфибола), особенности химического состава оливинов (СаО), клинопироксенов (I'¥о1-, Са-ГлсА-мивалы) и плагиоклазов (Ап) также указывают на «водный» характер расплавов из которых они кристаллизовались, и являются дополнительным свидетельством важной роли Н20 в генезисе известково-щелочной серии с ранних этапов эволюции магматической системы Ключевской-Безымянный. Составы амфиболов из пород вулкана Безымянный были использованы для барометрических оценок. На основе рассчитанных структурных формул установлены ведущие эденитовый и чермакитовый механизмы гетеровалентных замещений. Это позволяет предполагать, что эволюция их состава происходила в ходе фракционирования по мере понижения температуры и давления Предварительные оценки давления для расплавов, кристаллизовавших амфибол, дают интервал 69 кбар, а температуры - 800-920°С (Альмеев и др., 2002).

ГЛАВА 4. ФРАКЦИОННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ИСХОДНОЙ МАГМЫ Интенсивные параметры кристаллизации

На основе анализа экспериментальных данных по фазовым равновесиям и сопоставления составов синтезированных стекол и природных составов на псевдотройных барических диаграммах получены оценки давления кристаллизации магматических расплавов вулкана Безымянный, составляющие 4-7 кбар, что соответствует глубинам ~!0-20 км. Интервалы давления кристаллизации близки оценкам, полученным по результатам химического состава амфиболов (Глава 3) и хорошо согласуются с областью существования магматической камеры под вулканом, определенной геофизическими методами (Более-та и др, 1976). Окислительное состояние системы в ходе эволюции системы было оценено по данным сосуществующих ульвошпинель-магнетитового и ильменит-гематитового твердых растворов и контролировалось буферным равновесием NN0+1 для всего ряда магматических расплавов вулкана Безымянный, от андезито-базальтов до дацитов. Содержание воды в системе оценено непрямыми методами, на основе сравнения с данными фазовых экспериментов и известных эффектов влияния воды на последовательность кристаллизации и составы минералов. Отмечено, что даже безводные силикаты "записали" в своем составе характеристики кристаллизации из водосодержащих расплавов. Среди них - пониженные значения СаО в оливинах, увеличение волластонитового и понижение чермакитового минала в клинопироксенах.

Близкие к водонасыщенным условия предполагаются для гетерофазовых (приграничных) слоев кристаллизующейся магмы.

«Известково-щелочная» версия программы КОМАГМАТ С целью реконструкции физико-химических условий кристаллизации лав вулкана Безымянный и построения согласованной петролого-геохимической модели формирования андезито-базальт-дацитовой серии вулкана Безымянный разработана численная модель кристаллизации высокоглиноземистых расплавов. Она включает: (1) разработку эмпирического уравнения для расчета растворимости воды в расплавах базальтов, андезитов и гранитов в зависимости от состава, температуры и давления; (2) расчет поправочных коэффициентов, учитывающих дифференцированное влияние воды на температуры ликвидуса главных минеральных фаз базальтовой системы (Альмеев и Арискин, 1996); (3) интегрирование полученных зависимостей в алгоритм моделирования кристаллизации базальтовых магм; (4) калибровку новых геотермобарометров минерал-расплав для всех главных фаз базальтовой системы {Oliv, Plag, Aug, Орх), специально адоптированных для корректной «работы» в известково-щелочной области составов (Альмеев и др., 2001). На данном этапе исследований модель ограничена кристаллизацией безводных силикатов.

Расчет траекторий кристаллизации исходных магм влк. Безымянный Выполнена серия изобарических расчетов траекторий фракционной кристаллизации водосодержащего расплава ВГБ (исходная магма влк. Безымянный), в условиях отсутствия амфибола среди ассоциации кристаллизующихся минералов. В качестве стартового был взят состав модельной ВГБ-жидкости, рассчитанной в (Арискин и др., 1995) на момент появления на ликвидусе плагиоклаза при температуре 7М110°С и давлении Р=1 кбар2 (Альмеев и др., 2001). Вычисления проводились в изобарических условиях для давлений 3, 5 и 7 кбар, с начальной концентрацией воды в системе 3 вес.%, при летучести кислорода соответствующей буферному равновесию NNO. Из анализа модельных петрохимических трендов на вариационных и фазовых псевдотройных диаграммах (Рис. 12) был сделан вывод о том, что в интервале давлений, соответствующих условиям существования очага вулкана Безымянный, фракционирование "безводной" ассоциации минералов в недосыщенных по Н20 условиях не обеспечивают известково-щелочной характер эволюции природных магм. В расчетных жидкостях фиксируется недосыщенность по кремнезему, и глинозему, постоянство концентрации FeO при фракционировании вдоль Ol-Plag котектики и заметное понижение содержания железа после появления в кристаллизационной последовательности клинопироксена и оксидов. Кроме того, в начале наблюдается резкое обогащение расплавов ТЮ2 вплоть до появления магнетита на ликвидусе, а затем отчетливое обеднение этим компонентом.

1 Состав модельного ВГБ (Арискин и др., 1995) близок составу среднего ВГБ и практически идентичен составу среднего андезито-базальта (Табл. 1).

[PLAG]

KlygJm Лву ая4 CALCULATIONS

Besymiuuiy Ь»м Or.WivoriCOVACWiTIOl

» HKS - HAB 09-nt QOt MvtKHYJ)

л- Ртiroeftw» сМ алазглЬхктк,» < r-mr^f, •

M.iS ■* ЛИГ Э*! А ЯX*

-- 9ib - ЧЬ ' 1 1 1 7ki

[OLIV]

Анализ результатов экспериментов по фазовым равновесиям в ВГБ и андезитах свидетельствует в пользу близких к насыщенным по воде условиям кристаллизации природных анде-зитовых магм. В этом случае можно ожидать максимальных эффектов, связанных с влиянием воды на фазовые равновесия: (1) подавление кристаллизации плагиоклаза в пользу Fe-Mg силикатов будет приводить к более существенному обога- Рис" Траектории кристаллизации исходной ВГБ-магмы по данным ЭВМ-моделирования на основе модифицированной «извещению глиноземом сгково-щелочной» версии программы КОМАГМАТ. В сравнении с остаточных расплавов природными трендами показаны пути эволюции модельных жид-(Рис 12)' (2) более костей, рассчитанные для 3, 5 и 7 кбар. Вычисления проводились

Эффективная (в срав- В Режиме ФраКиИОН"ОЙ КрИС™«Т с "СХМН"МИ парамет-

4 г рами: летучесть кислорода >N0, Н20 -2-3 вес.%. Сравнение

НеНИИ С «сухими» ус- показывает несоответствие расчетов природным данным в

ЛОВИЯМИ) КрИСТаЛЛИ- области средних и кислых составов. Основная причина -

зация Fe-Mg силика- отсутствие модели кристаллизации роговой обманки.

тов, включая Fe-Ti оксиды, а также амфибол на средних стадиях, приводит к росту концентраций кремнезема и резкому падению содержаний железа и титана в породах. Поэтому именно, недосыщенные условия проведения экспериментов (Кадик и др, 1986) и невозможность на данном этапе проводить численное моделирование в условиях водного насыщения (в программе КОМАГМАТ) сдерживают на данном этапе построение реалистичной количественной модели фазовых равновесий эволюции магматических расплавов влк Безымянный. Отсутствие модели кристаллизации роговой обманки не позволяет доводить расчеты до систем, отвечающих наиболее кислым андезитам и дацитам.

Роль амфибола в генезисе андезитов вулкана Безымянный Раннее фракционирование роговой обманки является принципиальным фактором в генезисе андезитов вулкана Безымянный. На фоне отсутствия разделения REE в базальтах Ключевского вулкана, в андезитах и дацитах Безымянного наблюдается эффективное фракционирование этих элементов (Рис. 13). При переходе от родительских андезито-базальтовых расплавов к более дифференцированным 2Рх-, Орх- и Я6/-андезитовым и дацитовым расплавам

наблюдается последовательное увеличение отношений La/Dy и Lu/Dy. На графике также показана роль 30%-фракционирования различных минералов. Фракционирование амфибола приводит к существенному изменению отношений LREE-MREE и HREE-MREE, причем незначительные изменения коэффициентов распределения амфибол-расплав (см. таблицу на графике) могут обеспечить достаточно широкие вариации значений этих отношений. На графике также представлены траектории идеального (рэлеевского) 70%-фракионирования исходной родительской магмы влк Безымянный (сплошная линия), а также тренды ее эволюции (пунктирная линия) при in situ кристаллизации в пограничном слое (Langmuir, \989), для трех случаев, с учетом различных пропорций минеральных фаз, характеризующих модальный состав 2Рх- (цифра на графике - 1), Орх- (2) и НЫ-андезитов (3). Как видно, только фракционирование ассоциаций, включающих амфибол, следует природным геохимическим трендам.

Рис. 13. Отношения La/Dy и Lu/Dy в породах известково-щелоч-ной серии вулканов Ключевской и Безымянный, демонстрирующие роль амфибола в генезисе дифференцированных лав. График показывает эффективное фракционирование REE в андезитах и дацитах вулкана Безымянный. Роль 30%-фракционирования различных минералов на микроэлементные отношения показана выше основного графика. Векторами (цифры 1, 2 и 3) обозначены траектории идеального 70%-фракционирования исходной родительской магмы влк Безымянный (сплошная линия) а также тренды ее эволюции (пунктирная линия) в случае in situ кристаллизации (Langmuir, 1989). Расчеты выполнены для трех случаев, с учетом различных пропорций минеральных фаз, характерных для 2Рх- (1), Орх-(2) и НЫ-андезитов (3). В таблице даны значения коэффициентов распределения использованные в расчетах.

0.12 п

0.11

Я 0.10

0.09

0.08

0.0

1.0

2.0 3.0 4.0 La/Dy

5.0

6.0

+ 81K Ключевской Д анлс!;'то-6;патк,ш

• Орх-андеэиты X йаииш

msnu криствпиэация (Langmuir 1989) ¡' i леевское фракционирование

♦ calculated from modal апа1\ыь О 2Р\-анлел1ты ■ Hbl-андезиты

1,23- траектории эеотюции расилзиоа Х!я фазовых ассоциации 2Pv (1) Орх- (2} и НЫ-антезитов (3) рассчитанные лля слсчая 70% идеального фракционирования а также civ чая in situ кристагттации

Геохимические эффекты связанные с кристаллизацией в пограничном слое

(BLF-кристаллизация)

В работе обоснована принципиальная роль кристаллизации в пограничном слое (BLF), позволяющая объяснить природные геохимические тренды и снять противоречия при согласовании условий выделения амфибола как поздней кристаллизационной фазы с фактом наследования расплавами геохимических характеристик, связанных с фракционированием роговой обманки с самых ранних этапов. Ж^-кристатлизация исходной магмы вулкана Безымянный, рассчитанная с помощью алгоритма (Nielsen and Delong, 1992),

дает наибольшие эффекты фракционирования REE, а также калия и рубидия (Рис. 14). Rb/K отношение в породах вулкана Безымянный увеличивается в 1.52 раза. Идеальное фракционирование минеральной ассоциации аналогичной кумулативным включениям, состоящим из амфибола и клинопироксена, приводит к некоторому повышению отношения Rb/K, однако недостаточному чтобы объяснить природные тренды. In situ кристаллизация (Langmuir, 1989), привлекающая определенный вклад кислых выжимок из пограничного слоя в общий бюджет фракционирования, дает более значимый эффект разделения этих элементов и приводит к соотношениям, которые близки к природным. Поэтому эффекты ¿iZF-кристаллизации, проявляющиеся в непрерывном поступлении в главный объем магматической камеры сильно дифференцированных расплавов из гетерофазной зоны затвердевания (прошедших стадию кристаллизации роговой обманки), могут обеспечить природные тренды эволюции магм вулкана Безымянный, несущие метку ранней кристаллизации амфибола. Эффекты ^/./^кристаллизации также проявлены в поведении Zr и P2Os в лавах (см. Глава 2).

+ +

40% ЧЫ 4 50% С/а FC

in situ

cnslallnatwn

-ь ,„

а ¡о

70S ВЬГ ++

•A . •

II, ppm

Идеальное (Рэлеевское) in situ кристаллизация фракционирование (Langmuir, 1989)

4 i Я 10 12 14

La, ppm

• лавы «лк Безымянный

+ /¡¿/-'-кристаллизация

(Nielsen and DeLong, 1992)

Фракционирование беламфибоювых г ...........

парагенелисов (2-Px андезиты)

Фракционирование 50%1ТЫt-50°/oCpx (кумулативные включения купола Плотина) "

Рис. 14. Микроэлементные отношения La/Yb и Rb/K относительно индексов дифференциации La и U в породах вулкана Безымянный. Фракционная кристаллизация безамфиболовых парагенезисов выражается в постоянстве этих отношений по мере дифференциации и не может объяснить увеличение La/Yb и Rb/K, наблюдаемое в породах. График также демонстрирует возможность объяснения роста отношений La/Yb и Rb/K в породах как результат смешения магм основного объема камеры и продуктов кристаллизации в пограничном слое (BLF-кристаллизация по (Nielsen and Delong, 1992) или in situ кристаллизации no (Langmuir, 1989)).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе изучения геохимии пород и минералов вулканов Безымянный и Ключевской исследована природа генетической связи представленных базальтов, андезитов и дацитов. Полученные геохимические данные в сочетании с методами ЭВМ-моделирования кристаллизации магм позволяют сформулировать следующие защищаемые положения:

1. Лавы вулканов Ключевской и Безымянный образуют известково-щелочную ассоциацию генетически родственных пород базальтовой и андезиг-дацитовой подсерий, имеющих общий мантийный источник. Изотопные характеристики этого вещества близки деплетированному источнику MORB, подвергавшемуся воздействию флюидов, образованных в результате дегидратации субдуцирующей океанической литосферы. В результате исследования геохимических особенностей высокомагнезиальных пироксенов, впервые установлены свидетельства слабой неоднородности литологического состава исходного мантийного субстрата.

2. Формирование андезит-дацитовой подсерии вулкана Безымянный проходило в результате процессов фракционирования, контролирующихся последовательностью минеральных фаз, отвечающих образованию двупироксеновых, ортопироксеновых и роговообманковых андезитов и дацитов. Однородность геохимических спектров и изотопных характеристик для основных и более кислых пород не позволяет предполагать существенную роль процессов ассимиляции корового материала, а также крупномасштабных инъекций в камеру дополнительных порций примитивных расплавов.

3. Впервые оценен состав родительской магмы вулкана Безымянный, который по макрокомпонентам близок высокоглиноземистым базальтам Ключевского вулкана, но несколько более «примитивный» по геохимическим признакам Получены оценки интенсивных параметров кристаллизации этого расплава, отвечающие давлению 4-7 кбар и летучести кислорода выше буфера никель-бунзенит (NNO+1). Близкие к водонасыщенным условия предполагаются для гетерофазовых (приграничных) слоев кристаллизующейся магмы

4. Разработана численная модель кристаллизации ВГБ-расплавов, на основе которой выполнена серия изобарических расчетов траекторий фракционной кристаллизации исходной магмы вулкана Безымянный. Установлено, что раннее фракционирование роговой обманки является принципиальным фактором формирования специфики магматизма вулкана Безымянный. Впервые представлены геохимические свидетельства фракционирования амфибола с начальных стадий формирования известково-щелочного тренда.

5. Обоснована принципиальная роль процессов кристаллизации в пограничном слое (boundary layer fractionation), которые позволяют связать наличие геохимических меток амфибола с низкотемпературной природой кристаллизации этого минерала в андезит-базальтовой системе («фантомная кристаллизация»). Эти эффекты можно привлечь для интерпретации геохимических различий между вулканитами стадии Пра-Безымянный (экструзивные образования) и более поздних терминальных извержений.

Список опубликованных работ по теме диссертации 1. Альмеев P.P., Арискин А А, Озеров А.Ю, Кононкова Н.Н (2002) Проблемы стехиометрии и термобарометрии магматических амфиболов (на примере роговых обманок из андезитов вулкана Безымянный. Восточная Камчатка) Геохимия N 8 с 723-738

2 Альмеев P.P.. Арискин А А. Озеров АЮ (2001) ЭВМ-модель кристаллизации известково-щелочных магм (на примере вулканов Ключевской и Безымянный) В сборнике

«Проблемы геологии континентов и океанов- Доклады российских ученых - участников 31-го МГК». Магадан «Корцис». с 164-174.

3 Альмеев P.P.. Русаков B.C., (2000) Мёссбауэровские исследования амфибола из андезитов вулкана Безымянный (Восточная Камчатка) Вестник ОГГГГН РАН, 5(15) с 23

4 Альмеев P.P. (1999) Расчет фазовых равновесий при кристаллизации известково-щелочных расплавов в безводных условиях. '(Физико-химические проблемы эндогенных геологических процессов». Международный симпозиум посвященный 100-летию академика ^ Д С.Коржинского, Москва, с. 163-164

5 Арискин А А, Мешалкин С С., Альмеев P.P., Бармина Г.С , Николаев Г.С. (1997) Информационно-поисковая система ИНФОРЭКС: анализ и обработка экспериментальных ' данных по фазовым равновесиям изверженных пород. Петрология Т.5. N 1. с.32-41. ^

6 Альмеев P.P., Арискин А А (1996) ЭВМ-моделирование расплавно-минеральных равновесий в водосодержащей базальтовой системе Геохимия. N 7. с 624-636

7 Мешалкин С С , Арискин А А , Бармина Г С , Николаев Г С , Альмеев P.P. (1996) Разработка базы экспериментальных данных по расплавно-кристаллическим равновесиям изверженных пород- система ИНФОРЭКС (версия 3 0) Геохимия N 2. с. 99-105

8 Альмеев P.P., Арискин А А (1995) Расчет растворимости воды в расплавах базальтов и андезитов при давлениях до 10 кбар. ХШ Российское совещание по экспериментальной минералогии. Тезисы докладов. 12-15 сентября 1995г. Черноголовка С. 126

9 Almeev R R, Kimura. J -I, Ozerov, A A , Ariskin, A.A., Barmina, G.S. (2004) Geochemistry of Bezymianny volcano lavas- signatures of a mantle precursor and magma fractionation. Geophysical Research Abstracts, 6: 04913

10. Almeev R.R., Ariskin, A.A,, Pletchov, P.Y. (2004) Calculations of mineral-melt equilibria in tholeiitic system: MELTS versus COMAGMAT, Lithos, 73 (1-2) SI

11 Ariskin, AA, Almeev R.R, Barmina, G.S, Kimura, J-I, Khubunaya, С A (2004) MagneSian magmas and melt inclusions- a lack of correspondence in Klyuchevskoy volcano lavas, Geophysical Research Abstracts, 6- 04899.

12. Almeev R.R., Kimura, J.-I, Ozerov, A.A , Ariskin, A A., Barmina, G.S. (2003) From high-Mg basalts to dacites. continued crystal fractionation in the Klyuchevskoy-Bezymianny magma plumbing system, Kamchatka, Geochimicaet Cosmochimica Acta, 67 (18)- A13-A13

13 Almeev R.R., Kimura, J 1, Ozerov, A A , Ariskin, A A . (2002). Geochemical evidences of the genetic relationships between basalts of Klyuchevskoy and andesites of Bezymianny volcanoes The Japan Earth and Planetaiy Science Joint Meeting- Tokyo, Japan

14 Almeev R.R, Ozerov, A A , Ariskin, A A., Kimura, J.I. (2002). The role of hornblende fractionation in the generation of andesitic lavas of Bezymianny volcano, Kamchatka: phase equilibria analysis. The Japan Earth and Planetary Science Joint Meeting. Tokyo, Japan.

15. Almeev R.R., Ariskin, A A. (2002). Phase equilibria modeling of calc-alkaline series of Bezymianny volcano, Kamchatka Unzen Workshop 2002 Shimabara, Japan, pp. 78-79

16 Almeev R.R. & Ariskin A A (2000) A numerical model for the calculation of mineral-melt equilibria in calc-alkaline magmas 31 International Geological Congress, Rio de Janeiro, Brazil, 617 August, CD Abstracts Volume, section 6/4

17. Almeev R.R. & Ariskin A.A. (2000) A numerical model for the calculation of phase equilibria m calc-alkaline magmas. EMPG-VIII, Bergamo, Italy, 16-19 April, P. 4.

18 Almeev R.R. (1999) Calculating crystallization of calc-alkaline magmas at dry conditions > EUG-10, Strasbourg, France, 28 03-01 04,1999 008/5P, P 795.

19 Almeev R.R & Ariskin A A (1997) The effect of H2O on mineral crystallization temperatures in basaltic melts Symp 53 "Water and melts". EUG 9. Strasbourg, 23-27 March, V.9. P. 481.

Ariskin A A, Barmina G.S, Meshalkin S.S., Nikolaev G.S., Almeev R.R. (1996) f

INFOREX-3.0: A database on experimental phase equilibria in igneous rocks and synthetic systems. Computers & Geosciencc. V 22 p ¡073-1082.

Отпечатано на ризографе вОНТИГЕОХИРАН Тираж 150 экз.

РНБ Русский фонд

2006-4 26788

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Альмеев, Ренат Рашитович

1.1 Геологическое положение и изотопно-геохимическая специфика вулканов ключевской группы

1.2 Сравнительная характеристика магматизма вулканов Ключевской и Безымянный

1.2.1 Строение вулканов и различия в их эруптивной деятельности

1.2.2 Схема строения питающих систем

1.2.3 Химический состав вулканитов

1.3 Значение кристаллизационных процессов в образовании андезитовых магм

1.3.1 Влияние НгО на фазовые равновесия: толеитовый и известково-щелочной характер эволюции расплавов

1.3.2 Экспериментальные исследования андезитов

1.3.3 Эксперименты с андезитами вулкана Безымянный

1.3.4 Образование ВГБ-магм

1.4 Гипотеза генетической связи магматизма вулканов

1.4.1 Фракционирование магм в изобарических и декомпрессионных условиях

1.4.2 Декомпрессионный механизм образования ВГБ вулкана Ключевской

1.4.3 ВГБ Ключевского как возможный источник андезитов вулкана Безымянный

1.5 Выводы

ГЛАВА 2. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОД

2.1 Методы аналитических исследований

2.2 Петрография и типизация вулканитов

2.2.1 Петрографическая характеристика лав

2.2.2 Выделение петрохимических типов

2.3 Вариации главных и примесных элементов

2.3.1 Главные компоненты

2.3.2 Примесные элементы

2.4 Изотопная систематика Sr, Nd и Pb

2.5 Геохимические построения

2.5.1 Аппроксимация составов расплавов валовыми составами пород

2.5.2 Оценка состава родительской магмы вулкана Безымянный

2.5.3 Роль процессов ассимиляции и контаминации в генезисе андезитов вулкана Безымянный

2.5.4 Геохимическая систематика экструзивных куполов и свидетельства различных режимов фракционирования магмы в камере

2.6 Выводы

ГЛАВА 3. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕНОКРИСТАЛЛОВ 107 3.1 Эволюция состава главных породообразующих минералов

3.1.1 Вариации составов твердых фаз - общие замечания

3.1.2 Оливин

3.1.3 Пироксены

3.1.4 Плагиоклаз

3.2 Роговая обманка, Fe-Ti оксиды и последовательность кристаллизации минералов

3.2.1 Структурная формула амфиболов и проблема оценки содержания Fe

3.2.2 Определение отношения Fe /Fe и типы замещений в роговых обманках вулкана Безымянный

3.2.3 Термобарометрия роговых обманок вулкана Безымянный

3.2.4 Fe-Ti оксиды

3.2.5 Составы сосуществующих фаз и последовательность кристаллизации минералов

3.3 Методы исследования микроэлементного состава фенокристаллов

3.4 Геохимия клинопироксенов из магматической системы Ключевской-Безымянный

3.4.1 Вариации содержаний совместимых элементов

3.4.2 Вариации содержаний несовместимых элементов и редких земель

3.5 Геохимическая эволюция плагиоклаза

3.6 Геохимическая эволюция составов роговых обманок

3.7 Выводы

ГЛАВА 4. ФРАКЦИОННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ИСХОДНОЙ МАГМЫ

4.1 Оценка интенсивных параметров кристаллизации

4.1.1 Давление кристаллизации

4.1.2 Оценки окислительного состояния расплавов

4.1.3 Концентрация Н2О в магмах

4.2 Анализ эволюционных трендов на фазовых диаграммах

4.3 Разработка модели фракционирования ВГБ-магм

4.3.1 Метод учета влияния НгО на фазовые равновесия

4.3.2 Эмпирическое уравнение растворимости Н

4.3.3 Влияние Н20 на температуры ликвидуса минеральных фаз'

4.3.4 Геотермометры минерал-расплав для известково-щелочных систем

4.3.5 Тестирование модели

4.4 моделирование кристаллизационных трендов в отсутствии амфибола

4.5 Роль фракционирования роговой обманки в генезисе андезитов вулкана Безымянный

4.5.1 Геохимические свидетельства фракционирования роговой обманки

4.5.2 Геохимические эффекты связанные с кристаллизацией в пограничном слое (.RLF-кристаллизация)

4.6 Выводы 217 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 220 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 222 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы"

Магматизм субдукционных зон характеризуется широкими вариациями химического состава вулканических пород. Это проявлено на примере многих вулканических центров, демонстрирующих непрерывный спектр составов от базальтов (Si02~50%) до дацитов и, реже, риолитов (Si02~75%). Наблюдаемые вариации микроэлементных и изотопных составов, указывают, как на гомогенность или гетерогенность мантийного источника(ов), так и на последующую эволюцию производных магматических расплавов. Принято считать, что формирующееся при этом разнообразие островодужных ассоциаций отражает различные условия выплавления первичных мантийных магм и специфику процессов кристаллизационной дифференциации, включающих смешение магм, коровую ассимиляцию и другие явления, которые сопутствуют кристаллизации в коровых очагах или подводящих каналах.

Таким образом, исследования магматизма зон субдукции сконцентрированы на решении двух главных петрологических вопросов, касающихся: (1) происхождения первичных магм и (2) механизмов формирования и эволюции производных магматических расплавов. Среди моделей образования субдукционных магм в литературе конкурируют представления о зарождении первичных расплавов в области субдуцирующей океанической литосферы, в пределах мантийного клина, а также схемы, предполагающие сложную природу мантийно-корового источника (см. обзор (Myers and Johnston, 1996)). Для каждого типа перечисленных моделей представлены общие (обычно двухстадийные) схемы формирования магматических серий, включающие выплавление первичных высокомагнезиальных или высокоглиноземистых расплавов с последующей дифференциацией по линии образования андезитов, дацитов и риолитов.

Как правило, эти построения базируются на геохимических данных. Во многих случаях они подтверждены результатами прямых физико-химических экспериментов по кристаллизации-плавлению пород, что позволяет ограничить конкретные P-T-fQ области генерации и дальнейшей эволюции субдукционных магм. При этом общим для большинства сценариев магматической эволюции является условие формирования андезитовых и более кислых расплавов из базальтового источника. Эти представления являются классическими в петрологии (Bowen, 1928), а их современная трактовка сводится к оценке конкретных термодинамических условий и главных фаз, контролирующих формирование известково-щелочных серий. Одним из непременных условий реализации этой типоморфной тенденции эволюции островодужных магм является присутствие растворенной воды, поэтому принципиальное значение приобретает выяснение режима и характера летучих (прежде всего Н2О) в конкретной петрологической и геодинамической обстановке.

Несмотря на огромное количество петрологических, геохимических и экспериментальных данных, полученных к концу XX века, остается много нерешенных вопросов, касающихся природы и масштабов процессов, происходящих в подводящих каналах вулканических систем. Геологические аспекты этих проблем включают размеры и строение отдельных магматических очагов, а также конфигурацию питающих систем и областей разгрузки магматического материала. Каким образом происходит питание эруптивной системы, реализующейся на поверхности серией независимых вулканических излияний (ареальный вулканизм): это один общий очаг, или каждая отдельная вулканическая постройка имеет собственную питающую камеру? Являются ли несколько вулканических камер в пределах одного вулканического центра связанными между собой или же изолированными друг от друга? В последнем случае надо установить, питает ли эти относительно мелкомасштабные очаги одна и та же родительская магма? С решением этой проблемы неизбежно возникает вопрос об особенностях магматических процессов в изолированных камерах: протекают ли они по единому сценарию и какова роль термодинамических параметров (температура, давление, режим летучих) и динамических факторов (кристаллизация в пограничном слое, осаждение кристаллов, конвекция и т.д.), контролирующих эволюцию производных магматических расплавов? Наконец, немаловажна временная составляющая (шкала) этих процессов, которая определяет взаимосвязи между строением (состоянием) магматической камеры (системы) и последовательностью эруптивных событий.

Решение поставленных вопросов требует всестороннего изучения ассоциаций основных, средних и кислых вулканитов, для которых можно предполагать единый родительский источник и общий кристаллизационный механизм образования магматической серии. В этой связи лавы вулканов Ключевской и Безымянный представляют уникальную возможность проследить петрологическую и геохимическую эволюцию однотипных исходных магм и их дериватов, поступавших из мантии в коровые очаги и на земную поверхность. Расположенные в непосредственной близости друг от друга (-10 км) вулканы резко отличаются морфологически, по вещественному составу продуктов излияний и характеру эруптивной деятельности. Это, возможно, определило специфику предшествующих петрологических исследований - эволюция базальтового магматизма вулкана Ключевской и существенно андезитового магматизма вулкана Безымянный традиционно рассматривалась раздельно. Серия лав вулкана Ключевской представляла самостоятельный петрологический интерес - особенно в плане изучения непрерывного перехода от высокомагнезиальных к более глиноземистым разностям. Эту последовательность пород связывают с процессами фракционирования и образования высокоглиноземистых базальтов, как одного из главных типов островодужных магм. С другой стороны и сами ВМБ привлекают внимание как источник информации о составе и процессах плавления мантийного вещества. Андезитовый магматизм вулкана Безымянный, напротив, в большей мере связывался с кристаллизационными процессами, протекающими в приповерхностном коровом магматическом очаге. Несмотря на экспериментальные доказательства возможности формирования андезитов и дацитов из базальтовой магмы, высказывались весьма осторожные предположения о возможной генетической связи пород этих крупных вулканических центров.

В 1997 г. Озеров и Арискин (Озеров и др., 1997), на основе анализа литературных геологических и геофизических наблюдений о строении и особенностях магматизма вулканов Ключевской и Безымянный, а также новых геохимических данных, предложили обобщенную модель глубинной эволюции и питания этих вулканических центров. В этой работе обоснован вывод о генетическом родстве двух «укороченных» известково-щелочных серий: существенно базальтовой (влк. Ключевской) и андезитобазальт-дацитовой (влк. Безымянный). Резкий контраст в продуктах извержений этих вулканов интерпретировался как результат кристаллизационного фракционирования родительских магм в принципиально различных геодинамических и термодинамических условиях - «декомпрессионных», протекающих по эволюционной линии высокомагнезиальный базальт —> высокоглиноземистый базальт (влк. Ключевской), и преимущественно «изобарических» - с образованием андезитов и дацитов из высокоглиноземистой магмы (влк. Безымянный). При этом был сделан важный вывод, что ДГ.Б'-магмы, как конечные продукты дифференциации вулкана Ключевской, в геохимическом отношении однотипны и родственны предполагаемым родительским ВГБ-ыагиам вулкана Безымянный.

Декомпрессионный этап фракционирования высокомагнезиальных магм вулкана Ключевской последовательно освещен в литературе и подтвержден соответствующими кристаллизационными моделями на основе расчетов фазовых равновесий в водосодержащих базальтовых системах (Арискин и др., 1995; Арискин и Бармина, 2000). Напротив, петролого-геохимическая схема изобарического фракционирования в гипотетической камере вулкана Безымянный носит качественный характер и должна базироваться на более представительном геохимическом материале1. Следует отметить, что петролого-геохимические исследования пород вулкана Безымянный, в основном, были сконцентрированы на изучении продуктов современных извержений. Имеющиеся в литературе данные по составам вулканитов -продуктов ареального вулканизма крайне скудны (Горшков и Богоявленская, 1965; Брайцева и др., 1990) и на сегодняшний день также не могут считаться представительными (они были получены методом «мокрой химии»). Что касается довольно ограниченных геохимических данных, опубликованных в (Озеров и др., 1997), то до последнего времени они представляли едва ли не единственное геохимическое исследование пород вулкана Безымянный, выполненное на современном аналитическом уровне.

В настоящей работе автор поставил задачу провести систематическое исследование составов пород и минералов вулкана Безымянный на основе современных прецизионных аналитических методов. Эта задача направлена на решение следующих генетических проблем:

1) Выяснение петрогенетических соотношений между породами различных временных этапов формирования вулкана - вулканическими образованиями терминальных извержений и продуктами ареального вулканизма, слагающими многочисленные экструзивные купола. При этом на первый план выходит вопрос об относительной роли процессов фракционной кристаллизации, ассимиляции и смешения магм при образовании пород данной известково-щелочной серии.

1 В своих выводах авторы (Озеров и др., 1997) опирались на геохимические данные, полученные в результате изучения 12 образцов Ключевского вулкана и 10 образцов вулкана Безымянный.

2) Оценка состава исходных магм андезитового вулкана Безымянный и природы возможной генетической связи этих расплавов с близкими по составу продуктами эволюции базальтового магматизма вулкана Ключевской.

3) Определение предэруптивных характеристик для магм различных минеральных типов (стадий извержений) и разработка согласованной петролого-геохимической модели формирования андезитобазальт-дацитовой серии вулкана Безымянный.

Фактический материал диссертационной работы основан на изучении коллекции из 60 образцов пород экструзивных куполов, вулканических лав и пирокластических потоков вулкана Безымянный. Основную часть этой коллекции представляют образцы, предоставленные А.Ю. Озеровым (ИВ ДВО РАН). Семь образцов были отобраны автором в ходе проведения совместных с Институтом вулканологии полевых работ в районе вулкана Ключевской в 1997 г. Андезитобазальт вулкана Камень и пять дополнительных образцов предоставил для исследования А.П. Максимов (ИВГГ ДВО РАН). 15 образцов представительных базальтов Ключевского вулкана относятся к коллекции А.А. Арискина и Г.С. Барминой (ГЕОХИ РАН).

Постановка задачи и основной объем исследований проведены автором в коллективе лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН под руководством д.г.-м.н. А.А. Арискина. Аналитические исследования пород и минералов были проведены автором под руководством проф. Джун-Ичи Кимуры в геохимической лаборатории геологического факультета университета Шимане (Япония). На начальном этапе исследований составы минералов и включений в них (андезиты извержения 1956 г.) были определены Н.Н. Кононковой (ГЕОХИ РАН).

Диссертация состоит из 4-х глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включающих фотографии пород и шлифов (Приложения В и Q, а также таблиц, содержащих результаты химических анализов (Приложение А). Основной материал работы изложен на 238 страницах, которые содержат 16 таблиц и 90 рисунков. Список цитируемой литературы включает 387 наименований. Главные методы исследования - обобщение и анализ литературных данных, прецизионные химические методы анализа пород и минералов (микрозонд, XRF, ЮР-MS, Laser Ablation ICP-MS, TIMS), методы сепарирования минералов (тяжелые жидкости, магнитосепаратор), разработка ЭВМ-программ, проведение термодинамических расчетов и сопоставление полученных результатов с данными природных наблюдений.

По теме диссертации опубликовано 4 статьи. Результаты исследований докладывались на б отечественных и 11 международных совещаниях и конференциях, в том числе: XIII Российском совещании по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 1995); Международной конференции посвященной 100-летию со дня рождения Н.А. Елисеева (Санкт-Петербург, 1998); Международном симпозиуме посвященном 100-летию академика Д.С. Коржинского (Москва, 1999); Ежегодном семинаре экспериментаторов (Москва, 1996); Конференции молодых ученых ГЕОХИ РАН (Москва, 1999); Научной школе 8 рейса НИС "Академик Иоффе" (2000); Генеральной ассамблеи IAVCEI (Пуэрто-Валларта, Мексика, 1997); на симпозиумах Европейского союза наук о земле EUG-IX, EUG-X (Страссбург, Франция, 1997, 1999); на конференции «Минеральные равновесия и базы данных» (Эспуу, Финдляндия, 1997); на конференциях Европейского объединения экспериментаторов EMPG-VIII и EMPG-X (Бергамо, Италия 2000 и Франкфурт, Германия 2004); на XXXI Геологическом конгрессе (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2000); на рабочем совещании по программе бурения магматического канала вулкана Унзен ( Шимабара, Япония, 2002); Объединенном совещании наук о Земле и Планетах (Токио, Япония, 2002); Гольдшмитовской конференции (Курашики, Япония, 2003), 1-ой Генеральной ассамблеи Европейского союза наук о земле EGU-2004 (Ница, Франция, 2004).

Автор благодарит научного руководителя д.г.-м.н. А.А. Арискина за постоянную помощь в работе, полезные советы и поддержку на протяжении всех этапов исследования. Автор признателен А.Ю. Озерову за предоставленный каменный материал, без которого данная работа была бы невозможна, а также за незабываемые впечатления геологических работ на активных вулканах Камчатки. Хочется особо поблагодарить проф. Джун Ичи Кимуру за неоценимую помощь при проведении лабораторных исследований и обсуждение полученных результатов. Автор благодарен Н.Н. Кононковой, за помощь при проведении микрозондовых исследований на начальном этапе работы. Автор искренне признателен А.П. Максимову и А.Ю. Озерову за обсуждения и дискуссии, позволившие обозначить «белые пятна» геологической истории влк. Безымянный и во многом определившие идеологию последующих исследований. Самые теплые чувства связывают автора с друзьями и коллегами Г.С. Барминой и Г.С. Николаевым, которым хочется выразить признательность за помощь, внимание и теплую атмосферу, сложившуюся в нашей группе. Искренняя благодарность всему коллективу лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов, друзьям из лаборатории сравнительной планетологии и метеоритики.

Автор выражает свою признательность многим коллегам за ценные комментарии и полезные замечания, полученные во время обсуждений различных материалов исследования. Среди них А.Б. Белоусов, А.А. Борисов, Р.Е. Бочарников, A.M. Бычков, Г. Вёрнер, Е.И. Гордеев, J1.B. Данюшевский, Дж. Девайн, Дж. Джилл, X. Ивамори, В.В. Калугин, Е.В. Коптев-Дворников, Дж. Лиз, А.П. Максимов, Г.С. Николаев, А.Ю. Озеров, П.Ю. Плечов, М.В. Портнягин, Б. Розер, X. Сато, С.А. Силантьев, Т. Сугавара, Ф. Хольте, С.В. Хубуная, Т.Г. Чурикова, О.И. Яковлев. Автор благодарен Н.И. Андрееву за первые уроки геологических и минералогических исследований на Урале.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Альмеев, Ренат Рашитович

4.6 Выводы

1. На основе анализа экспериментальных данных получены оценки интенсивных параметров кристаллизации магматических расплавов, последовательная и непрерывная эволюция которых формирует породы вулканической серии вулкана Безымянный. По нашим оценкам давление кристаллизации составляет 4-7 кбар, что

1 Это, в частности, выражается в значительном росте Rb/K отношения. Хорошее соответствие модельного La/Yb-отношения природным трендам, обесаечивается кристаллизацией апатита. соответствует глубинам ~ 10-20 км и хорошо согласуется с областью существования магматической камеры под вулканом, определенной геофизическими методами. Окислительное состояние системы в ходе эволюции системы контролировалось буферным равновесием NNO+1. Содержание воды в системе оценено непрямыми методами, на основе сравнения с данными фазовых экспериментов и общих представлений о влиянии воды на кристаллизацию минералов. Эти данные а также позволяют заключить о близких к водонасыщенным условиям кристаллизации расплавов вулканической серии вулкана Безымянный.

2. С целью реконструкции физико-химических условий кристаллизации лав вулкана Безымянный и построения петролого-геохимической модели формирования андезитобазальт-дацитовой серии вулкана Безымянный разработана численная модель кристаллизации высокоглиноземистых расплавов. Она включает: (1) разработку эмпирического уравнения для расчета растворимости воды в расплавах базальтов, андезитов и гранитов в зависимости от состава, температуры и давления; (2) расчет поправочных коэффициентов, учитывающих дифференцированное влияние воды на температуры ликвидуса главных минеральных фаз базальтовой системы; (3) интегрирование полученных зависимостей в алгоритм моделирования кристаллизации базальтовых магм; (4) калибровку новых геотермобарометров минерал-расплав для всех главных фаз базальтовой системы (оливин, плагиоклаз, высоко- и низкокальциевые пироксены), специально адоптированных для корректной «работы» в известково-щелочной области составов.

3. Выполнена серия изобарических расчетов траекторий фракционной кристаллизации водосодержащего расплава ВГБ (исходная магма влк Безымянный), в условиях отсутствия амфибола среди ассоциации кристаллизующихся минералов. Проведен анализ роли фракционирования роговой обманки на характер фракционных трендов расплавов на фазовых диаграммах и общую эволюцию составов магм. Эти построения свидетельствует в пользу существенной роли кристаллизации роговой обманки в генезисе известково-щелочной серии влк Безымянный.

4. Раннее фракционирование роговой обманки является принципиальным фактором формирования известково-щелочной направленности при эволюции магматизма вулкана Безымянный. Представлены геохимические свидетельства фракционирования роговой обманки с момента начала формирования известково-щелочной тенденции развития вулканической серии.

5. Обоснована принципиальная роль процессов кристаллизации в пограничном слое (Ж/^-кристаллизация), позволяющая объяснить природные геохимические тренды и снять противоречия при согласовании условий кристаллизации амфибола как поздней кристаллизационной фазы с фактом наследования расплавами геохимических характеристик связанных с фракционированием роговой обманки с самых ранних кристаллизационных этапов.

1. Лавы вулканов Ключевской и Безымянный образуют известково-щелочную ассоциацию генетически родственных пород базальтовой и андезит-дацитовой подсерий, имеющих общий мантийный источник. Изотопные характеристики этого вещества близки деплетированному источнику MORB, подвергавшемуся воздействию флюидов, образованных в результате дегидратации субдуцирующей океанической литосферы. В результате исследования геохимических особенностей высокомагнезиальных пироксенов, впервые установлены свидетельства слабой неоднородности литологического состава исходного мантийного субстрата.

3. Впервые оценен состав родительской магмы вулкана Безымянный, который по макрокомпонентам близок высокоглиноземистым базальтам Ключевского вулкана, но несколько более «примитивный» по геохимическим признакам. Получены оценки интенсивных параметров кристаллизации этого расплава, отвечающие давлению 4-7 кбар и летучести кислорода выше буфера никель-бунзенит (NNO+1). Близкие к водонасыщенным условия предполагаются для гетерофазовых (приграничных) слоев кристаллизующейся магмы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Альмеев, Ренат Рашитович, Москва

1. Альмеев, P.P., Арискин, А.А. (1996) ЭВМ-моделирование расплавно-минеральных равновесий в водосодержащей базальтовой системе, Геохимия, 7: 624-636.

2. Альмеев, P.P., Арискин, А.А., Озеров, А., Кононкова, Н.Н. (2002) Проблемы стехиометрии и термобарометрии магматических амфиболов (на примере роговых обманок из андезитов вулкана Безымянный, Восточная Камчатка), Геохимия, 40 (8): 723-738.

3. Альмеев, P.P., Русаков, B.C. (2000) Мессбауэровские исследования амфибола из андезитов вулкана Безымянный (Восточная Камчатка), Вестник ОГГГГНРАН, 5 (15): 23.

4. Аносов, Г.И., et al. (1978) Глубинное сейсмическое зондирование Камчатки, Наука, Москва: 129.

5. Арискин, А.А., Бармина, Г.С. (2000) Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм, Наука, Москва: 363.

6. Арискин, А.А., Бармина, Г.С., Озеров, А., Нильсен, Р.Л. (1995) Генезис высокоглиноземистых базальтов Ключевского вулкана, Петрология, 3 (5): 496-521.

7. Арискин, А.А., Мешалкин, С.С., Альмеев, P.P., Бармина, Г.С., Николаев, Г.С. (1997) Информационно-поисковая система ИНФОРЭКС: анализ и обработка экспериментальных данных по фазовым равновесиям изверженных пород, Петрология, 5 (1): 32-41.

8. Бабанский, А.Д., Рябчиков, И.Д., Богатиков, О.А. (1983) Эволюция щелочно-земельных магм, Наука, Москва: 96.

9. Балеста, С.Т. (1981) Земная кора и магматические очаги областей современного вулканизма, Наука, Москва:

10. Балеста, С.Т., Гонтовая, Л.И., Каргапольцев, А.А. (1991) Результаты сейсмических исследований земной коры Ключевского вулкана, Вулканология и сейсмология (3): 3-18.

11. Бармина, Г.С., Арискин, А.А., Френкель, М. (1989) Петрохимические типы и условия кристаллизации плагиодолеритов Кроноцкого полуострова (Восточная Камчатка), Геохимия (2): 192-206.

12. Бернэм, К.У. (1983) Значение летучих компонентов, Эволюция изверженных пород: развитие идей за 50 лет, Мир, Москва:

13. Бибикова, Е.В., Кирнозова, Т.И., Макаров, В.А. (1979) Свинцово-изотопное изучение базальтов Большого трещинного Толбачинского извержения. 1975-1976 г.г. Вулканология и сейсмология, 2: 77-84.

14. Бибикова, Е.В., Кирнозова, Т.И., Максимов, А.П., Макаров, В.А. (1983) Исследования изотопного состава свинца андезитов вулкана Безымянного (Камчатка), Геохимия, 2: 163-171.

15. Богатиков, О.А., Цветков, А.А. (1988) Магматическая эволюция островных дуг, Наука, Москва: 248.

16. Богоявленская, Г.Е., Брайцева, О.А., Жаринов, Н.А., и др. (1990) Ключевской вулкан, Активные вулканы и гидротермальные системы Камчатки, Петропавловск-Камчатский: 6-69.

17. Богоявленская, Г.Е., Брайцева, О.А., Мелекесцев, И.В., Максимов, А.П., Иванов, Б.В. (1991) Вулкан Безымянный, Действующие вулканы Камчатки, Наука, Москва: 168-182.

18. Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка 1975 1976 гг. (1984), Наука, Москва: 638.

19. Брайцева, О.А., Кирьянов, В. (1982) О прошлой активности вулкана Безымянный по данным тефрохронологических исследований, Вулканология и сейсмология (6): 44-45.

20. Брайцева, О.А., Мелекесцев, И.В., Богоявленская, Г.Е., Максимов, А.П. (1990) Вулкан Безымянный: история формирования и динамика активности, Вулканология и сейсмология (2): 3-22.

21. Брайцева, О.А., Мелекесцев, И.В., Пономарева, В.В. (1994) Возраст активных вулканов Курило-Камчатского региона, Вулканология и сейсмология, 4/5 (5-32)

22. Влодавец, В.И. (1940) Ключевская группа вулканов, Труды Камчатской вулканологической станции, 1

23. Волынец, О., Н., Пономарева, В.В., Бабанский, А.Д. (1997) Магнезиальные базальты андезитового вулкана Шивелуч, Камчатка, Петрология, 5 (2): 206-221.

24. Волынец, О.Н., Бабанский, А.Д., Гольцман, В. (2000) Изотопные и геохимические вариации в лавах вулканов северной группы (Камчатка) в связи с особенностями процессов субдукции, Геохимия (10): 1067-1083.

25. Волынец, О.Н., Мелекесцев, И.В., Пономарева, В.В., Ягодзински, Д.М. (1998) Харчинский и Заречный вулканы: уникальные центры поздне-плиоценовых магнезиальных базальтов на Камчатке. Часть 2. Состав вулканических пород, Вулканология и сейсмология

26. Гонтовая, Л.И., Хренов, А.П., Степанова, М., Сенюков, С.Л. (2004) Глубинная модель литосферы в районе Ключевской группы вулканов (Камчатка), Вулканология и сейсмология, 3: 1-9.

27. Горшков, Г.С., Богоявленская, Г.Е. (1965) Вулкан Безымянный и особенности его последнего извержения, Наука, М: 170.

28. Ермаков, В.А. (1977) Формационное расчленение четвертичных вулканических пород, Недра, Москва: 223.

29. Жаринов, Н.А., Горельчик, В.И., Белоусов, А.Б. (1990) Извержения и сейсмический режим Северной группы вулканов в 1986-1987 гг, Вулканология и сейсмология (3): 3-20.

30. Жаринов, Н.А., Горельчик, В.И., Жданова, Е. (1991) Извержения и сейсмический режим Северной группы вулканов в 1988-1989 гг, Вулканология и сейсмология (6): 3-33.

31. Заварицкий, А.Н. (1935) Северная группа вулканов Камчатки, Изд. АН СССР, Москва: 54.

32. Иванов, Б.В. (1976) Некоторые особенности вулканизма Ключевской группы вулканов в связи с ее глубинным строением, Глубинное строение, сейсмичность и современная деятельность Ключевской группы вулканов, ДВНЦ АН СССР, Владивосток: 52-61.

33. Иванов, Б.В. (1990) Типы андезитового вулканизма Тихоокеанского подвижного пояса, Наука, Москва: 213.

34. Иванов, Б.В., Горельчик, В.И. (1976) Тектоника, сейсмичность и вулканизм Ключевской группы вулканов, Глубинное строение, сейсмичность и современная деятельность Ключевской группы вулканов, ДВНЦ АН СССР, Владивосток: 42-51.

35. Иванов, Б.В., Кадик, А.А., Максимов, А.П. (1981) Физико -химическая эволюция андезитовых расплавов и генезис андезитов, Вулканология и сейсмология, 1 (3): 29-40.

36. Иванов, Б.В., Попруженко, С.В., Апрелков, С.Е. (2001) Глубинное строение Центрально-Камчатской депрессии и структурная позиция вулканов, Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы, ИВГиГ ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский: 428.

37. Кадик, А.А., Лебедев, Е.Б., Хитаров, Н.И. (1971) Вода в магматических расплавах, Наука, Москва: 267.

38. Кадик, А.А., Луканин, О.А., Лапин, И.В. (1990) Физико-химические условия эволюции базальтовых магм в приповерхностных очагах, Наука, Москва: 346.

39. Кадик, А.А., Максимов, А.П., Иванов, Б.В. (1986) Физико-химические условия кристаллизации и генезис андезитов (на примере Ключевской группы вулканов), "Наука", Москва: 158.

40. Кадик, А.А., Розенхауэр, М., Луканин, О.А. (1989) Экспериментальное исследование влияния давления на кристаллизацию магнезиальных и глиноземистых базальтов Камчатки, Геохимия, 12: 17481762.

41. Кожемяка, Н.Н. (2001) Четвертичные полигенные вулканы Камчатки: масштабы вулканизма, баланс вещества, динамика интенсивности и продуктивности в отдельных типах построек, вулканических зонах и по региону в целом, Вулканология и сейсмология (5): 3-21.

42. Колосков, А.В. (2001) Изотопно-геохимическая неоднородность плиоцен-четвертичных вулканитов Камчатки, геометрия субдукционной зоны, модель флюидно-магматической системы, Вулканология и сейсмология (6): 16-42.

43. Луканин, О.А. (1985) О причинах бимодального распределения пород вулканических серий, Геохимия (3): 348-359.

44. Максимов, А.П., Кадик, А.А., Коровушкина, Э.Е., Иванов, Б.В. (1978) Кристаллизация андезитового расплава при заданной концентрации воды в области давлений до 12 кбар, Геохимия (5): 669-679.

45. Малышев, А.И. (2000) Жизнь вулкана, УрО РАН, Екатеринбург: 260.

46. Мелекесцев, И.В. (1980) Вулканизм и рельефообразование, Наука, Москва:

47. Мелекесцев, И.В., Краевая, Т.С., Брайцева, О.А. (1970) Рельеф и отложения молодых вулканических районов Камчатки, Наука, Москва: 104.

48. Мелекесцев, И.В., Хренов, А.П., Кожемяка, Н.Н. (1991) Тектоническое положение и общий очерк вулканов Северной группы и Срединного хребта, Действующие вулканы Камчатки, Наука, Москва: 74-78.

49. Миронов, H.JL, Портнягин, М.В., Плечов, П., Хубуная, С.А. (2001) Заключительные этапы эволюции магм Ключевского вулкана (Камчатка) по данным изучения расплавных включений в минералах высокоглиноземистых базальтов, Петрология, 9 (1): 51-69.

50. Нестеренко, Г.В., Арискин, А.А. (1993) Глубины кристаллизации базальтовой магмы, Геохимия, 1: 77-87.

51. Николаев, Г.С., Борисов, А.А., Арискин, А.А. (1996) Расчет соотношения Fe3+/Fe2+ в магматических расплавах; тестирование и дополнительная калибровка эмпирических уравнений для различных петрохимических серий, Геохимия, 8: 713-722.

52. Озеров, А. (1993) Динамика извержений и петрохимия глиноземистых базальтов Ключевского вулкана, Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук thesis, Ин-т Литосферы, Москва: 290.

53. Озеров, А., Арискин, А.А., Бармина, Г.С. (1996) К проблеме генетических взаимоотношений высокоглиноземистых и высокомагнезиальных базальтов Ключевского вулкана (Камчатка), Доклады Академии Наук, 350 (1): 104-107.

54. Озеров, А., Арискин, А.А., Кайл, Ф., Богоявленская, Г.Е., Карпенко, С.Ф. (1997) Петролого-геохимическая модель генетической связи базальтового и андезитового магматизма вулканов Ключевской и Безымянный (Восточная Камчатка), Петрология, 5 (6): 550-569.

55. Перчук, Л.Л., Рябчиков, И.Д. (1976) Фазовое соответствие в минеральных системах, Недра, Москва: 287.

56. Пийп, Б.И. (1956) Ключевская сопка и ее извержения в 1944-1945 гг . и в прошлом, Труды Лаборатории вулканологии, Изд. АН СССР, Москва: 311.

57. Тимербаева, К.М. (1967) Петрология Ключевских вулканов на Камчатке, Наука, Москва: 207.

58. Толстых, М.Л., Наумов, В.Б., Бабанский, А.Д., Богоявленская, Г.Е., Хубуная, С.А. (2003) Химический состав, летучие компоненты и элементы-примеси расплавов, формировавших андезиты вулканов Курило-Камчатского региона, Петрология, 11 (5): 451-470.

59. Толстых, М.Л., Наумов, В.Б., Богоявленская, Г.Е., Кононкова, Н.Н. (1999) Андезит-дацит-риолитовые расплавы при кристаллизации вкрапленников андезитов вулкана Безымянный, Камчатка, Геохимия, 1: 14-24.

60. Фарберов, А.И., Левыкин, А.И., Ермаков, В.А., Балеста, С.Т. (1977) Состав и состояние вещества земной коры в районе Ключевской группы вулканов, Вулканизм и геодинамика, Наука, Москва: 122-136.

61. Федотов, С.А. (1983) Магматическая питающая система и механизм деятельность Ключевского вулкана, Вулканология и сейсмология (3): 23-45.

62. Федотов, С.А., Гусев, А.А., Чернышева, Г.В., Шумилина, Л.С. (1985) Сейсмофокальная зона Камчатки (геометрия, размещение очагов землетрясений и связь с вулканизмом), Вулканология и сейсмология, 5: 91-107.

63. Федотов, С.А., Жаринов, Н.А., Горельчик, В.И. (1988) Деформации и землетрясения Ключевского вулкана, модель его деятельности, Вулканология и сейсмология, 2: 3-42.

64. Федотов, С.А., Хренов, А.П., Жаринов, Н.А. (1987) Ключевской вулкан, его деятельность в 1932-1986 гг. и возможное развитие, Вулканология и сейсмология, 4: 3-16.

65. Фирстов, П.П., Широков, В. А. (1971) Локация корней вулканов Ключевской группы по сейсмологическим данным, Вулканизм и глубины Земли, Наука, Москва: 113-117.

66. Фролова, Т.Н., Бурикова, И.А., Гущин, А.В., Фролов, В.Т., Сывороткин, B.JI. (1985) Происхождение вулканических серий островных дуг, Недра, М: 275.

67. Хренов, А.П., Антипин, B.C., Чувашова, JI.A., Смирнова, Е.В. (1990) Петрохимия и геохимия Ключевских базальтов, Вулканология и сейсмология, 11 (3): 285-304.

68. Хренов, А.П., et al. (1991) Ключевской вулкан, Действующие вулканы Камчатки, Наука, Москва: 106145.

69. Хубуная, С.А., Богоявленский, С.О., Новгородцева, Т.Ю., Округина, А.И. (1993) Минералогические особенности магнезиальных базальтов как отражение фракционирования в магматической камере Ключевского вулкана, Вулканология и сейсмология (3): 46-68.

70. Цветков, А.А., Гладков, Н.Г., Волынец, О.Н. (1989) Проблема субдукции осадков и изотоп 10Ве в лавах Курильских островов и Камчатки, Доклады Академии Наук СССР, 306 (5): 1220-1225.

71. Рябчиков, И.Д. (1987) Процессы мантийно-корового магмообразования, Магматические горные породы: Эволюция магматизма в истории Земли, Наука, Москва: 390-395.

72. Рябчиков, И.Д., Богатиков, О.А., Бабанский, А.Д. (1978) Физико-химические проблемы происхождения щелочно-земельных магм, Известия Академии наук СССР (8): 5-18.

73. Adam, J., Green, Т.Н. (2003) The influence of pressure, mineral composition and water on trace element partitioning between clinopyroxene, amphibole and basanitic melts, European Journal of Mineralogy, 15 (5): 831-841.

74. Allen, J.C., Boettcher,- A.L. (1975) Amphiboles in andesite and basalt: I. Stability as a function of P-T-j02, American Mineralogist, 60: 1069-1085.

75. Allen, J.C., Boettcher, A.L. (1978) Amphiboles in andesite and basalt: II. Stability as a function of P-T-JH20-J02, American Mineralogist, 63 (11-12): 1074-1087.

76. Allen, J.C., Boettcher, A.L. (1983) The stability of amphibole in andesite and basalt at high pressure, American Mineralogist, 68: 307-314.

77. Almeev, R.R., Ariskin, A.A. (2000) A numerical model for the calculation of phase equilibria in calc-alkaline magmas, in Journal of Conference Abstracts, EMPG-VIII\ 4, Cambridge Publications, Bergamo, Italy.

78. Almeev, R.R., Ariskin, A.A., Pletchov, P.Y. (2004) Calculations of mineral-melt equilibria in tholeiitic system: MELTS versus COMAGMAT, Lithos, 73 (1-2): SI.

79. Anderson, J.L., Smith, D.R. (1995) The effects of temperature and J02 on the Al-in-hornblende barometer, American Mineralogist, 80: 549-559.

80. Arculus, R.J. (2003) Use and abuse of the terms calc-alkaline and calcalkalic, Journal of Petrology, 44 (5): 929935.

81. Arculus, R.J., Banno, S., Charvet, J., Kushiro, I. (1994) Tectonics, Metamorphism and Magmatism in Islands Arcs Preface, Lithos, 33 (1-3): 1-2.

82. Ariskin, A.A. (1999) Phase equilibria modeling in igneous petrology: use of COMAGMAT model for simulating fractionation of ferro-basaltic magmas and the genesis of high-alumina basalt, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 90: 115-162.

83. Ariskin, A.A., Barmina, G.S. (1999) An empirical model for the calculation of spinel-melt equilibria in mafic igneous systems at atmospheric pressure: 2. Fe-Ti oxides, Contributions to Mineralogy and Petrology, 134(2/3): 251-263.

84. Ariskin, A.A., Frenkel, M.Y., Barmina, G.S., Nielsen, R.L. (1993) COMAGMAT: a Fortran program to model magma differentiation processes, Computers and Geosciences, 19: 1155-1170.

85. Ariskin, A.A., Petaev, M.I., Borisov, A.A., Barmina, G.S. (1997) METEOMOD: A numerical model for the calculation of melting-crystallization relationships in meteoritic igneous systems, Meteoritics and Planetary Science, 32: 123-133.

86. Arth, J.C., Barker, F. (1976) Rare-earth partitioning between hornblende and dacite liquid and implications for the genesis of trondhjemitic-tonalitic magmas, Geology, 4: 534-536.

87. Bachmann, О., Dungan, M.A. (2002) Temperature-induced Al-zoning in hornblendes of the Fish Canyon magma, Colorado, American Mineralogist, 87 (8-9): 1062-1076.

88. Bacon, C.R., Druitt, Т.Н. (1988) Compositional evolution of the zoned calc-alkaline magma chamber of Mount Mazama, Crater Lake, Oregon, Contributions to Mineralogy and Petrology, 98: 224-256.

89. Baker, B.H., Goles, G.G., Leeman, W.P., Linstrom, M.M. (1977) Geochemistry and pedogenesis of a basalt-benmoreite-trachyte suite from the southern part of the Gregory Rift, Kenya, Contributions to Mineralogy and Petrology, 64: 303-332.

90. Baker, D.R., Eggler, D.H. (1983) Fractionation paths of Atka (Aleutians) high alumina basalts: constrains from phase relations, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 18: 387-404.

91. Baker, D.R., Eggler, D.H. (1987) Compositions of anhydrous and hydrous melts coexisting with plagioclase, augite and olivine or low-Ca pyroxene from 1 atm to 8 kbar: application to the Aleutian volcanic center of Atka, American Mineralogist, 72: 12-28.

92. Baker, M.B., Grove, T.L., Price, R. (1994) Primitive basalts and andesites from the Mt. Shasta region, N. California products of varying melt fraction and water-content, Contributions to Mineralogy and Petrology, 118 (2): 111-129.

93. Baker, M.B., Hirschmann, M.M., Ghiorso, M.S., Stolper, E.M. (1995) Compositions of near-solidus peridotite melts from experiments and thermodynamic calculations, Nature, 375: 308-311.

94. Barclay, J., Carmichael, I.S.E. (2004) A hornblende basalt from Western Mexico: water-saturated phase relations constrain a pressure-temperature window of eruptibility, Journal of Petrology, 45 (3): 485-506.

95. Bartels, K.S., Kinzler, R.J., Grove, T.L. (1991) High pressure phase relations of primitive high-alumina basalts from Medicine Lake volcano, northern California, Contributions to Mineralogy and Petrology, 108 (3): 253-270.

96. Beard, J.S., Lofgren, G.E. (1991) Dehydration melting and water-saturated melting of basaltic and andesitic greenstones and amphibolites at 1,3, and 6.9 kb, Journal of Petrology, 32 (2): 365-401.

97. Belousov, A. (1996) Deposits of 30 March 1956 directed blast at Bezymianny volcano, Kamchatka, Russia, Bulletin of Volcanology, 57: 649-662.

98. Belousov, A., Voight, В., Belousova, M., Petukhin, A. (2002) Pyroclastic surges and flows from the 8-10 May 1997 explosive eruption of Bezymianny volcano, Kamchatka, Russia, Bulletin of Volcanology, 64 (7): 455-471.

99. Berndt, J., Koepke, J., Holtz, F. (2005) An experimental investigation of the influence of water and oxygen fiigacity on differentiation of MORB at 200 MPa, Journal of Petrology, 46 (1): 135-167.

100. Best, M.C., Mercey, E.L.P. (1967) Composition and crystallization of mafic minerals in the Guadalupe igneous complex, California, American Mineralogist, 52: 436-474.

101. Bindeman, I.N., Davis, A.M. (2000) Trace element partitioning between plagioclase and melt: Investigation of dopant influence on partition behavior, Geochimica et Cosmochimica Acta, 64 (16): 2863-2878.

102. Bindeman, I.N., Davis AM, Drake MJ. (1998) Ion microprobe study of plagioclase basalt partition experiments at natural concentration level of trace elements, Geochimica et Cosmochimica Acta, 62 (7): 1175-1193.

103. Blatter, D.L., Carmichael, I.S.E. (1998) Plagioclase-free andesites from Zitacuaro (Michoacan), Mexico: petrology and experimental constraints, Contributions to Mineralogy and Petrology, 132 (2): 121-138.

104. Blatter, D.L., Carmichael, I.S.E. (2001) Hydrous phase equilibria of a Mexican high-silica andesite: A candidate for a mantle origin?, Geochimica et Cosmochimica Acta, 65 (21): 4043-4065.

105. Blundy, J.D., Holland, J.B. (1990) Calcic ampibole equilibria and anew amphibole-plagioclase geothermometer, Contributions to Mineralogy and Petrology, 104 (2): 208-224.

106. Blundy, J.D., Wood, B.J. (1991) Crystal-chemical controls on the partitioning of Sr and Ba between plagioclase feldspar, silicate melts, and hydrothermal solutions, Geochimica et Cosmochimica Acta, 55: 193-209.

107. Bogoyavlenskaya, G.E., Braitseva, O.A., Melekestsev, I.V., Kirianov, V.Y., Miller, C.D. (1985) Catastrophic eruptions of the directed-blast type at Mount St. Helens, Bezymianny and Shiveluch volcanoes, Journal of Geodynamic, 3: 189-218.

108. Bottazzi, P., et al. (1999) Distinct site preferences for heavy and light REE in amphibole and the prediction of Amph/L /)rcE) Contributions to Mineralogy and Petrology, 137 (1/2): 36-45.

109. Bowen, N.L. (1922) The reaction principle in petrogenesis, Journal of Geology, 30: 177-198.

110. Bowen, N.L. (1928) The evolution of the igneous rocks, Princeton University Press, Princeton: 334.

111. Boyd, F.R. (1959) Hydrothermal investigation of amphiboles, Reseaches in Geochemistry, John Willey & Sons, New York: 377-396.

112. Brenan, J.M., Shaw, H.F., Ryerson, F.J., Phinney, D.L. (1995) Experimental determination of trace-element partitioning between pargasite and a synthetic hydrous andesitic melt, Earth and Planetary Science Letters, 135 (1-4): 1-11.

113. Brophy, J.G. (1989) Basalt convection and plagioclase retention a model for the generation of high-alumina arc basalt, Journal of Geology, 97 (3): 319-329.

114. Brophy, J.G. (1991) Composition gaps, critical crystallinity, and fractional crystallization in orogenic (calc-alkaline) magmatic systems, Contributions to Mineralogy and Petrology, 109 (2): 173-182.

115. Brophy, J.G., Marsh, B.D. (1986) On the origin of high-alumina arc basalt and the mechanics of melt extraction, Journal of Petrology, 27 (4): 763-789.

116. Burnham, C.W., Jahns, R.H. (1962) A method for determining the solubility of water in silicate melts, American Journal of Science, 260: 721-745.

117. Byerly, G. (1980) The nature of differentiation trends in some volcanic rocks from the Galapagos spreading center, Journal of Geophysical Research, B85: 3797-3810.

118. Carmichael, I.S.E. (1964) The petrology of Thingmuli, a tertiary volcano in Eastern Iceland, Journal of Petrology, 5 (3): 435-460.

119. Carmichael, I.S.E. (2002) The andesite aqueduct: perspectives on the evolution of intermediate magmatism in west-central (I05-99°W) Mexico, Contributions to Mineralogy and Petrology, 143 (6): 641-663.

120. Carswell, D.A. (1991) The garnet-orthopyroxene Al barometer: problematic appli-cation to natural garnet lherzolite assemblages, Mineralogical Magazine, 55: 19-31.

121. Cawthorn, R.G. (1976a) Melting relations in part of the system Ca0-Mg0-A1203-Si02-Na20-H20 under 5 kbar pressure, Journal of Petrology, 17: 44-72.

122. Cawthorn, R.G. (1976b) Some chemical controls on igneous amphibole compositions, Geochimica et Cosmochimica Acta, 40 (11): 1319-1328.

123. Cawthorn, R.G., Curran, E.B., Arculus, R.J. (1973) A petrogenetic model for the origin of the calc-alkaline suite of Grenada, Lesser Antilles, Journal of Petrology, 14 (2): 327-337.

124. Cawthorn, R.G., O'Hara, M.J. (1976) Amphibole fractionation in calc-alkaline magma genesis, American Journal of Science, 276 (3): 309-329.

125. Churikova, Т., Dorendorf, F., Worner, G. (2001) Sources and fluids in the mantle wedge below Kamchatka, evidence from across-arc geochemical variation, Journal of Petrology, 42 (8): 1567-1593.

126. Clague, D.A. (1978) The oceanic basalt-trachyte association: an explanation of the Daly Gap, Journal of Geology, 86: 739-743.

127. Cosca, M.A., Essence, E.J., Bowman, J.R. (1991) Complete chemical analyses of metamorphic hornblendes: implications for normalizations, calculated H20 activities, and thermobarometry, Contributions to Mineralogy and Petrology, 108: 472-484.

128. Crawford, A. J., Falloon, T.J., Eggins, S. (1987) The origin of island arc high-alumina basalts, Contributions to Mineralogy and Petrology, 97: 417-430.

129. Cribb, J., Barton, M.,. (1996) Geochemical effects of decoupled fractional crystallization and crustal assimilation, Lithos, 37 (4): 293-307.

130. Currie, K.L. (1997) A revised computer program for amphibole classification, Canadian Mineralogist, 35 (5): 1351-1352.

131. Dale, J., Holland, T.J.B., Powell, R. (2000) Hornblende-garnet-plagioclase thermobarometry: a natural assemblage calibration of the thermodynamics of hornblende, Contributions to Mineralogy and Petrology, 140 (3): 353-362.

132. Danyushevsky, L.V., Carroll, M.R., Falloon, T.J. (1997) Origin of high-an plagioclase in Tongan high-ca boninites implications for plagioclase-melt equilibria at low p(H20), Canadian Mineralogist, 35 (2): 313-326.

133. Danyushevsky, L.V., McNeill, A.W., Sobolev, A.V. (2002) Experimental and penological studies of melt inclusions in phenocrysts from mantle-derived magmas: an overview of techniques, advantages and complications, Chemical Geology, 183 (1-4): 5-24.

134. Davies, J.H., Stevenson, D.J. (1992) Physical model of source region of subduction zone volcanics, Journal of Geophysical Research, 97 (B2): 2037-2070.

135. Defant, M.J., Drummond, M.S. (1990) Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere, Nature, 347: 662-665.

136. Defant, M.J., et al. (2001) The geology, petrology, and petrogenesis of Saba Island, Lesser Antilles, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 107 (1-3): 87-111.

137. Delaney, J.S., Bajt, S., Sutton, S.R., Dyar, M.D. (1996) In situ microanalysis of Fe3+/ZFe in amphibole by X-ray absorption near adge structure (XANES) spectroscopy,, Mineral spectroscopy: a tribute to Roger G.Burns, Geochem. Soc. Spec. Publ.l65-171.

138. DePaolo, D.J. (1981) Trace element and isotopic effects of combined wallrock assimilation and fractional crystallization, Earth and Planetary Science Letters, 53 (2): 189-202.

139. Devine, J.D. (1995) Petrogenesis of the basalt-andesite-dacite association of Grenada, Lesser Antilles island arc, revisited, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 69 (1-2): 1-33.

140. Devine, J.D., Gardner, J.E., Brack, H.P., Layne, G.D., Rutherford, M.J. (1995) Comparison of microanalytical methods for estimating H20 contents of silicic volcanic glasses, American Mineralogist, 80 (3-4): 319328.

141. Devine, J.D., Sigurdsson, H. (1983) The Liquid Composition and Crystallization History of the 1979 Soufriere Magma, St Vincent, W.I., Journal of Volcanology and Geothermal Research, 16 (1-2): 1-31.

142. Devine, J.D., Sigurdsson, H. (1995) Petrology and eruption styles of Kick'em-Jenny submarine volcano, Lesser Antilles island arc, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 69 (1-2): 35-58.

143. Dixon, E.J., Stolper, E.M. (1995) An experimental study of water and carbon dioxide solubilities in mid-ocean ridge basaltic liquids. Part 2: Applications to degassing., Journal of Petrology, 36 (6): 1633-1646.

144. Dorendorf, F., Wiechert, U., Worner, G. (2000b) Hydrated sub-arc mantle: a source for the Klyuchevskoy volcano, Kamchatka/Russia, Earth and Planetary Science Letters, 175 (1-2): 69-86.

145. Dosseto, A., Bourdon, В., Joron, J.L., Dupre, B. (2003) U-Th-Pa-Ra study of the Kamchatka arc: new constraints on the genesis of arc lavas, Geochimica et Cosmochimica Acta, 67 (15): 2857-2877.

146. Douce, A.E.P., Beard, J.S. (1994) H20 Loss from hydrous melts during fluid-absent piston cylinder experiments, American Mineralogist, 19 (5-6): 585-588.

147. Drummond, M.C., Defant, M.J., Kepezhinskas, P. (1996) Petrogenesis of slab-derived trondhjemite-tonalite-dacite-adakite magmas, Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences, 85: 205-215.

148. Eggler, D.H. (1972a) Amphibole stability in H20-undersaturated calc-alkaline melts, Earth and Planetary Science Letters, 15 (1): 28-34.

149. Eggler, D.H. (1972b) Water-saturated and undersaturated melting relations in a Paricutin andesite and an estimate of water content in the natural magma, Contributions to Mineralogy and Petrology, 34: 261-271.

150. Eggler, D.H., Burnham, C.W. (1973) Crystallization and fractionation trends in the system andesite-H20-C02-02 at pressures to 10 kb, Geological Society of America Bulletin, 84 (8): 2517-2532.

151. Eichelberger, J.C. (1978) Andesitic volcanism and crustal evolution, Nature, 275: 21-27.

152. Ellam, R.M., Hawkesworth, C.J. (1988) Elemental and isotopic variations in subduction related basalts: evidence for a three component model, Contributions to Mineralogy and Petrology, 98: 72-80.

153. Ernst, W.G., Liu, L. (1998) Experimental phase-equilibrium study of Al- and Ti-contents of calcic amphibole in MORB a semiquantitative thermobarometer, American Mineralogist, 83 (9-10): 952-969.

154. Falloon, T.J., Green, D.H. (1987) Anhydrous partial melting of MORB pyrolite and other peridotite compositions at lOkbar implications for the origin of primitive MORB glasses, Mineralogy and Petrology, 37 (3-4): 181-219.

155. Foden, J. (1983) The petrology of calc-alkaline lavas of Rindjani Volcano, east Sunda Arc; a model for island arc petrogenesis, Journal of Petrology, 24: 98-130.

156. Foden, J.D., Green, D.H. (1992) Possible role of amphibole in the origin of andesite: some experimental and natural evidence, Contributions to Mineralogy and Petrology, 109: 479-493.

157. Fournelle, J., Marsh, B.D. (1991) Shishaldin volcano aleutian high-alumina basalts and the question of plagioclase accumulation, Geology, 19 (3): 234-237.

158. Fujii, N., Osamura, K., Takahashi, E. (1986) Effect of water saturation on the distribution of partial melt in the olivine-pyroxene-plagioclase system, Journal of Geophysical Research, 91: 9253-9259.

159. Fujii, Т., Scarfe, C.M. (1985) Composition of liquids coexisting with spinel lherzolite at 10 kbar and the genesis ofMORBs, Contributions to Mineralogy and Petrology, 90: 18-28.

160. Fujinawa, A., Green, Т.Н. (1997) Partitioning behaviour of Hf and Zr between amphibole, clinopyroxene, garnet and silicate melts at high pressure, European Journal of Mineralogy, 9: 379-391.

161. Gaedicke, C., et al. (2000) Structure of an active arc-continent collision area: the Aleutian-Kamchatka junction, Tectonophysics, 325 (1-2): 63-85.

162. Gaetani, G.A., Grove, T.L., Bryan, W.B. (1993) The influence of water on the petrogenesis of subduction-related igneous rocks, Nature, 365 (6444): 332-334.

163. Geist, D., Naumann, Т., Larson, P. (1998) Evolution of Galapagos magmas: mantle and crustal fractionation without assimilation, Journal of Petrology, 39 (5): 953-971.

164. Geist, E.L., Scholl, D.W. (1994) Large-scale deformation related to the collision of the Aleutian Arc with Kamchatka, Tectonics, 13: 538-560.

165. Gertisser, R., Keller, J. (2000) From basalt to dacite: origin and evolution of the calc-alkaline series of Salina, Aeolian Arc, Italy, Contributions to Mineralogy and Petrology, 139 (5): 607-626.

166. Gill, J.B. (1981) Orogenic andesite and plate tectonics, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York: 385.

167. Gorbatov, A., Dominguez, J., Suarez, G., Kostoglodov, V., Gordeev, E.I. (1999) Tomographic imaging of the P-wave velocity structure beneath the Kamchatka peninsula, Geophysical Journal International, 137: 269279.

168. Gorbatov, A., Kostoglodov, V., Suarez, G., Gordeev, E.I. (1997) Seismicity and structure of the Kamchatka subduction zone, Journal of Geophysical Research, 102 (B8): 17883-17898.

169. Gorring, M.L., Kay, S.M. (2001) Mantle Processes and Sources of Neogene Slab Window Magmas from Southern Patagonia, Argentina, Journal of Petrology, 41 (6): 1067-1094.

170. Green, D.H. (1973) Experimental melting studies on a model upper mantle composition at high-pressure under water-saturated and water-undersaturated conditions, Earth and Planetary Science Letters, 19 (1): 37-53.

171. Green, Т.Н., Pearson, N.J. (1985) Experimental determination of REE partition coefficients between amphibole and basaltic to andesitic liquids at high pressure, Geochimica et Cosmochimica Acta, 49: 1465-1468.

172. Grove, T.L., Baker, M.B. (1984) Phase equilibrium controls on the tholeiitic versus calc-alkaline differentiation trends, Journal of Geophysical Research, 89 (B5): 3253-3274.

173. Grove, T.L., Bryan, W.B. (1983) Fractionation of pyroxene-phyric MORB at low pressure: an experimental study, Contributions to Mineralogy and Petrology, 84: 293-309.

174. Grove, T.L., Donnelly-Nolan, J.M., Housh, T. (1997) Magmatic processes that generated the rhyolite of Glass Mountain, Medicine Lake volcano, N. California, Contributions to Mineralogy and Petrology, 127 (3): 205-223.

175. Grove, T.L., et al. (2003) Fractional crystallization and mantle-melting controls on calc-alkaline differentiation trends, Contributions to Mineralogy and Petrology, 145 (5): 515 533.

176. Grove, T.L., Gerlach, D.C., Sando, T.W. (1982) Origin of calc-alkaline series lavas at Medicine Lake volcano by fractionation, assimilation and mixing, Contributions to Mineralogy and Petrology, 80 (2): 160-181.

177. Grove, T.L., Juster, T.C. (1989) Experimental investigations of low-Ca pyroxene stability and olivine-pyroxene-liquid equilibria at 1-atm in natural basaltic and andesitic liquids, Contributions to Mineralogy and Petrology, 103 (3): 287-305.

178. Grove, T.L., Kinzler, R.J. (1986) Petrogenesis of andesites, Annual review of earth and planetary sciences, Palo Alto, California: 417-454.

179. Gust, D.A., Perfit, M.R. (1987) Phase relations of a high-Mg basalt from the Aleutian island arc: implications for primary island arc basalts and high-Al basalts, Contributions to Mineralogy and Petrology, 97: 7-18.

180. Hall, L.J., Brodie, J., Wood, B.J., Carroll, M.R. (2004) Iron and water losses from hydrous basalts contained in Au80Pd20 capsules at high pressure and temperature, Mineralogical Magazine, 68 (1): 75-81.

181. Hamilton, D.I., Burnham C.W. & Osborn E.F. (1964) The solubility of water and effects of oxygen fugacity and water content on cristallization in mafic magmas, Journal of Petrology, 5 (part 1): 21-39.

182. Hammarstrom, J.M., Zen, E.-a. (1986) Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer, American Mineralogist,! 1 (11-12): 1297-1313.

183. Harris, C. (1983) The petrology of lavas and associated plutonic inclusions of Ascension Island, Journal of Petrology, 24: 424-470.

184. Harrison, T.M., Watson, E.B. (1984) The behavior of apatite during crustal anatexis: Equilibrium and kinetic considerations, Geochimica et Cosmochimica Acta, 48 (7): 1467-1477.

185. Hawkesworth, C.J., Vollmer, R. (1979) Crustal contamination versus enriched mantle: 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr evidence from the Italian volcanics, Contributions to Mineralogy and Petrology, 69: 151-165.

186. Hawthorne, F.C. (1981) Crystal chemistry of the amphiboles, Amphiboles and other hydrous pyriboles -mineralogy, Mineralogical Society of America, Washington, D.C.: 1-102.

187. Heath, E., Macdonald, R., Belkin, H., Hawkesworth, C., Sigurdsson, H. (1998) Magma genesis at Soufnere Volcano, St Vincent, Lesser Antilles Arc, Journal of Petrology, 39 (10): 1721-1764.

188. Helz, R.T. (1973) Phase relationships of basalts in their melting range at PH20=5 kb as a function of oxygen fugacity. Part 1. Mafic phases, Journal of Petrology, 14 (2): 249-302.

189. Helz, R.T. (1976) Phase relationships of basalts in their melting range at PH20=5 kb as a function of oxygen fugacity. Part 2. Melt compositions, Journal of Petrology, 17 (2): 139-193.

190. Helz, R.T. (1979) Alkali exchange between hornblende and melt: a temperature-sensitive reaction, American Mineralogist, 64 (9-10): 953-965.

191. Helz, R.T. (1982) Phase relations and compositions of amphiboles produced in studies of the melting behavior of rocks, Amphiboles: petrology and experimental phase relations, Mineralogical Society of America, Washington, D.C.: 279-353.

192. Hildreth, W., Moorbath, S. (1988) Crustal contributions to arc magmatism in the Andes of Central Chile, Contributions to Mineralogy and Petrology, 98: 455-489.

193. Hirose, K., Kushiro, I. (1993) Partial Melting of Dry Peridotites at High-Pressures Determination of Compositions of Melts Segregated from Peridotite Using Aggregates of Diamond, Earth and Planetary Science Letters, 114 (4): 477-489.

194. Hirschmann, M.M. (1991) Thermodynamics of multicomponent olivines and the solution properties of (Ni,Mg,Fe)2Si04 and (Ca,Mg,Fe)2Si04 olivines, American Mineralogist, 76: 1232-1248.

195. Hochstaedter, A.G., Kepezhinskas, P., Defant, M.J., Drummod, M.S., Koloskov, A.V. (1996) Insights into the volcanic arc mantle wedge from magnesian lavas from the Kamchatka arc, Journal of Geophysical Research, 101 (Bl): 697-712.

196. Holland, T.J.B., Blundy, J. (1994) Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry, Contributions to Mineralogy and Petrology, 116 (4): 433-447.

197. Hollister, L.S., Grissom, G.C., Peters, E.K., Stowell, H.H., Sisson, V.B. (1987) Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alcaline plutons, American Mineralogist, 72: 231 -23 9.

198. Holloway, J.R. (1973) The system pargasite-H20-C02: a model for melting of a hydrous mineral with a mixed-volatile fluid. 1 Experimental results to 8 kbar, Geochimica et Cosmochimica Acta, 37 (3): 651-666.

199. Holloway, J.R., Burnham, C.W. (1972) Melting relations of basalt with equilibrium water pressures less than total pressure, Journal of Petrology, 13 (1): 1-29.

200. Hoover, J.D., Irvine, T.N. (1977) Liquidus relations and Mg-Fe partitioning on part of the system Mg2Si04-Fe2Si04-CaMgSi206-CaFeSi206-KAlSi308-Si02, Carnegie Institution of Washington Year Book, 77 (774784)

201. Housh, T.B., Luhr, J.F. (1991) Plagioclase-melt equilibria in hydrous system, American Mineralogist, 16: 477492.

202. Johnson, M.C., Rutherford, M.J. (1989) Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California) volcanic rocks, Geology, 17: 837-841.

203. Johnston, A.D. (1986) Anhydrous P-T phase relations of near-primary high-alumina basalt from the South Sandwich Islands, Contributions to Mineralogy and Petrology, 92 (3): 368-382.

204. Jones, W.B. (1979) The mixed benmoreiteytrachyte flows from Kenya and their bearing on the Daly Gap, Geological Magazine, 116: 487^-89.

205. Juster, T.C., Grove, T.L., Perfit, M.R. (1989) Experimental constraints on the generation of Fe-Ti basalts, andesites, and rhyodacites at the Galapagos spreading center, 85°W, and 95°W, Journal of Geophysical Research, 94 (B7): 9251-9274.

206. Kar, A., Weaver, В., Davidson, J., Colucci, M. (1998) Origin of differentiated volcanic and plutonic rocks from Ascension Island, South Atlantic ocean, Journal of Petrology, 39 (5): 1009-1024.

207. Kawamoto, T. (1996) Experimental constraints on differentiation and H20 abundance of calc-alkaline magmas, Earth and Planetary Science Letters, 144: 577-589.

208. Kay, S.M., Kay, R.W. (1985) Aleutian tholeiitic and calc-alkaline magma series: I. The mafic phenocrysts, Contributions to Mineralogy and Petrology, 90 (2/3): 276-290.

209. Kelemen, P.B. (1990a) Reaction between ultramafic wall rock and fractionating basaltic magma, I, Phase relations, the origin of calc-alkaline magma series and the formation of discordant dunite, Journal of Petrology, 31 (1): 51-98.

210. Kelemen, P.B. (1990b) Reaction between ultramafic wall rock and fractionating basaltic magma, II, Experimental investigations of reaction between olivine tholeiite and harzburgite at 1150-1050° С and 5 kb, Journal of Petrology, 31 (1): 99-134.

211. Kelemen, P.B. (1995) Genesis of high Mg# andesites and the continental crust, Contributions to Mineralogy and Petrology, 120 (1): 1-19.

212. Kepezhinskas, P., Defant, M.J., Drummod, M.S. (1996) Progressive enrichment of island arc mantle by melt-peridotite interation inferred from Kamchatka xenoliths, Geochimica et Cosmochimica Acta, 60 (7): 1217-1229.

213. Kepezhinskas, P., et al. (1997) Trace element and Sr-Nd-Pb isotopic constraints on a three-component model of Kamchatka arc petrogenesis, Geochimica et Cosmochimica Acta, 61 (3): 577-600.

214. Kersting, A.B. (1995) Pb isotope ratios of north pacific sediments, sites 881, 883, and 884: Implications for sediment recycling in the Kamchatka arc, Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, 145: 383-388.

215. Kersting, A.B., Arculus, R.J. (1994) Klyuchevskoy volcano, Kamchatka, Russia: the role of high-flux recharged, tapped, and fractionated magma chamber(s) in the genesis of high-Al203 from high-MgO basalt, Journal of Petrology, 35 (1): 1-41.

216. Khubunaya, S.A., Sobolev, A.V., Novgorodtseva, T.Y. (1994) Petrology of basalts from Klyuchevskoy Flank eruptions (Kamchatka), in Inernational Volcanological Congress: 112, Ankara.

217. Kimura, J.-I., Kawahara, M., Iizumi, S. (2003) Lead isotope analysis using TIMS following single column-single bead Pb separation, Geoscience Reports ofShimane University, 22: 49-53.

218. Kimura, J.I., Yamada, Y. (1996) Evaluation of major and trace element XRF analyses using a flux to sample ratio of two to one glass beads, Journal of Mineralogy, Petrology and Economic Geology, 91: 62-72.

219. Kimura, J.I., Yoshida, T. (1999) Magma plumbing system beneath Ontake volcano, central Japan, The Island Arc, 8(1): 1-29.

220. Kimura, J.I., Yoshida, Т., Takaku, Y. (1995) Igneous rock analysis using ICP-MS with internal standardization, isobaric ion overlap correction, and standard addition methods, Science Report of Fukushima University, 56: 1-12.

221. King, P.L., Hervig, R.L., Holloway, J.R., Delaney, J.S., Dyar, M.D. (2000) Partitioning of Fe3+/Fetotal between amphibole and basanitic melt as a function of oxygen fugacity, Earth and Planetary Science Letters, 178 (1-2): 97-112.

222. Kinzler, R.J., Grove, T.L. (1992) Primary Magmas of Midocean Ridge Basalts. 1.Experiments and Methods, Journal of Geophysical Research, 97 (B5): 6885-6906.

223. Kinzler, R.J., Grove, T.L., Recca, S.I. (1990) An experimental study on the effect of temperature and melt composition on the partitioning of nickel between olivine and silicate melt, Geochimica Et Cosmochimica Acta, 54 (5): 1255-1265.

224. Klein, M., Stosch, H.G., Seek, H.A. (1997) Partitioning of high field strength and rare-earth elements between amphibole and quartz-dioritic to tonalitic melts: an experimental study, Chemical Geology, 138 (3-4): 257-271.

225. Kuno, H. (1960) High-alumina basalt, Journal of Petrology, 1 (2): 121-145.

226. Kuno, H. (1966) Lateral variation of the basalt magma type across continental margins and island arcs, Bulletin of Volcanology, 29: 195-222.

227. Tourette, Т., Hervig, R.L., Holloway, J.R. (1995) Trace element partitioning between amphibole, phlogopite, and basanitic melt, Earth and Planetary Science Letters, 135 (1-4): 13-30.

228. Maaloe, S., Petersen, T.S. (1981) Pedogenesis of Oceanic Andesites, Journal of Geophysical Research, 86 (NB11): 273-286.

229. Macdonald, R., Hawkesworth, C.J., Heath, E. (2000) The Lesser Antilles volcanic chain: a study in arc magmatism, Earth Science Reviews, 49 (1-4): 1-76.

230. Manton, W.I. (1988) Separation of Pb from young zircons by single-bead ion exchange, Chemical Geology, 73: 147-152.

231. Marsh, B.D. (1976) Some Aleutian andesites: their nature and source, Journal of Geology, 84: 27-45.

232. Marsh, B.D. (1981) On the crystallinity, probability of occurrence, and rheology of lava and magma, Contributions to Mineralogy and Petrology, 78 (1): 85-98.

233. Marsh, B.D. (1995) Solidification fronts and magmatic evolution, Mineralogical Magazine, 60: 5-40.

234. Martel, C., Pichavant, M., Holtz, F., Scaillet, B. (1999) Effects of f02 and H20 on andesite phase relations between 2 and 4 kbar, Journal of Geophysical Research, 104 (B12): 29453-29470.

235. Martin, H. (1999) Adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids, Lithos, 46 (3): 411-429.

236. McBirney, A.R., Baker, B.H., Nilson, R.H. (1985) Liquid Fractionation. Part I. Basic principles and experimental simulations, Journal of Volcanology and GeothermalResearch, 24: 1-24.

237. McDonough, W.F., Sun, S. (1995) The composition of the Earth, Chemical Geology, 120: 223-253.

238. Miyashiro, A. (1974) Volcanic rock series in island arcs and active continental margins, American Journal of Science, 21 A: 321-355.

239. Moore, G.M., Vennemann, Т., Carmichael, I.S.E. (1998) An empirical model for the solubility of water in magmas to 3 kilobars, American Mineralogist, 83: 36-42.

240. Mukherjee, A. (1967) Role of fractional crystallization in the descent: basalt trachyte, Contributions to Mineralogy and Petrology, 16: 139-148.

241. Myers, J.D. (1988) Possible petrogenetic relations between low- and high MgO Aleutian basalts, Geological Society of America Bulletin, 100: 1040-1053.

242. Myers, J.D., Johnston, A.D. (1996) Phase equilibria constraints on models of subduction zone magmatism (overview), Subduction. Top to bottom, AGU229-251.

243. Myers, J.D., Marsh, B.D., Frost, C.D., Linton, J.A. (2002) Petrologic constraints on the spatial distribution of crustal magma chambers, Atka Volcanic Center, central Aleutian arc, Contributions to Mineralogy and Petrology, 143 (5): 567-586.

244. Myers, J.D., Sinha, A.K., Marsh, B.D. (1984) Assimilation of crustal material by basaltic magma strontium isotopic and trace-element data from the Edgecumbe volcanic field, S.Alaska, Journal of Petrology, 25 (1): 1-26.

245. Mysen, B.O., Boettcher, A.L. (1975) Melting of a hydrous mantle: I. Phase relations of natural peridotite at high pressures and temperatures with controlled activities of water, carbon dioxide, and hydrogen, Journal of Petrology, 16 (3): 520-548.

246. Neuville, D.R., Courtial, P., Dingwell, D.B., Richet, P. (1993) Thermodynamic and rheological properties of rhyolite and andesite melts, Contributions to Mineralogy and Petrology, 113: 572-581.

247. Nicholls, I.A., Ringwood, A.E. (1973) Effect of water on olivine stability in tholeiites and production of silica-saturated magmas in the island arc environment, Journal of Geology, 81: 285-300.

248. Nielsen, R.L. (1990) The theory and application of a model of open magma system processes, Modern Methods of Igneous Petrology: Understanding Magmatic Processes, Mineralogical Society of America, Washington, D.C.: 65-106.

249. Nielsen, R.L. (1992) Bigd.For a Fortran Program to Calculate Trace-Element Partition-Coefficients for Natural Mafic and Intermediate Composition Magmas, Computers & Geosciences, 18 (7): 773-788.

250. Nielsen, R.L., Delong, S.E. (1992) A numerical approach to boundary-layer fractionation application to differentiation in natural magma systems, Contributions to Mineralogy and Petrology, 110 (2-3): 355369.

251. Nielsen, R.L., Dungan, M.A. (1983) Low-pressure mineral-melt equilibria in natural anhydrous mafic systems, Contributions to Mineralogy and Petrology, 84: 310-326.

252. Nimis, P. (1995) A clinopyroxene geobarometer for basaltic systems based on crystal-structure modeling, Contributions to Mineralogy and Petrology, 121 (2): 115-125.

253. Nimis, P. (1999) Clinopyroxene geobarometry of magmatic rocks. Part 2. Structural geobarometers for basic to acid, tholeiitic and mildly alkaline magmatic systems, Contributions to Mineralogy and Petrology, 135 (1): 62-74.

254. Nye, C.J., Reid, M.R. (1986) Geochemistry of primary and least fractionated lavas from Okmok volcano, central Aleutians: implications for arc magma genesis, Journal of Geophysical Research, 91: 10271-10287.

255. O'Hara, M.J., Fiy, N. (1996) The highly compatible trace element paradox Fractional crystallization revisited, Journal of Petrology, 37 (4): 859-890.

256. Osborn, E.F. (1959) Role of oxygen pressure in the crystallization and differentiation of basaltic magmas, Australian Journal of Earth Sciences, 257 (9): 609-647.

257. Ozerov, A.Y. (2000) The evolution of high-alumina basalts of the Klyuchevskoy volcano, Kamchatka, Russia, based on microprobe analyses of mineral inclusions, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 95 (1-4): 65-79.

258. Papike, J.J. (1980) Pyroxene mineralogy of the Moon and meteorites, Pyroxenes, Mineralogical Society of America, Washington, D.C.: 495-525.

259. Parat, F., Holtz, F. (2004) Sulfur partitioning between apatite and melt and effect of sulfur on apatite solubility at oxidizing conditions, Contributions to Mineralogy and Petrology, 147 (2): 201-212.

260. Perfit, M.R., Gust, D.A., Вепсе, A.E., Arculus, R.J., Taylor, S.R. (1980) Chemical characteristics of island-arc basalts: implication for mantle sources, Chemical Geology, 30: 227-256.

261. Persikov, E.S. (1991) The viscosity of magmatic liquids: experiment, generalized patterns. A model for calculation and prediction. Applications, Physical chemistry of magmas, Springer-Verlag, New-York: 142.

262. Pichavant, M., Mattel, C., Bourdier, J.-L., Scaillet, B. (2002a) Physical conditions, structure, and dynamics of a zoned magma chamber:Mount Pelee (Martinique, Lesser Antilles Arc), Journal of Geophysical Research, 107 (B5): 1-26.

263. Pichavant, M., Montel, J.-M., Richard, L.R, (1992) Apatite solubility in peraluminous liquids: Experimental data and an extension of the Harrison-Watson model, Geochimica et Cosmochimica Acta, 56 (10): 3855-3861.

264. Pineau, F., Semetb, M.P., Grassineaua, N., Okrugin, V.M., Javoy, M. (1999) The genesis of the stable isotope (О, H) record in arc magmas: the Kamtchatka's case, Chemical Geology, 153 (1-4): 93-124.

265. Plank, Т., Langmuir, C.H. (1988) An Evaluation of the Global Variations in the Major Element Chemistry of Arc Basalts, Earth and Planetary Science Letters, 90 (4): 349-370.

266. Popp, R.K., Virgo, D., Yoder, H.S., Hoering, T.C., Phillips, M.W. (1995) An experimental study of phase equilibria and Fe oxy-component in kaersutitic amphibole: Implications for the fm an am0 in the upper mantle, American Mineralogist, 80: 534-548.

267. Powell, R. (1975) Thermodynamics of coexisting cummingtonite-hornblende pairs, Contributions to Mineralogy and Petrology, 51 (1): 29-37.

268. Putirka, K. (1999) Clinopyroxene+ liquid equilibria to 100 kbar at 2450 K, Contributions to Mineralogy and Petrology, 135: 151-163.

269. Rapp, R.P., Watson, E.B. (1995) Dehydration melting of metabasalt at 8-32 kbar: implications for continental growth and crust-mantle recycling, Journal of Petrology, 36 (4): 891-931.

270. Roberts, M., Clemens, J.D. (1995) Feasibility of AFC models for the petrogenesis of calc-alkaline magma series, Contributions to Mineralogy and Petrology, 121 (2): 139-147.

271. Roeder, P.L., Emslie, R.F. (1970) Olivine-liquid equilibrium, Contributions to Mineralogy and Petrology, 29: 275-289.

272. Rollinson, H. (1993) Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation, Longman Scientific & Technical, New York: 352.

273. Romick, J.D., Kay, S.M., Kay, R.W. (1992) The influence of amphibole fractionation on the evolution of calc-alkaline andesite and dacite tephra from the Central Aleutians, Alaska, Contributions to Mineralogy and Petrology, 112(1): 101-118.

274. Russell, J.K., Nicholls, J. (1988) Analyses of petrologic hypotheses with Pearce element ratios, Contributions to Mineralogy and Petrology, 99: 25-35.

275. Rutherford, M.J., Devine, J.D. (2003) Magmatic conditions and magma ascent as indicated by hornblende phase equilibria and reactions in the 1995-2002 Soufriere Hills magma, Journal of Petrology, 44 (8): 14331453.

276. Rutherford, M.J., Hill, P.M. (1993) Magma ascent rates from amphibole breakdown: and experimental study applied to the 1980-1986 Mount St. Helens eruptions, Journal of Geophysical Research, 98 (Bll): 19677-19685.

277. Rutherford, M.J., Johnson, M.C. (1992) A comment on Blundy and Holland's (1990) "Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer", Contributions to Mineralogy and Petrology, 111 (2): 266-268.

278. Rutherford, M.J., Sigurdsson, H., Carey, S., Davis, A. (1985) The May 18, 1980, eruption of Mount St.Helens. 1. Melt composition and experimental phase equilibria, Journal of Geophysical Research, 90 (B4): 29292947.

279. Sakuyama, M. (1981) Penological study of the Myoko and Kurohime volcanoes, Japan: crystallization sequence and evidence for magma mixing, Journal of Petrology, 22: 553-583.

280. Schmidt, M.W. (1992) Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer, Contributions to Mineralogy and Petrology, 110 (2/3): 304-310.

281. Schmidt, M.W., Poli, S. (1998) Experimentally based water budgets for dehydrating slabs and consequences for arc magma generation, Earth and Planetary Science Letters, 163: 361-379.

282. Schumacher, J.C. (1997) The estimation of the proportion of ferric iron in the electron-microprobe analysys of amphiboles, Canadian Mineralogist, 35 (1): 238-246.

283. Sekine, T. (1986) Liquidus temperature of plagioclase and pyroxene in andesitic melts at one atmosphere, Geochemical Journal, 20 (6): 287-296.

284. Sekine, Т., Katsura, Т., Aramaki, S. (1979) Water saturated phase relations of some andesites with application to the the estimation of the initial temperature and water pressure at the time eruption, Geochimica el Cosmochimica Acta, 43 (8): 1367-1376.

285. Sekine, Т., Wyllie, P.J. (1983) Effect of H20 on liquidus relationships in Mg0-Al203- Si02 at 30 kbars, Journal of Geology, 91: 195-210.

286. Shi, P. (1993) Low pressure phase relationships in the system Na20-Ca0-Fe0-Mg0-A1203-Si02 at 1100 °C, with implications for the differentiation of basaltic magmas, Journal of Petrology, 34 (4): 743-762.

287. Shimoda, G., Tatsumi, Y., Nohda, S., Ishizaka, K., Jahn, B.M. (1998) Setouchi high-Mg andesites revisited: geochemical evidence for melting of subducting sediments, Earth and Planetary Science Letters, 160 (34): 479-492.

288. Sisson, T.W. (1991) Pyroxene-high silica rhyolite trace element partition coefficients measured by ion microprobe, Geochimica et Cosmochimica Acta, 55: 1575-1585.

289. Sisson, T.W., Grove, T.L. (1993a) Experimental investigations of the role of H20 in calc-alkaline differentiation and subduction zone magmatism, Contributions to Mineralogy and Petrology, 113 (2): 143-166.

290. Sisson, T.W., Grove, T.L. (1993b) Temperatures and H20 contents of low-MgO high-alumina basalts, Contributions to Mineralogy and Petrology, 113 (2): 167-184.

291. Sisson, T.W., Layne, G.D. (1993) H20 in basalt and basaltic andesite glass inclusions from 4 subduction-related volcanoes, Earth and Planetary Science Letters, 117 (3-4): 619-635.

292. Smith, J.V. (1974) Feldspar minerals: Vol.2, Chemical and textural properties, Springer690.

293. Sobolev, A.V., Chaussidon, M. (1996) H20 concentrations in primary melts from supra-subduction zones and mid-ocean ridges: Implications for H20 storage and recycling in the mantle, Earth and Planetary Science Letters, 137(1-4): 45-55.

294. Spear, F.S. (1981) An experimental study of hornblende stability and compositional variability in amphibolite, American Journal of Science, 281 (6): 697-734.

295. Spencer, K.J., Lindsiey, D.H. (1981) A solution model for coexisting iron-titanium oxides, American Mineralogist, 66 (11/12): 1189-1201.

296. Stern, C., Wyllie, P.J. (1978) Phase compositions through crystallization intervals in basalt-andesite-H20 at 30 kbar with implications for subduction zone magmas, American Mineralogist, 63 (641-663)

297. Stolper, E. (1982) The speciation of water in silicate melts, Geochimica et Cosmochimica Acta, 46: 2609-2620.

298. Stormer, J.C.J. (1983) The effects of recalculation on estimates of temperature and oxygen fugacity from analyses of multicomponent iron-titanium oxides, American Mineralogist, 68: 586-594.

299. Sugawara, Т. (2000) Thermodynamic analysis of Fe and Mg partitioning between plagioclase and silicate liquid, Contributions to Mineralogy and Petrology, 138(2): 101-113.

300. Sun, S.-S., McDonough, W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes, Magmatism in the Ocean Basins, Geological Society, London: 313345.

301. Takahashi, E. (1986b) Melting of a dry peridotite KLB-1 up to 14GPa: implications on the origin of peridotitic upper mantle, Journal of Geophysical Research, 91B (9): 9367-9382.

302. Takahashi, E., Kushiro, I. (1983) Melting of a dry peridotite at high pressures and basalt magma genesis, American Mineralogist, 68 (9-10): 859-879.

303. Takeshita, H. (1974) Petrological studies on the volcanic rocks of the Northern Fossa Magma region, Central Japan, Pacific Geology, 7: 65-92.

304. Tamura, Y., Yuhara, M., Ishii, T. (2000) Primary arc basalts from Daisen volcano, Japan: equilibrium crystal fractionation versus disequilibrium fractionation during supercooling, Journal of Petrology, 41 (3): 431448.

305. Tatsumi, Y., Eggins, S. (1995) Subduction zone magmatism, Blackwell Science211.

306. Tatsumi, Y., Ishizaka, K. (1982) Origin of high-magnesian andesites in the Setouchi volcanic belt, southwest Japan, I. Petrographical and chemical characteristics, Earth and Planetary Science Letters, 60 (2): 293304.

307. Tatsumi, Y., Kogiso, Т., Nohda, S. (1995) Formation of a third volcanic chain in Kamchatka: Generation of unusual subduction-related magmas, Contributions to Mineralogy and Petrology, 120: 117-128.

308. Taylor, H.P. (1980) The effects of assimilation of country rocks by magmas on 018-016 and Sr87-Sr86 systematics in igneous rocks, Earth and Planetary Science Letters, 47 (2): 243-254.

309. Thorpe, R.S. (1982) Andesites: orogenic andesites and related rocks, Wiley, New York: 250.

310. Toplis, M.J. (2004) Thermodynamic assessment of equilibrium in olivine saturated experiments, Lithos, 73 (12): SI 12-S112.

311. Toplis, M.J., Carroll, M.R. (1995) An Experimental-Study of the Influence of Oxygen Fugacity on Fe-Ti Oxide Stability, Phase-Relations, and Mineral-Melt Equilibria in Ferro-Basaltic Systems, Journal of Petrology, 36 (5): 1137-1170.

312. Tormey, D.R., Grove, T.L., Bryan, W.B. (1987) Experimental petrology of normal MORB near the Kane Fracture Zone: 22°-25°N, mid-Atlantic ridge, Contributions to Mineralogy and Petrology, 96 (1): 121139.

313. Turner, S., McDermott, F., Hawkesworth, C.L., Kepezhinskas, P. (1998) A U-series study of lavas from Kamchatka and the Aleutians: constraints on source composition and melting processes, Contributions to Mineralogy and Petrology, 133 (3): 217-234.

314. Ulmer, G.C., Rosenhauer, M., Woermann, E., Ginder, J., Drory-Wolff, A., Wasilewski, P. (1976) Applicability of electrochemical oxygen fugacity measurements to geothermometry, American Mineralogist, 61: 653660.

315. Ulmer, P. (1989) The dependence of the Fe2+-Mg cation-partitioning between olivine and basaltic liquid on pressure, temperature and composition an experimental-study to 30 Kbars, Contributions to Mineralogy and Petrology, 101 (3): 261-273.

316. Utnasin, V.K., et al. (1976) Types of magma foci of island arc volcanoes and their study by the method of deep seismic sounding in Kamchatka, Volcanoes and Tectonosphere, Tokai University Pressl23-137.

317. Uto, K. (1986) Variation of A1203 content in late cenozoic Japanese basalts: a re-examination of Kuno's high-alumina basalt, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 29 (1-4): 397-411.

318. Vyhnal, C.R., McSween, H.Y., Speer, J.A. (1991) Hornblende chemistry in southern Appalachian granitoids: implications for aluminum hornblende thermobarometry and magmatic epidote stability, American Mineralogist, 16 (1-2): 176-188.

319. Wallace, P.J. (2005) Volatiles in subduction zone magmas: concentrations and fluxes based on melt inclusion and volcanic gas data, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 140 (1-3): 217-240.

320. Weaver, S.D. (1977) The quaternary caldera volcano Emuruangogalak, Kenya Rift, and the petrology of a bimodal ferrobasalt-pantelleritic trachyte association, Bulletin of Volcanology, 40: 209-227.

321. Weyer, S., Munker, C., Mezger, K. (2003) Nb/Ta, Zr/Hf and REE in the depleted mantle: implications for the differentiation history of the crust-mantle system, Earth and Planetary Science Letters, 205 (3-4): 309324.

322. Wiser, N.M., Wood, B.J. (1991) Experimental determination of activities in Fe-Mg olivine at 1400-K, Contributions to Mineralogy and Petrology, 108(1-2): 146-153.

323. Yagi, K., Onuma, K. (1967) The join CaMgSi206—CaTiAl206 and its bearing on the titanaugites, Journal of Faculty Science of Hokkaido University, IV (13): 463-483.

324. Yoder, H.S. (1969) Calc-alkaline andesites: experimental data bearing on the origin of their assumed characteristics, in Proceedings of the Andesites, edited by A.R. McBirney: 77-89, Mineral Industries Bull., Oregon, Dept. Geology.

325. Yoder, H.S., Tilley, C.E. (1962) Origin of basaltic magma: en experimental study of natural and synthetic rock systems, Journal of Petrology, 3: 342-532.

326. Yogodzinski, G.M., et al. (2001) Geochemical evidence for the melting of subducting oceanic lithosphere at plate edges, Nature, 404: 500-504.

327. Zindler, A., Hart, S. (1986) Chemical geodynamics, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 14: 493571.

Информация о работе

Альмеев, Ренат Рашитович
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.09

Диссертация

Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы