Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Петрология пород вулканов Горелый и Мутновский
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология
Автореферат диссертации по теме "Петрология пород вулканов Горелый и Мутновский"
На правах рукописи
ЧАЩИН Александр Адольфович
уцк 552.11 (551.217.4)
ПЕТРОЛОГИЯ ПОРОД ВУЛКАНОВ ГОРЕЛЫЙ И МУТНОВСКИЙ (ЮЖНАЯ КАМЧАТКА)
Специальность 25.00.04 - петрология, вулканология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
12 МП 2008
Владивосток - 2008
003457609
Диссертационная работа выполнена в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН.
Научный руководитель:
доктор геолого-минералогических наук Ю. А. Мартынов (ДВГИ ДВО РАН, Владивосток)
Официальные оппоненты:
доктор геолого-минералогических наук H.A. Татарин (ДВГИ ДВО РАН, Владивосток)
кандидат геолого-минералогических наук В.Л. Леонов (ИВиС ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский).
Ведущая организация:
Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск
Защита состоится "26" декабря 2008 г. в 14-00 на заседании Диссертационного совета Д-005.006.01 в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, Пр. 100-летия Владивостока, 159, Дальневосточный геологический институт. Тел.: (4232) 317-554. Факс: (4232) 317-847. E-mail: fegi@online.marine.su
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦНБ ДВО РАН (адрес тсЯже) Автореферат разослан "_"_2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат геолого-минералогических наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. За последние десятилетия опубликовано большое количество работ по геолого-структурным (Авдейко и др., 2002; Апрелков, Попру-женко, 1984; Шеймович, Патока, 1989; Очерки тектонического.... 1987; и др.), минералогическим, петрохимическим и изотопно-геохимическим (Волынеци др., 1990; Волынец, 1993; Колосков, 2001; Геохимическая типизация.....1990; Пополитов, Большей, 1981; Перепелов, 1989; СЬипкоуа е1 а1., 2001; 01^еп й а1., 2007; КерегЫпБказ е1 а1., 1997; Portnyagin е1 а1., 2001; и др.) особенностям четвертичного базальтового вулканизма Камчатки. Вместе с тем^в литературе очень мало комплексных петро-лого-геохимических описаний долгоживущих вулканических центров (Волынец и др., 1999; Хетчиков и др., 2000; Перепелов, 2004, 2005; Мартынов, Мартынов, Чащин и др., 2005). Немногочисленна информация и о физико-химических условиях кристаллизации вулканитов, что затрудняет решение вопросов генезиса и эволюции островодужных магм. В данной работе сделана попытка восполнить этот пробел на примере двух типовых объектов южной Камчатки - вулканов Горелый и Мутновский.
Цель исследований. Целью данной работы является детальное петрологическое исследование вулканитов различных этапов формирования двух рядом расположенных, действующих вулканов южной Камчатки - Горелый и Мутновский. В ходе исследований решались следующие основные задачи: 1. изучение составов минералов-вкрапленников; 2. анализ распределения петрогенных оксидов и микроэлементов; 3. оценка термодинамических параметров кристаллизации магматических расплавов и роли различных процессов (фракционной кристаллизации, коровой контаминации и др.) на их эволюцию; 4. установление основных особенностей развития вулканических центров.
Научная новизна исследований. В результате петрографических и минералогических исследований впервые дана детальная минералогическая характеристика основных типов пород вулканов Горелый и Мутновский. На основе полученного геохимического материала, а также результатов компьютерного моделирования (программа "Комагмат") впервые выполнена реконструкция петролого-геохими-ческой эволюции расплавов двух вулканических центров.
Практическая значимость. Полученные фактические данные могут быть применены для построения общей картины эволюции базальтового вулканизма южной Камчатки.
Методика исследований. В основу предлагаемой работы положен фактический материал, собранный автором при полевых исследованиях пород вулканов Горелый, Мутновский и вулканического хребта Скалистая-Двугорбая-Каменная (Южная Камчатка), с 1986 по 1997 гг. ( Лабораторий петрологии вулканических формаций ДВГИ ДВО РАЬ}. В отдельных случаях использованы коллекции каменного материала, переданные автору для исследований Ю.А. Мартыновым, В.Ф. Полиным и А.Б. Перепеловым. Было изучено более 300 прозрачных шлифов вулканических пород, выполнено 180 анализов на содержание петрогенных окси-
дов и микроэлементов, более 500 определений составов минералов, 60 анализов на РЗЭ, 20 определений изотопного состава кислорода и 13 - стронция, а также 40 хроматографических анализов газовой фазы в минералах.
Аналитические исследования. Состав минералов определялся на микрозонде Camebax в Институте вулканологии ДВО РАН (г. Петропавловск-Камчатский) и на микроанализаторе JXA-5a в ДВГИ ДВО РАН (г. Владивосток). Анализ содержаний петрогенных оксидов в вулканических породах был i выполнен 1 методом "мокрой" химии в аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН. Измерение изотопных соотношений ,80/160 проведено на масс-спектрометре Finnigan МАТ 252 (ДВГИ ДВО РАН). Определение концентраций Ni, Со, Cr, V, Pb, Си, Zn осуществлялось с помощью количественного спектрального анализа; Rb, Ва, Sr, Zr - на рентгено-флуоресцентном спектрометре VRA-30 (ДВГИ ДВО РАН). Часть измерений микроэлементного состава проводилось методом ICP-MS в Иркутском Центре коллективного пользования на масс-спектрометре VG Plasmaquad PQ2+. Там же, на масс-спектрометре Finnigan МАТ262 измерялись изотопные отношения Sr. Оценка флюидного режима минералообразования выполнена посредством программного комплекса "Селектор-С" (Карпов и др., 1997). Моделирование кристаллизационных процессов проведено по программе "Комагмат" (Арискин, Бармина, 2000).
Апробация работы. Непосредственно по теме работы автором опубликованы 7 статей в рецензируемых российских журналах и 5 статей в тематических сборниках. Отдельные вопросы диссертации изложены в одном из разделов монографии "Геодинамика, магматизм, металлогения Востока России" (2006). Результаты исследований были представлены на семи международных и шести отечественных конференциях и совещаниях, в том числе: на международном симпозиуме по прикладной геохимии стран СНГ (Москва, 1997), на первой международной научной конференции "Вулканизм и биосфера" (Туапсе, 1998), на IX, X и XI международных конференциях по термобарогеохимии (ВНИИСИМС г. Александров. 1999,2001, 2003), на IV международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 1999), на международном геологическом конгрессе в Италии (Флоренция, 2004), на всероссийском металлогеническом совещании "Металлогения, нефтегазонос-ность и геодинамика Северо-Азиатского кратона и орогенных поясов его обрамления." (Иркутск, 1998), на третьем региональном совещании "Минералогия Урала" (Миасс, 1998) и других.
Благодарности. Автор благодарит научного руководителя д.г.-м.н. Мартынова Ю.А. за постоянную помощь в работе, полезные советы и под держку на протяжении всех этапов исследований, а также академика А.И. Ханчука, член-корр.
B.Г. Сахно, к.г.-м.н. В.Ф. Полина, к.г.-м.н. В.К. Попова, к.г.-м.н. С.О. Максимова за обсуждение, замечания и рекомендации, позволившие значительно улучшить качество диссертации.
Автор глубоко признателен Н.П. Коноваловой, JI.B. Шкодюк, Г.И. Макаровой,
C.П. Баталовой, В.Н. Каминской, А.И. Малыкиной, Л.А. Авдевниной, Н.И. Екимо-вой, В.М. Чубарову за аналитическое обеспечение исследований. Автор также благодарен к.г.-м.н. С.И. Дрилю и к.г.-м.н. А.Б. Перепелову за помощь в проведе-2
ние прецизионных определений микроэлементов методом ICP-MS, к.г.-м.н. О.Б. Селянгину - за предоставленный каменный материал. За помощь в обработке материалов и техническое оформление работы выражается искренняя признательность JI.C. Цуриковой, Т.М. Михайлик и H.H. Семеновой.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы составляет 270 страниц, включая 30 таблиц и 74 рисунка. Список литературы включает 170 наименований.
В первой главе изложена информация о глубинном строении и структурной позиции Камчатки, приводится краткий обзор существующих представлений об истории развития островодужной системы. Описаны геолого-структурные особенности Южно-Камчатской вулканической зоны. Во второй главе рассмотрены основные черты геологического строения района исследования, приведены данные об истории изучения вулканов Горелый и Мутновский, вулканического хребта Скалистая-Двугорбая-Каменная. В третьей ziaee изложены результаты изучения минерального состава экструзивных и эффузивных пород, установлены мине-ралого-петрографические группы, их взаимоотношения и последовательность минералообразования. Четвертая глава посвящена описанию распределения главных, редких и рассеянных элементов, а также изотопов стронция и кислорода в породах различных временных этапов формирования вулканических центров. В пятой главе рассмотрены физико-химические условия кристаллизации вулканитов. В шестой главе, на основе полученного петролого-геохимического материала, оценивается роль различных процессов (фракционной кристаллизации, коровой контаминации и др.) в образовании лав и предлагается модель петролого-геохимической эволюции расплавов. Завершает работу заключение, в котором изложены основные результаты исследований.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Вулканы Горелый и Мутновский располагаются на северо-восточном фланге Южно-Камчатской вулканической зоны, вблизи её границы с Малко-Петропавлов-ской зоной поперечных дислокаций.
Вулкан Горелый, по своей морфологии относится к сложным кальдерным стратовулканам, сформированным в результате трех крупных этапов вулканической активности.
Первый, докалъдерный (Q ), связан с формированием древней постройки щитового вулкана пра-Горелый. В настоящие время в уступах кальдеры сохранились только отдельные его фрагменты, сложенные потоками базальтов^андезитов, андезито-дацитов и дацитов. Во второй, кальдерный этап (Q33), в результате серий катастрофических извержений кислой пирокластики (пемза, игнимбриты), произошло формирование обширного плато площадью в 600 км2, а в вершинной части вулкана пра-Горелый возникла кальдера размером 13x12 км (Кирсанов, Меле-
кесцев, 1991). Третий посткалъдерный этап развития вулкана, объект нашего исследования, связан с формированием раннего посткалъдерного комплекса ((}33~4) и сложной современной постройки (С)34-<344). Первый представлен лавами базальт-дацитового ряда, излияние которых произошло из моногенных вулканических аппаратов, расположенных на внешних северо-западных склонах вулканоструктуры. Современная вулканическая постройка (<334-С44) - щитообразный с пологими склонами вулканический хребет, вытянутый на 7 км в западно-северо-западном направлении. По результатам тефрохронологических исследований, в ее становлении выделяются шесть крупных циклов голоценовой вулканической активности (Селянгин, Пономарева, 1999).
В первый цикл (<334) в результате излияния лав базальт-андезитового ряда произошло формирование крупного конуса в. Горелый-1 в центральной части кальдеры. Второй цикл (04') характеризовался развитием вулканического сооружения в. Горелый-П. Состав слагающих его пород варьирует от базальтов до андезитов с преобладанием андезито-базальтов. В это же период времени происходит заложение рифтогенной зоны, которая становится основной магмопроводящей структурой на завершающей стадии развития современной постройки. Третий цикл (<342) вулканической деятельности связан с формированием самого молодого и малообъемного конуса Горелого-Ш. Он сложен преимущественно лавами андезито-базальтового состава. Практически одновременно на северо-западном и юго-западном склонах вулкана происходит излияние незначительных объемов лав среднего состава четвертого цикла (<342). В течение двух последних крупнейших эпизодов вулканической активности (пятого и шестого) происходили извержения лав основного и среднего состава вдоль дугообразной системы рифтовых трещин пересекающих современную постройку с юго-запада на юго-восток, а также образующих короткое северо-западное ответвление на склоне в. Горелый.
Вулкан Мутпоеский представляет собой сложное хребтообразное сооружение, ориентированное в северо-западном направлении и состоящее из четырех слившихся между собой двойных стратовулканов, осложненных многочисленными побочными шлаковыми конусами и лавовыми потоками на склонах. Развитие каждого из них протекало по единой схеме: рост конуса - образование вершинной кальдеры - рост внутрикальдерной постройки - затухание вулканической деятельности. После этого происходило смещение выводного канала и возобновление цикла на новом месте (Селянгин, 1993).
В первый, позднеплейстоценовый (<332) цикл сформировался вулканический конус Мутновский-1, сложенный базальтами и андезито-базальтами, с незначительной долей андезитов, андезито-дацитов и дацитов. Во второй цикл (<333) преимущественно базальтовыми лавами был образован конус вулкана Мутновский-Н. Третий цикл (С>34) связан с формированием постройки Мутновский-Ш, которая сложена лавами, варьирующими по составу от базальтов до андезито-дацитов, при доминирующей доли базальтов. В конце третьего цикла происходило формирование кальдеры, сопровождавшееся выбросами пемзы андезит-дацитового состава. Самый молодой, четвертый цикл ((334-(34) активной вулканической деятель-4
ности приходится на начало голоцена, когда на юго-западном склоне вулкана Мут-новский-Ш образовался новый конус - Мутновский-IV, сложенный исключительно лавами основного состава.
Вулканический хребет Скалистая-Двугорбая-Каменная расположен в пределах меридиональной Паратунско-Асачинской зоны разрывных нарушений, в узле её пересечения с зоной разломов северо-восточного простирания. Вышеназванная структура образована небольшими вулканами (Двугорбый, Скалистый и др.) представляющими собой обособленные горные массивы, примыкающие непосредственно к кальдере в. Горелый. Сложены они преимущественно андезита-дацитами, даци-тами и риолитами. Базальты присутствуют в подчиненном количестве.
ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ
Первое защищаемое положение
Наблюдаемые различия в распределении петрогенных оксидов, высокозарядных (Zr, Nb, U, Hf, Th, REE) и крупноионных литофильных (Rb, Ва) микроэлементов в базальтах вулканов Мутновский и Горелый вызвано возрастанием к тыловой зоне Камчатской островной дуги степени обогащения мантийного источника и роли осадочного материала в магмогенезисе.
Детальные петрологические исследования близких по возрасту излияния базальтов двух рядом расположенных вулканов Южной Камчатки - Мутновский (фронтальная часть вулканической зоны) и Горелый (тыловая часть) показали, что они существенно различаются по ряду петролого-геохимических параметров.
Среди базальтов докальдерного, раннего посткальдерного комплексов и современной постройки в. Гэрелый по составу вкрапленников выделяются Pl+Ol+Cpx и Pl+Ol+Opx+Cpx разности. По содержанию К^О большинство базальтоидов относятся к умереннокалиевой известково-щелочной серии нормальной щелочности, умеренноглиноземистым и высокоглиноземистым (al=0.9-l .3) разностям калиево-натриевого ряда (Na20/K20= 1.9-3.0). Исключение представляют вулканитырифто-вой зоны (V и VI циклы) современной постройки вулкана (Q43 -Q44), которые обладают повышенными содержаниями К20 и соответствуют высококалиевой извест-ково-щелочной серии. Характерной геохимической особенностью базальтов в. Горелый является высокое содержание литофильных (Rb, Cs, Ва,) и некоторых высокозарядных (Th, U, Nb, Hf, Zr, REE) элементов.
Базальты в. Мутновский имеют преимущественно Р1+Срх+01 парагенезис. По соотношению кремнезема и калия они относятся к низко- и умереннокалиевым разностям известково-щелочной серии, а по величине коэффициента глиноземисто-сти принадлежат к умеренноглиноземистым (al=0.85-1.04) и высокоглиноземистым (al=l.0-1.91) разностям натриевого ряда (Na20/K20=4.30-9.80). По сравнению с базальтами докальдерного (Q2) и раннего посткальдерного комплексов (Q33-4) в. Горелый, базальты древней постройки в. Мутновский (Q32) обогащены А1203, Na20 и деплетированны в отношении Р2Оу MgO. Для молодых базальтов в. Мутновский (Q34-Q4) свойственны более высокие содержания СаО, MgO, чем вулканитам современной постройки в. Горелый, но низкие - Na20, ТЮ2, К_,0, Si02. Геохимическая
специфика изученных лав основного состава в. Мутновский (независимо от времени их излияния) заключается в более низких содержаниях крупноионных литофиль-ных (Rb, Ва, Cs) и высокозарядных (Zr, Nb, U, Hf, Th, REE) элементов, по сравнению с базальтоидами древней и современной построек в. Горелый.
Наблюдаемые геохимические различия базальтов двух вулканов могут быть вызваны: различным составом и степенью плавления мантийных источников, относительной ролью субдукционных компонентов, фракционированием минеральных фаз и коровой контаминацией.
Мантийный компонент. Анализ спектров распределения микроэлементов нормализованных к N-MORB и Yb базальтов докальдерного и раннего посткаль-дерного комплексов в. Горелый показал, что относительные концентрации "консервативных" высокозарядных катионов (Nb, Та, Hf, Zr), а также средних и тяжелых лантаноидов близки или незначительно превышают единицу, что свидетельствует о N-MORB типе плавящегося мантийного вещества (рис. 1). Это подтверждается также расположением фигуративных точек этих пород вблизи глобального тренда MORB на диаграмме Na8-Fe8. Увеличение относительных концентраций высокозарядных элементов (HFSE) в более молодых базальтах I-III циклов современной постройки и рифтовой зоны (V-VI циклы) в. Горелый, свидетельствует о вовлечении в процесс плавления более обогащенной мантии (рис. 1).
Происхождение базальтов древней постройки в. Мутновский (Q32) связано с плавлением надсубдукционной мантии более деплетированной по сравнению с источником N-MORB (рис. 2). Об этом также свидетельствуют низкие значения Zr/Yb и La/Sm отношений и смещение фигуративных точек проанализированных образцов в деплетированную область диаграммы Na8 - Fe8. Молодые базальты современной постройки (Q34-Q4) в. Мутновский образовались при плавлении более обогащенной мантии, близкой по составу к источнику N-MORB (рис. 2).
В целом как для вулкана Горелый, так и вулкана Мутновский прослеживается определенная эволюция составов мантийных источников, с уменьшением степени их деплетированности.
Субдукционные компоненты. Особенности распределения некогерентных элементов в основных лавах вулканов Мутновский и Горелый (рис. 1,2) свидетельствуют о влиянии на их состав как "низкотемпературного" малоглубинного, так и "высокотемпературного" глубинного субдукционных компонентов (Pearce et al., 2004). К первым относятся, элементы высокоподвижные во флюидной фазе (Ва, К, Pb, Sr, Cs), ко вторым (Th, U, La, Ce, Pr, Nd) - элементы, концентрирующиеся в расплавах, образующихся при плавлении субдукционного осадка.
Роль флюидной фазы и субдукционных осадков в происхождении базальтов вулканов Горелый и Мутновский хорошо иллюстрирует диаграмма Ba/Zr - Th/Zr (рис. 3).
На этой диаграмме видно, что при близких отношениях Ba/Zr, величина Th/Zr в базальтах в. Горелый несколько повышена, что подтверждает данные (Duggen et al., 2007) о более значительной роли осадочного компонента в генезисе тыловодуж-
100 10 1 0.1
0,01 RbBaTTiU NbTa К LaCe PbPr SrNdZrHfSmEuTi GdTbDy YHoErTmVb 100
10
1
0.1
0.01
RbBaTTi U NbTa К LaCe PbPr SrNdZrHf SmEuTi GdTbDy Y HoErTmYb
100 ps-n—r—r—r—I-1 I I I I i i I-1-r—r-I—I—1—1-1—r—r-=
" Ш9 базальты рифтовой зоны современной постройки в. Горелый -
Ця тБ Я Малоглубинный
. О /Д субдукционный компонент
" щШ
Глубинный,_
1 ; субдукционный компонент
0.1 Г Мантийный компонент Yb-normalized ^
Q Q") -1-1-1-1-1-1-1-'-1-1-1-1-»-»-1-'-I->-1-j-1-i-1-1-1-1-
RbBaThU NbTa К LaCePbPr SrNdZrHfSmEuTi GdTbDy Y HoErTmYb
Рис. 1. Нормализованные kN-MORB (Pearce, Parkinson 1993) и Yb спектры распределения редкоземельных элементов в базальтах в. Горелый. Здесь и на рис. 2. использовались только o6pa3i¡bi с содержанием MgO более 5.5%, которые были нормализованы к Yb, наиболее консервативному в субдукционном магматическом процессе (Pearce et al., 2004).
L
RbBaTTiU NbTa К La Ce PbPr SrNdZrHf SmEu Ti GdTbDy YHoErTmYb
RbBaTTi U NbTa К LaCe PbPr SrNdZrHf SmEuTi GdTbDy Y HoErTmYb
-1-[-Г-1-i-1-1-I—U—T-I-1-1-1-I-I-!-1-!-1-1-r*
Базальты рифтовой зоны современной постройки в. Горелый -
Малоглубинный ;укционный компонент
IM.
Глубинный
субдукционный компонент
Мантийный компонент
Yb-normalized
RbBaThU NbTa К LaCePbPr SrNdZrHfSmEuTi GdTbDy Y HoErTmYb
100
10
1
0.1
0.01 100
10
1
0.1
0.01
Рис. 2. Нормализованные к N-MORB (Pearce, Parkinson 1993) и Yb спектры распределения редкоземельных элементов в базальтах в. Мутновский.
ных лав. Смещение фигуративных точек базальтов раннего посткальдерного комплекса и первых трех циклов формирования вулкана Горелый в область более высоких значений Ba/Zr по сравнению с лавами рифтовой зоны дает основание предполагать о более значительной роли флюида в составе субдукционного компонента на ранних этапах развития этого вулкана.
-1—I—I—I—i—I—I—I—I—I—I—I—1—I—!—I—I I I I—I—г-
Соеременная постройка в. Мутновский
малоглубинный еубдукционный компонент
глубинный еубдукционный компонент
Yb-normalized
мантийный компонент
Л_L__J_I_L.
RbBaThU NbTa К LaCePbPrSrNdZrHfSmEuri GdTbDy Y HoErTmYb
г
5
4
3
2
1
О
О 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025
Рис. 3. Диаграмма ВаЛг - П&г по: (Ыигика е/ а!., 2003) для базальтов вулканов Горелый и Мутновский.
1-4 - в. Горелый: 1 - базальты докальдерного комплекса, 2 - базачыпы раннего пост-кальдерного комплекса, 3 - базальты 1-111 циклов развития современной постройки,
4 - базальты У-У1 циклов развития современной постройки; 5-6 - в. Мутновский:
5 - базальты древней постройки, 6 - базальты молодой постройки.
Второе защищаемое положение Данные высокотемпературной газовой хроматографии и результаты математического моделирования, показывают, что кристаллизация базальтов современной постройки вулкана Горелый происходила, при более низкой летучести кислорода, но при высокой активности фтора, хлора, калия и низкой - серы по сравнению с аналогичными породами вулкана Мутновский. Оценка термодинамических параметров кристаллизации Для оценки термодинамических параметров кристаллизации основных лав вулканов Мутновский и Горелый были использованы методы математического моделирования с применением программы "Комагмат" (Арискин, Бармина, 2000).
Среди базальтов современной постройки в. Горелый было выбрано 14 образцов. В эту группу вошли умереннокалиевые базальты раннего посткальдерного комплекса (С)334), а также умереннокалиевые базальты ранних циклов развития (<334- (^42) современной постройки и наиболее молодые высококалиевые базальты двух последних крупных извержений ((ЗДС^4), связанных с вулканической активностью рифтовой зоны. Вычисления проводились при давление Р=1 кбар и содержание воды в системе - 0.25 мае. %. Расчеты велись до максимальной степени кристаллизации 70 %. Принимая во внимание некоторые минералогические и геохимические особенности (разный состав и степень окисленности шпинелидов в базальтоидах, вариации значений "П/У породах), моделирование осуществлялось
Ba/Zr
ДОС Пии
о
О © д □
О О ОАЯ\
а о о Ъ öa Q-oß
■Я--
\
□
Базальты рифтовой системы в. Горелый
о 1 А 2 □ з а 4 О 5 О 6
^Pacific HORB
CT
Th/Zr
в диапазоне фугитивности кислорода от 0.5 логарифмической единицы выше буфера QFM до 2 лог. ед. ниже буфера QFM.
Согласно данным ЭВМ-моделирования для пород раннего посткалъдерного комплекса (Q33"4) современной постройки последовательность кристаллизации
минералов выглядит следующим образом: PI (1221 -1197 °С) 01 (115 8-1141 °С)
—»Срх (1120-1116°С). Завершает процесс кристаллизации магнетит (ниже 1100°С). В некоторых случаях (обр. 2212) при температуре 1050°С появляется пижонит. В умереннокалиевых базальтах II-III циклов развития современной постройки, а также высококалиевых лавахрифтовой зоны, первым на ликвидусе кристаллизуется 01 (1200-1140°С). Одновременно с ним или сразу после него появляется PI (1197-1135°С), вслед за которым выделяются Орх (1130-1105°С) и Срх (1120-1088°С). На более поздних стадиях, при температуре ниже 1070°С, иногда наблюдается кристаллизация ильменита. Подтверждением реалистичности выбранных термодинамических параметров при ЭВМ-моделировании является близость рассчитанных составов минеральных фаз с данными микрозондовых анализов, и модельная последовательность кристаллизации минералов практически совпадающая с результатами петрографических исследований. Исключение составляют лишь ильмени-ты, которые в природных образцах не обнаружены.
Расчётные температуры кристаллизации для базальтов первых трёх циклов развития современной постройки неплохо согласуются с температурами гомогенизации расплавных включений в плагиоклазах и пироксенах, а также с температурами, полученными с помощью ряда минералогических термометров - двупи-роксеновый Д. Линдсли (Lindsley, Frost, 1992) и оливин-шпинелевый (Пономарев, Пузанков, 2002).
При ЭВМ-моделировании лав в. Мутновский были использованы 9 образцов, отвечающих двум основным петрохимическим типам базальтов: высокоглиноземистым, древней (Мутновский-I) и магнезиальным, современной построек (Мутновс-кий-IV). Вычисления осуществлялись при давлении 1 кбар, содержании воды в системе 0.25 % и при значениях Ю^лежащих на 0.5 лог. ед. ниже буфера QFM. Как следует из полученных данных, кристаллизация как глиноземистых, так и большинства магнезиальных базальтов начинается с PI (1370-1210°С). Сразу после плагиоклаза на ликвидусе появляется 01 (1188-1139°С). Исключение составляют базальты с содержанием MgO около 10 мае. %, где первым на ликвидусе выделяется оливин (1240°С). Третьей кристаллизующейся фазой во всех образцах является авгит (1134-1095°С). В интервале 1100-1086°С в магнезиальных базальтах иногда отмечается появление пижонита, что согласуется с петрографическими данными. В двух образцах высокоглиноземистых базальтов при температуре ниже 1081°С появляется магнетит. Рассчитанный порядок появления минералов на ликвидусе, а также их составы хорошо согласуются с петрографическими и минералогическими данными, что доказывает реалистичность заданных параметров. Модельные температуры начала кристаллизации плагиоклаза в высоко глиноземистых базальтах близки к температурному интервалу гомогенизации расплавных включений в плагиоклазах (1370-1250°С и соответственно 1310-1280°С); в магнезиальных базальтах постройки Мутновский-IV они 10
заметно ниже (1280-1210°С и соответственно 1320-1300°С).
Полученные результаты ЭВМ-моделирования позволяют предполагать, что условия начальных стадий кристаллизации базальтов в. Горелый были более высокотемпературными и восстановительными, чем условия кристаллизации лав в. Мутновский.
Состав летучих. Для оценки состава флюидной фазы, на разных стадиях развития исследуемых вулканических построек, газово-хроматографическим методом был выполнен анализ газов (Н2, Ы2, СН4, СО, С02, и Н20), закапсулированных в плагиоклазах. Кроме того, в породах вулканов Мутновский и Горелый, были определены концентрации Р, С1 (методом ионоселективных электродов) и Б (рент-генофлуоресцентный анализ).
Вулкан Горелый. Как следует из хроматографического анализа, главным компонентом газовой смеси лейкократовых минералов базальтов современной постройки является Н20, на которую приходится 90-95 % от общего объема газов. Остальные 5-10 об.% газовой фазы неравномерно распределяются между Н2,N, СО и С02. В целом, базальты 1-Ш циклов формирования постройки по составу закапсулированных газовых компонентов достаточно близки к базальтам рифтовой зоны, хотя и отличаются от последних несколько повышенным содержанием СО, С02 и низким - Н20. Наряду с этим, им также свойственны низкие концентрации Р (260-450 г/ т соответственно 390-500 г/т) и С1 (270-420 г/т и соответственно 460-480 г/т), но высокие - Б (70-280 г/т и соответственно 50-150 г/т).
Полученные с помощью программы "Селектор-С" расчетные оценки Юг. для базальтов современной постройки в. Горелый показывают, что их кристаллизация происходила при значениях -^о со=13.31-13.85, при Т=1100°С. Величина летучести кислорода на наш взгляд несколько занижена, но вполне реально указывает на восстановительную обстановку кристаллизации лав. Об относительно низкой активности 02, во время кристаллизации древних (034- О,2) и молодых (043 -044) ба-зальтоидов современной постройки, свидетельствует невысокое содержание в них оксидных фаз железа и обогащение остаточного стекла БеО и ТЮ2
Вулкан Мутновский. Анализ газов из включений в лейкократовых минералах базальтов древней постройки вулкана Мутновский-! (023) свидетельствует, что их кристаллизация происходила при общем низком уровне объема летучих компонентов, и при преобладании среди них воды (42 - 92 об.%). Вторая по объему составляющая представлена СО и С02, концентрации которых также широко варьируют (от 29.82 до 6.12 об.% и соответственно от 24.71 до 2.86 об.%). Количество Н2 в газовой смеси изменяется от 10.65 до 1.22 об.%. Второстепенными компонентами флюидной фазы являются метан и азот, причем эти элементы иногда не фиксируются. Содержание Б (190 - 230 г/т) и С1 (100 - 280 г/т) в основных породах вулкана Мутновский-1 несколько ниже, а Б — выше по отношению к базальтам в. Горелый.
Магнезиальные базальты современной постройки вулкана Мутновский-У1 (С243-04) в отличие от глиноземистых базальтов вулкана Мутновский-1 имеют более высокий уровень общего объема закапсулированных газов, главным образом за счет воды. Количество остальных газовых компонентов (Н2, СО и С02) относи-
тельно низко. Распределение Р, С1 и Б в древних и молодых базальтах близко.
Результаты термодинамических расчетов показывают, что на ранних этапах кристаллизация глиноземистых базальтов древней постройки и магнезиальных базальтов молодого конуса происходила при более высоких значениях !о2 (-^о2со = =12.03-13.27 при Т=1100°С), по сравнению с базальтами в. Горелый.
Третье защищаемое положение
Минералогические и геохимические данные, в сочетании с результатами математического моделирования, указывают на значительную роль фракционной кристаллизации и коровой контаминации, в происхождении лав древней постройки в. Мутновский ((З32) и 1-Ш циклов развития современной постройки в. Горелый ((334-(242). В генезисе более молодых эффузивов в. Горелый ((}Л3-(}44) роль коровых процессов была сравнительно небольшой.
Фракционная кристаллизация. Широкое распространение фенокристов Р1, Рх, 01 с прямой зональностью свидетельствует о важной роли кристаллизационной дифференциации в эволюции пород вулканов Мутновский и Горелый. Фракционирование темноцветных минералов (01, Срх) косвенно подтверждает аномально низкая концентрация когерентных элементов (N1, Со, Сг) во всех преобладающих типах лав, включая базальты. Перегиб трендов вулканических пород на диаграммах Са0-М§0, А120-М§0 (рис. 4; 5) и Sr-MgO в области MgO < 5 мае. % логично объясняется сменой фракционирующего парагенезиса, с появлением плагиоклаза в составе кристаллизующейся ассоциации. Геохимическим признаком низкобарического фракционирования можно считать и постоянство Ьа/УЬ отношения в основных и кислых эффузивах вулканов Мутновский (ЬаАЪ =1-3.8; MgO = 8-0.5 мае. %) и Горелый (Ьа/УЬ=3 - 6; MgO =11-0.5 мае. %), поскольку при других процессах (плавление примитивной или обогащенной мантии с реститовым гранатом или клинопироксеном, мантийный метасоматоз и коровая контаминация) легкие и тяжелые лантаноиды в той или иной степени фракционируют друг относительно друга.
На рис. 4 показаны вариации составов природных образцов и расчетные (программа "Комагмат") тренды фракционной дифференциации магнезиальных базальтов в. Горелый. Для пород II и III циклов развития современной постройки в интервале базальт - андезито-базальт рассчитанные и природные тренды СаО, А1203, К^О и 8Ю2 близки между собой. Вблизи или на их продолжении располагаются и составы остаточных стекол основных пород. Модельные тренды достаточно хорошо описывают поведение Ыа20, хотя содержание этого элемента в расчетных остаточных жидкостях соответственно выше, чем в проанализированных природных образцах (рис. 4).
Для голоценовых базальтов рифтовой зоны (У-У1 циклы) современной постройки в. Горелый рассчитанные и природные тренды практически совпадают для большинства петрогенных элементов (8Ю2, Ка20, К^О и СаО). Поведение А1203 в модельных жидкостях близко к таковому в природных образцах, но при более низких концентрациях.
Для пород молодой постройки в. Мутновского- IV, картина во многом сход-
Кг0 (мае. %)
Э/О, (мае. %)
5 10
МдО (мас.%)
На,О (мае. %)
СаО (мае. %)
11 —'—---—'—"——
0 5
МдО (тс. %)
Рис. 4. Вариации содержаний петрогенных оксидов в зависимости от содержания М%0 в породах в. Горелый.
1 - базальты, андезиты, андезито-дациты, дациты докальдерного комплекса; 2 - игнимбриты, пемзы кальдерного комплекса, 3 - базальты и дациты раннего посткаль-дерного комплекса; 4 - тренд кристаллизации исходной магмы (образец ЮМ-1568), рассчитанный при 11^0-0.25 и /о2=1.5 лог. ед. ниже буфера QFM для лав 1-Ш циклов развития постройки; 5 - тренд кристаллизации исходной магмы (образец 5671а), рассчитанный при Н20=0.25 и/о2~2 лог. ед. ниже буфера <2РМ для лав У-У1 циклов развития постройки;
6 - стекло основной массы базальтов 1-Ш циклов развития современной постройки,
7 - стекло основной массы базальтов V- VI циклов развития современной постройки. Римскими цифрами обозначены поля фигуративных точек: вулканитов первых трех циклов развития современной постройки(I) и рифтовой зоны современной постройки (II).
о
24 22 20 18 16 14 12 10 3
А!,0, (мае. %) О
о
о * /
МдО (мае. %)
О 1 ® 2 ★ 3
5 10
МдО (мае. %)
Рис. 5. Вариации содержаний петрогенных оксидов в зависимости от содержания MgO в породах в. Мутновский.
1 - базальты, андезиты, андезито-дациты, дациты древней постройки в. Мутновс-кий-1; 2 - базальты, андезито-базальты современной постройки в. Мутновский-1У; 3 - стекло основной массы базальтов древней постройки в. Мутновский-1; 4-рассчитанный тренд кристаллизации исходной магмы (образец ЮМ-2143) при Н,0=0.25 и _/Ь,= =0.5 лог. ед. ниже буфера ()КМдля пород древней постройки в. Мутновский-I. Контуром обозначено поле фигуративных точек пород вулканического хребта Двугорбая-Скалистая-Каменная.
ная. Большинство элементов (Si02, СаО, Na20, KjO) в области составов базальт-андезито-базальт (до 55 мае % Si02) показывают хорошее соответствие с расчетными трендами (рис. 5). Существенные отличия наблюдаются лишь по А1203. Поведение этого элемента при фракционировании контролируется, главным образом, плагиоклазом, состав и порядок кристаллизации которого зависит не только от температуры, но и от давления воды. Последнее может вносить определенные погрешности в численное моделирование систем с высокими содержаниями А1203.
Согласно полученным результатам кристаллизационная дифференциация удовлетворительно объясняет поведение петрогенных элементов в породах с содержанием Si02 не превышающие 55 мас%. В этой связи для объяснения происхождения более кислых эффузивов требуется привлечение иных процессов.
Коровая контаминация. Петрографические и минералогические признаки указывают на возможность участия гибридных процессов в происхождении пород вулканов Мутновский и Горелый, а также вулканического хребта Двугорбая-Скалистая-Каменная.
К ним можно отнести присутствие в андезито-базальтах ранних циклов (I-III) формирования современной постройки в. Горелый вкрапленников Ol, PI, Срх и Орх, имеющих обратную зональность, существование зон резорбции и следов плавления у ранних вкрапленников плагиоклаза, а также наличие неравновесных минеральных ассоциаций. В молодых базальтах рифтовой зоны вулкана минералогические признаки гибридизма практически отсутствуют.
В базальтах молодой постройки в. Мутновский-IV, а также в умеренно кислых породах древней постройки в. Мутновский-I встречаются фенокристы PI, Срх, 01 с обратной зональностью. Для умеренно кислых лав; вулканического хребта характерны вкрапленники PI и Срх с обратной зональностью. Спорадически встречающиеся зерна оливина, обрастающие каймой из пироксена, по мнению (Sakuyama, 1979), являются показателем смешивания базальтовой и кислой магмы. Об этом свидетельствует также широкое распространение включений базальтов и микровключений габброидов и гранодиоритов в умеренно кислых и кислых породах вулканического хребта.
О влиянии процессов коровой контаминации на магмогенезис умеренно кислых и кислых пород свидетельствуют и особенности изотопного состава кислорода. Средние и кислые лавы вулканического хребта Двугорбая-Скалистая-Каменная заметно обогащены 5180 (в андезито-дацитах- 6.8 %ои дацитах- 6.9 %о) по сравнению с породами мантийного генезиса (5.5-6.5 %о). Вариации 5|80 в базальтах и андезито-базальтах ранних циклов формирования современной постройки в. Горелый (6.1 - 6.8 %о) и в умеренно кислых эффузивах древнего в. Мутновский-1 (5.6-7.0 %о), также указывают на возможность контаминации первичных магм ко-ровым компонентом.
В настоящее время многие исследователи полагают, что процессы кристаллизационной дифференциации (FC) и ассимиляции (А) связаны в природе в единый AFC процесс (DePaolo, 1981; Wilson, 1991 и др.). Для компьютерного моделирования AFC процесса в качестве основных начальных членов использовались наибо-
15
4
3
2
1
О 2
1.5
1
0.5
q _,_uu weaepont пиыш —— w_
0 12 3 4
K20, мас.%
Рис. 6. Диаграмма ТЮ/К20 - К20 для пород в. Мутновский и в. Горелый.
Условные обозначения 1-5 см. на рис. 4 и 5; 6 - породы вулканического хребта. На диаграмме показаны рассчитанные тренды смешения для пород в. Мутновский (ММ) и AFC-тренды для пород в. Горелый. Тренд AFC для пород в. Мутновский на диаграмме не показан, поскольку полностью повторяет тренд смешения (ММ). Римскими цифрами обозначены поля фигуративных точек: вулканитов первых трех циклов развития современной постройки(1) и вулканитов двух последних циклов развития современной постройки (II).
лее магнезиальные базальты; в качестве коровою контаминанта - средний состав верхней коры по (Wedepohl, 1995).
На диаграммах ТЮ,/К20 - К^О (рис. 6), Na^/KjO - К20 тренды пород изученных вулканических сооружений отчетливо различаются между собой. Особенности эволюции эффузивных и экструзивных пород в. Мутновский и вулканического хребта Двугорбая-Скалистая-Каменная дают основание говорить о преобладающем вкладе в их эволюцию коровой контаминации. Коэффициент г, характеризующий относительную роль ассимиляционных и кристаллизационных процессов, близок к единице, вследствие чего вариации составов пород описываются про-
/
TiOj/KjO, мас.%
О 1 ❖ 2
А з 04 © 5
6
К, •
■У' У'У. им
TiCyK-,0, мас.%
> »
\ |
О /
Лт ¿4
AFC (r=0.6; 0^1)
.*•• «..»ЧЯТ*»:........
LCWMepoH(199S) „ % _._UP WetiepoN (19351
стым уравнением смешения.
Для эффузивных пород в. Горелый с определенной долей условности можно выделить два субтренда (рис. 6).
Первый формируется основными лавами I и III циклов (034-<342) развития современной постройки и близкими к ним по времени излияния (С^-С^3) кислыми вулканитами (игнимбриты, экструзивные дациты ириолиты).
На диаграмме ТЮ2/К20 - К20 он наиболее корректно описывается уравнениями со значениями г « 0.6 (достаточно высокая роль ассимиляционных процессов) и валовым коэффициентом распределения ТЮ2, близким к единице. Последнее не противоречит минералогическим данным, поскольку для этих пород характерны многочисленные включения шпинели во вкрапленниках оливина. Второй субтренд характеризует базальты, андезито-базальты и андезиты заключительных циклов (У-У1) развития в. Горелый и представляет собой практически прямую линию (г = 0.2), что свидетельствует о преобладающей роли кристаллизационной дифференциации в их эволюции.
Таким образом, согласно минералогическим и геохимическим данным, ко-ровая контаминация играла важнейшую роль в происхождении эффузивных пород в. Мутновский и ранних циклов (1-Ш) формирования современной постройки в. Горелый. В происхождении лав рифтовой зоны (У-У1 циклы) современной постройки роль этого процесса была менее значительна.
Четвертое защищаемое положение
Эволюция геохимических характеристик магм двух изученных вулканов, а также геологические данные, указывают на изменение тектонического режима развития, территории начиная с позднего плейстоцена (<334) вызванного усилением роли растягивающих напряжений.
Результаты выполненных исследований показывают определенную эволюцию составов магматических продуктов вулканов Горелый и Мутновский.
Для в. Горелый характерно относительное сокращение разнообразия составов пород во времени. Дифференцированная базальт - андезито-базальт - анде-зит-дацит - риодацитовая (с преобладанием дацитов) ассоциация, свойственная ранним этапам развития вулкана (докальдерный и ранний посткальдерный комплексы), сменяется менее дифференцированной базальт - андезито-базальт—анде-зитовой (с преобладанием андезито-базальтов) на раннем (1-Ш циклы) и завершающем (У-У1 циклы) этапах формирования современной постройки. Если базальты докальдерного (<32) и раннего посткальдерного ((З33"4) комплексов в. Горелый по содержанию большинства петрогенных элементов близки между собой, то базаль-тоиды 1-Ш циклов развития современной постройки (<334- <342) имеют повышенное содержание №20, К20, MgO, ЭЮ2, Со, Сг, N1, Шэ, Сб, Ва, ТЬ, и и пониженное -СаО, Бг, V. Вулканиты рифтовой зоны (<343 -<344), содержат больше ТЮ2, К20, Р205, ЯЬ, С'б, Ва, ТЬ, и, КЬ, Н£ 7л, а также тяжелых лантаноидов (НЯЕЕ) и несколько меньше - Бг и в какой-то мере А120}, N1 чем базальты ранних циклов формирования современной постройки (<334-(242).
Для в. Мутновский также свойственна отчетливая тенденция сокращения разнообразия пород во времени. Наиболее широкий диапазон составов пород (от базальтов до дацитов) присущ древней постройке (Q32). Современное вулканическое сооружение (Q34-Q4) сложено исключительно базальтами и андезито-ба-зальтами. Основная тенденция изменения петрогеохимических характеристик базальтов в. Мутновский во времени выражена в снижении концентрации Na20, ТЮ2,
1400 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000
О 2 4 в 8 10 12
1400 1350 1300 1250
1200
1150
1100
1050 1000
0 2 4 6 8 10 12
Рис. 7. Расчетные линии эволюции состава расплава при равновесной кристаллизации в. Горелый (А) и в. Мутновский (Б).
1-3 - в. Горелый: 1 - базальты, раннего посткальдерного комплекса; 2 - базальты 1-111 циклов развития современной постройки в. Горелый; базальты У-У1 циклов развития современной постройки в. Горелый; 4 - базальты древней постройки в. Мутновский-1; 5 - базальты современной постройки в. Мутновский-1У; цифры около трендов соответствуют номерам образцов. Р1 - область кристаллизации плагиоклаза; Р1+01 - плагиок-лаз-оливиновая котектика.
. ГС Юм-2114 \ Юм-1538 в. Мутновский Б
\ V'
- Vi ЮМ-1642 Ча-537 \ Ч\. р, \ Ча-588 Юм-2143 | i OJ-- -1
- V1 ЧУр^ .^43-2,39 2 1_____________1 з
-
- L..--1 5
1 ЮМ-15-Ю I i 1 i i МдО (мае. %) lili
А1203, Бг, УЬ и увеличении - СаО, М£0, Сг, Та, Н£
Таким образом, наиболее древние базальты обоих структур отличаются низкой калиевостью и магнезиальностью, но высокой глиноземистостью. Как следствие, для них характерно избыточное, по сравнению с низкобарической 01-Р1 ко-текгикой, содержание нормативного плагиоклазового компонента (рис. 7).
Избыточное, по сравнению с низкобарической котектикой, содержание нормативного плагиоклаза в базальтах в. Мутновский-1 можно объяснить моделью кумулятивного накопления этого минерала, о чем свидетельствует высокое количество в базальтах вкрапленников плагиоклаза (до 70 об. %) с аномально высоким содержанием анортитового компонента (до ~ 90 мол % Ап) и с отчетливыми петрографическими признаками резорбции.
Но, высокоглиноземистые базальты раннего поскальдерного комплекса в. Горелый отличаются афировыми и субафировыми структурами. Поэтому их происхождение, скорее всего, связано с фракционированием 01-Срх ассоциации из первичного высокомагнезиального расплава в условиях повышенного водного давления. Эта модель подтверждается находками высокомагнезиальных базальтов ~ 10 мае %) голоценового возраста на внешних юго-западных склонах вулканоструктуры. О повышенном содержании воды на начальных этапах развития вулкана косвенно свидетельствуют геохимические признаки высокой степени плавления мантийного источника - низкие содержания в древних базальтах калия и других некогерентных элементов.
Важно заметить, что обе модели - как аккумуляции плагиоклаза, так и раннего фракционирования оливин-клинопироксеновой ассоциации, предполагают длительную задержку первичных магм в периферических магматических очагах. Это хорошо согласуется со значительным, вплоть до риолитов, вариациями состава вулканитов начальных этапов формирования вулканов Горелый и Мутновский и с отчетливыми геохимическими и минералогическими признаками коровой контаминации. Заключительные этапы формирования вулканов связаны с излияниями более однородных, преимущественно базальт - андезито-базальтовых магм, либо близких (Мутновский), либо отвечающих (Горелый) низкобарической 01-Р1 котектикб. О сравнительно быстром поступлении расплавов к поверхности, без длительной задержки в коровых магматических очагах, свидетельствуют и отсутствие геохимических признаков значительного влияния коровых процессов в их генезисе.
Изменение составов магматических продуктов в. Горелый отчетливо корре-лируется с изменением типа вулканической активности: переходом к вулканизму трещинного типа, с излиянием преимущественно основных лав вдоль рифтовой системы трещин. Согласно структурным исследованиям (Леонов, 1989), в конце позднечетвертичного периода рассматриваемый район был рассечен системой разломов северо-северо-восточного простирания. Имея характер раздвигов, эти разломы фиксируют здесь новейший этап растяжения земной коры. Таким образом, петрологические данные хорошо согласуются с геологическими наблюдениями и дают основание предполагать начало структурной перестройки территории
19
в позднем плейстоцене (Q34). Усиление роли растягивающих напряжений привело к вовлечению в процесс плавления более обогащенного мантийного вещества и изменению состава магматических продуктов.
На основании полученных данных, можно предложить следующую модель эволюции вулканов Горелый и Мутновский (рис. 8).
На ранних стадиях формирования вулканических сооружений (докальдерный и ранний посткальдерный этапы развития в. Горелый, древней постройки Мутнов-ский-1) в плавление были вовлечены сравнительно деплетированные участки мантии. Эволюция первичных магм в глубинных очагах, расположенных в основании коры, приводило к фракционированию оливин-клинопироксеновой минеральной ассоциации и появлению высокоглиноземистых остаточных расплавов. Подъем последних к поверхности сопровождался их задержкой в коровых периферических очагах, фракционированием плагиоклаза (в. Мутновский-I), плавлением вмещающих пород и формированием гибридных магм, контаминированных коровым материалом.
В результате конвекции в надсубдукционном мантийном клине, на завершающих стадиях формирования вулканов Горелый и Мутновский в плавление вовлекалась более обогащенная мантия тыловой зоны вулканической дуги. Вследствие нарастающего растяжения, периферический очаг в. Горелый перестал функционировать и магматические расплавы поступали к поверхности напрямую из ниж-некорового очага, без существенного взаимодействия с верхней корой. В пределах в. Мутновский верхнекоровый очаг продолжал функционировать, но при менее значительной задержке в нем магматических расплавов и, соответственно, сравнительно небольшой степени взаимодействия с материалом верхней коры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Соответствует по содержанию основным защищаемым положениям.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Чащин A.A., Мартынов Ю.А., Рассказов C.B., Максимов С.О., Брандт И.С., Саранина Е.В. Изотопно-геохимическая характеристика субщелочных и щелочных базальтов юга Дальнего Востока России как показатель роли континентальной литосферы в их происхождении // Петрология, 2007. Том 15, № 6. С. 656-681.
2. Чащин A.A., Мартынов Ю.А. Срединно-Камчатский вулканический пояс: Южно-Камчатская и Центрально-Камчатская зоны (олигоцен-миоцен) // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. Кн. 1. Ч. II. Гл. 5. Магматические пояса и зоны типовых геодинамических обстановок. Зоны внутриплитного магматизма. Владивосток: Дальнаука, 2006. С. 294-304.
3. Чащин A.A., Мартынов Ю.А. Центрально-Камчатская вулканическая зона// Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. Кн. 1. Ч. II. Гл. 5. Магматические пояса и зоны типовых геодинамических обстановок. Зоны внутриплитного магматизма. Владивосток: Дальнаука, 2006. С. 417-429.
4. Чащин A.A., Полин В.Ф., Иванов В.В., Коновалова Н.П., Екимова H.A. Флю-
в. Мутиовский
в. Горелый
Рис. 8. Модель магмогенезиса пород вулканов Горелый и Мутновский в начальные и в заключительные (Б) этапы формирования построек.
1 - флюид образующийся при дегидратации океанической плиты;
2 - флюид образующийся при дегидратации и плавлении осадочного материала.
идный режим палеогеновой и неоген-четвертичной олово-серебряных и золото-серебряных рудно-магматических систем Корякин и Камчатки // Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука, 2000. С. 69-90.
5. Чащин A.A., Хетчиков JI.H., Иванов В.В., Рассказов С.В., Цурикова JI.C., Коновалова Н.П. Флюидный режим формирования магматических пород и Au-Ag оруденения Вилючинской вулкано-тектонической структуры (южная Камчатка) // Рудные месторождения континентальных окраин. Выпуск 2. Владивосток: Дальнаука, 2001. С. 341-366.
6. Мартынов Ю.А., Перепелов А.Б.,Чащин A.A. Геохимическая типизация базальтоидов Мутновского вулканического поля (южная Камчатка) // Тихоокеанская геология, 1995. № 5. С. 72-83.
7. Мартынов Ю.А., Дриль С.И., Чащин A.A., Рыбин A.B., Мартынов А.Ю. Деплетированный характер вулканизма острова Кунашир - роль несубдукцион-ных факторов в магмогенезисе Курильской островной дуги // ДАН. 2004. Т. 394, №4. С. 527-532.
8. Мартынов Ю.А., Дриль С.И., Чащин A.A., Рыбин A.B., Мартынов А.Ю. Геохимия базальтов островов Кунашир и Итуруп - роль несубдукционных факторов в магмогенезисе Курильской островной дуги // Геохимия №4.2005. С. 369-383.
9. Мартынов Ю.А., Мартынов А. Ю., Чащин A.A., Рыбин A.B. Базальты вулкана Тятя: петрология и генезис (островов Кунашир, Курильская островная дуга) // Тихоокеанская геология. 2005. Том 24, № 3. С. 22-31.
10. Мартынов Ю.А., Кимура Дж.И., Ханчук А.И., Рыбин A.B., Чащин A.A., Мартынов А.Ю. Магматические источники четвертичных лав Курильской островной дуги: новые данные по изотопии стронция и неодима. ДАН, 2007. Том 416, №5. С. 670-675.
11. Мартынов Ю.А., Чащин A.A., Округин В.М. Восточно-Камчатский вулканический пояс (квартер) // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. Кн. 1. Ч. II. Гл. 5. Магматические пояса и зоны типовых геодинамических обстановок. Зоны внутриплитного магматизма. Владивосток: Дальнаука. 2006. С. 305-308.
12. Мартынов Ю.А., Чащин A.A. Породообразующие минералы основных эффузивов Мутновского геотермального района // Новые данные по петрологии магматических и метаморфических пород Камчатки Владивосток. ДВО АН СССР, 1989. С. 112-128.
13. Перепелов А.Б., Чащин A.A., Мартынов Ю.А. Срединно-Камчатская зона (плиоцен-голоцен) // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. Кн. 1. Ч. II. Гл. 5. Магматические пояса и зоны типовых геодинамических обстановок. Зоны внутриплитного магматизма. Владивосток: Дальнаука, 2006. С. 382-398.
14. Хетчиков JI.H., ПахомоваВ.А., Попов В.К., Чащин A.A., СапинВ.И. Состав расплавленных включений в минералах и температурный режим формирования пород вулкана Дикий Гребень (Камчатка) // Тихоокеанская геология, 2000. Т. 19. №4. С. 3-11.
15. Хетчиков JI.H., Пахомова В. А., Чащин A.A., Одариченко Э.Г. Особенности
состава силикатных стекол расплавных включений в минералах и основной массе пород вулкана Горелый (южная Камчатка) // Синтез минералов и методы их исследования. Геология месторождений пьезооптического и камнесамоцветного сырья. Труды ВНИИСИМС Том XVI. Александров. 2000. С. 322-336.
16. Чащин A.A., Игнатьев A.B. Геохимические типы кислых вулканитов Мут-новского геотермального поля // Международный симпозиум по прикладной геохимии стран СНГ. Тезисы докладов. Москва. 1997. С. 307-308.
17. Чащин A.A. Корреляция средне-верхнечетвертичных экструзивных образований Мутновского вулканического поля (Южная Камчатка) //Тез. докл. научно-технической конференции ДВГУ, Владивосток, 1996. С. 14-16.
18. Иванов В.В., Чащин A.A., Лэйер П.В., Кроу Д.Е., Зиньков A.B., Игнатьев A.B., Багмут H.H., Афанасьева Т.Б. Новые данные по золото-серебряным рудно-магма-тическим системам Южной Камчатки // Проблемы геологии, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых Дальнего Востока. Труды ДВГТУ. Владивосток: Изд-во ДВГТУ. 1997. Вып. 118. Сер. 4. С. 13-20.
19. Чащин A.A., Иванов В.В. Особенности магматизма и золото-серебряного оруденения Вилючинской ВТС (Южная Камчатка) // Геологическое строение, магматизм и полезные ископаемые Северо-Восточной Азии. IX сессия Северо-Восточного отделения Всероссийского минералогического общества. Тезисы докладов. Магадан. 1997. С. 58-60.
20. Чащин A.A., Иванов В.В., Сапин В.И. Флюидный режим формирования гранодиоритов золото-серебряного месторождения Родниковое (Южная Камчатка) // Гранитоидные вулкано-плутонические ассоциации. Тезисы докладов Всероссийского совещания. Республика Коми, г. Сыктывкар. 1997. С. 83-84.
21. Чащин A.A. Петрогенезис кислых расплавов вулкана Горелый // Первая международная конференция "Вулканизм и биосфера" Тезисы докладов. Туапсе, 1998. С. 28-29.
22. Чащин A.A., Баринов H.H., Екимова Н.И., Груда Н.В., Афанасьева Т.Б. Биотит как индикатор физико-химических условий происхождения кислых пород Мутновского геотермального района (Камчатка) // Минералогия Урала. Материалы Ш-го регионального совещания. Миасс. 1998. Т. II. С. 154-156.
23. Чащин A.A. Игнимбриты вулкана Горелого (Южная Камчатка): состав, условия формирования // Проблемы геологии, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых Дальнего Востока. (Труды ДВГТУ. Вып. 121, сер. 4). Владивосток, 1999. С. 142-148.
24. Чащин A.A. Режим флюидов Гореловско-Мутновской магматогенно-гид-ротермальной системы (Камчатка) // Тез. докл. IV междунар. конф. "Новые идеи в науках о Земле". М.: 1999. Т. 2. с. 113.
25. Чащин A.A., Пахомова В.А., Хетчиков JI.H. Опыт определения состава расплавов, формирующих породы вулкана Горелый, по расплавным включениям в минералах // Тезисы докл. IX Междунар. конф. по термобарогеохимии. Александров: ВНИИСИМС. 1999. С. 62-64.
26. Хетчиков JI.H., Чащин А.А., Пахомова В.А., Одариченко Э.Г. Вкрапленники плагиоклаза в базальтах вулканов Горелый и Мутновский (юг Камчатки) и условия их образования по данным изучения расплавных включений // X Междунар. конф. по термобарогеохимии. Александров: ВНИИСИМС, 2001. С. 111 -140.
27. Chashchin А.А. Basalt formation of Gorelyi volcano (South Kamchatka) // 32IGC Florence, 2004 - Scientific Sessions: abstracts (part 1). p. 407.
Александр Адольфович ЧАЩИН
ПЕТРОЛОГИЯ ПОРОД ВУЛКАНОВ ГОРЕЛЫЙ И МУТНОВСКИЙ (ЮЖНАЯ КАМЧАТКА)
Автореферат
Изд. лиц. ИД № 05497 от 01.08.2001 г. Подписано к печати 27.10.2008 г. Печать офсетная. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Усл. п. л. 1,5. Уч -изд л. 1,02. Тираж 100 экз Заказ 135
Отпечатано в типографии ФГУП Издательство «Дальнаука» ДВО РАН 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 7
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Чащин, Александр Адольфович
Введение.
Глава 1 Геолого-геофизические особенности строения Камчатки.
Глава 2 Геологическая характеристика Вилючинской ВТС.
2.1. Основные этапы развития Вилючинской ВТС.
2.2. История геологической изученности.
2.3. Геологическая характеристика плейстоцен-голоценовых центров.
2.3.1. Вулкан Горелый.
2.3.2. Вулкан Мутновский.
2.3.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
Глава 3 Петрография и минералогия вулканических пород.
3.1. Вулкан Горелый.
3.2. Вулкан Мутновский.
3.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
Глава 4 Геохимия вулканических пород.
4.1. Распределение петрогенных элементов.
4.1.1 Вулкан Горелый.
4.1.2. Вулкан Мутновский.
4.1.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
4.2. Распределение микроэлементов.
4.2.1 Вулкан Горелый.
4.2.2. Вулкан Мутновский.
4.2.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
4.3. Изотопный состав стронция и кислорода.
4.3.1 Вулкан Горелый.
4.3.2. Вулкан Мутновский.
4.3.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
Глава 5 Физико-химические условия кристаллизации вулканических пород.
5.1. Оценка термодинамических параметров кристаллизации вулканических пород.
5.1.1 Вулкан Горелый.
5.1.2. Вулкан Мутновский.
5.1.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
5.2. Состав летучих компонентов.
5.2.1 Вулкан Горелый.
5.2.2. Вулкан Мутновский.
5.2.3. Вулканический хребет Двугорбая-Скалистая-Каменная.
Глава 6 Вопросы генезиса и эволюции пород вулканов Горелый и
Мутновский.
6.1. Существующие представления о происхождении основных и кислых пород вулканов Горелый и Мутновский.
6.2. Роль фракционной кристаллизации.
6.3. Роль коровой контаминации.
6.4. Роль мантийного и субдукционного компонентов.
6.5. Петрогенетическая модель.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Петрология пород вулканов Горелый и Мутновский"
Формирование восточной окраины Евразии происходила под влиянием разновозрастных субдукционных событий. Переработанное субдукционными процессами мантийное вещество на протяжении длительного времени играло определяющую роль в металлогенической и магматической специализации территории. Даже наиболее молодые, позднечетвертичные постсубдукционные внутриплитные базальтоиды Южного Приморья, например, несут отчетливые геохимические признаки влияния на их состав как пермской, - так и меловой субдукций (Мартынов, Чащин и др., 2002; Чащин и др., 2007).
Для реконструкции геологической истории сложных территорий, какой является зона перехода континент-океан, необходимо отчетливое понимание процессов происходящих в современных зонах погружения океанической литосферы - островных дугах. Этой проблеме в последнее время посвящено огромное число геологических, геофизических, петрологических и экспериментальных работ, но из-за ее комплексности, многие вопросы до сих пор остаются не проясненными. У большинства исследователей в настоящее время не вызывает сомнение преобладающая роль мантийного вещества в субдукционном магмогенезисе (Arculus, Powell, 1986), хотя в некоторых случаях имеются геохимические свидетельства вовлечения в процесс плавления и погружающейся океанической коры (Defant, Drummond, 1990; Peacock et al., 1994). Недостаточно понятна роль так называемого субдукционного компонента, относительный вклад в него флюидной фазы и расплава, образующегося в результате плавления осадочного материала. Слабо изучена роль «несубдукционных» факторов в магмогенезисе современных островодужных систем, например активность задуговых тектоно-магматических процессов (Pearce, Parkinson, 1993), трансформных разломов (Авдейко и др, 2002; Мартынов, Дриль, Чащин и др. 2004), гетерогенность фундамента (Arculus, 1994; Мартынов и др., 2007) и др. Практически не изучены вопросы эволюции вулканических центров.
Единственным в России регионом, где возможно изучение современного островодужного вулканизма, новейших тектонических процессов, связанных с глубинными сейсмофокальными зонами Заварицкого - Беньоффа, является Курило-Камчатская островодужная система. Хорошая сохранность современных вулканических построек, отсутствие значительных вторичных изменений излившихся магматических пород, возможность надежной реконструкции последовательности вулканических событий позволяет получить надежные данные о их составе и эволюции.
Актуальность работы. За последние десятилетия опубликовано большое количество работ по геолого-структурным (Авдейко и др., 2002; Апрелков, Попруженко, 1984; Шеймович, Патока, 1989; Очерки тектонического. 1987; и др.) минералогическим, петрохимическим и изотопно-геохимическим (Волынец и др., 1990; Волынец, 1993; Колосков, 2001; Геохимическая типизация.1990; Пополитов, Волынец, 1981; Перепелов, 1989; Churikova et al., 2001; Duggen et al., 2007; Kepezhinskas et al, 1997; Portnyagin et al., 2001; и др.) особенностям четвертичного базальтового вулканизма Камчатки. Вместе с тем в литературе очень мало комплексных петролого-геохимических описаний долгоживущих вулканических центров Курило-Камчатской островной дуги, выполненных на современном уровне и направленных на решение ряда важных вопросов петрологии связанных с магмогенезисом и эволюцией субдукционных магм (Волынец и др., 1999; Перепелов, 2004, 2005; Мартынов, Мартынов, Чащин и др., 2005). Немногочисленна информация и о физико-химических условиях кристаллизации вулканитов, что, соответственно, затрудняет оценку влияния термодинамических параметров на зарождение, подъем и эволюцию островодужных магм. Первые шаги в этом направлении нами были сделаны при изучении отдельных вулканических построек Курил и Камчатки (Мартынов,
Мартынов, Чащин и др., 2005; Хетчиков и др., 2000). В данной работе поставленные задачи решались на примере детального петрологического изучения двух типовых объектов южной Камчатки - вулканов Горелый и Мутновский.
Цель исследований. Целью данной работы является детальное петрологическое исследование вулканитов различных этапов формирования двух находящихся на небольшом расстоянии одновременно действующих вулканов южной Камчатки - Горелый и Мутновский. В ходе исследований решались следующие основные задачи:
1. детальное исследование составов минералов-вкрапленников эффузивных образований;
2. анализ распределения петрогенных оксидов и микроэлементов в основных разновидностях пород вулканов Горелый и Мутновский;
3. оценка термодинамических параметров кристаллизации магматических расплавов и роли различных процессов (фракционной кристаллизации, коровой контаминации и др.);
4. установление основных особенностей эволюции вулканических центров.
Научная новизна исследований. В результате петрографических и минералогических исследований впервые дана детальная минералогическая характеристика основных типов пород вулканов Горелый и Мутновский. На основе полученного геохимического материала, а также результатов компьютерного моделирования (программа "Комагмат") впервые выполнена реконструкция петролого-геохимической эволюции расплавов на различных временных этапах формирования вулканических центров Горелый и Мутновский.
Практическая значимость. Полученные на примере вулканов Горелый и Мутновский фактические данные об условиях эволюции первичных расплавов могут быть применены для построения общей картины эволюции базальтового вулканизма южной Камчатки.
Методика исследований. В основу предлагаемой работы положен фактический материал, собранный автором при полевых исследованиях пород вулканов Горелый, Мутновский и вулканического хребта Скалистая-Двугорбая-Каменная (Южная Камчатка), за период с 1986 по 1997 гг. в составе коллектива лаборатории Петрологии вулканических формаций ДВГИ ДВО РАН. В отдельных случаях использованы коллекции каменного материала, переданные автору для исследований Ю.А. Мартыновым, В.Ф. Полиным и А.Б. Перепеловым. Кроме того, привлечены литературные данные по изучаемым вулканическим постройкам.
Отбор образцов. Для изучения петрогеохимических и изотопных характеристик пород было проведено детальное опробование вулканитов различных временных этапов формирования вулканов Горелый и Мутновский, а также вулканического хребта Скалистая-Двугорбая-Каменная. При этом основное внимание было уделено базальтоидному вулканизму, как наиболее информативному при решении вопросов генезиса магматических расплавов. Для аналитических исследований отбирались образцы, не имеющие признаков вторичных изменений.
Докалъдерный (Q2) комплекс вулкана Горелый представлен в нашей коллекции покровными, субвулканическими и экструзивными породами андезитового, дацитового и риодацитового состава. Среди пирокластических отложений калъдерного (Q33) комплекса вулкана изучены игнимбриты андезито-дацитов и дацитов, из различных участков разреза игнимбритового покрова.
Образцы раннего посткальдерного комплекса (Q33"4) представлены преимущественно основными лавами, слагающими шлаковые конуса в юго-западной части борта кальдеры. В меньших количествах в коллекции присутствуют экструзивные дациты.
Из выделяемых шести крупных циклов вулканической активности современной постройки вулкана Горелого в голоцене (Q34-Q44), аналитически не изученными остались только лавы IV цикла вулканической активности, имеющие ограниченное распространение.
В пределах вулканического массива Мутновский проанализированы вулканиты основного и умеренно кислого состава (базальты-дациты) древней постройки - Мутновский-I (Q3 ) и базальты самой молодой постройки вулкана - Мутновский-IV (Q34- Q4). Также получены петрологические данные по базальт-риолитовой серии вулканического хребта Скалистая-Двугорбая-Каменная (Q2-3) расположенного к северу от вулкана Мутновский.
В процессе лабораторных исследований автором было изучено более 300 прозрачных шлифов вулканических пород. В работе использовано 180 анализов на петрогенные оксиды и микроэлементы, более 500 определений составов минералов, 60 анализов на распределения редких и редкоземельных элементов, 20 определений изотопного состава кислорода и 13 - стронция, а также 40 хроматографических анализов газовой фазы в минералах.
Аналитические исследования. Состав минералов определялся на микрозонде Camebax в Институте вулканологии ДВО РАН (г. Петропавловск-Камчатский) и на микроанализаторе JXA-5a в ДВГИ ДВО РАН (г. Владивосток). Анализ осуществлялся при ускоряющем напряжении 20 кВ и токе зонда около 50 нА. В качестве эталонов использовали химически проанализированные однородные по составу минералы (санидин - для Si, Na, К, А1; диопсид - для Са и Mg; оливин - для Fe; ильменит - для Ti и родонит - для Мп). Ошибка анализа не превышает 1.5-2 отн. %.
Содержание петрогенных оксидов в вулканических породах определялось традиционным методом "мокрой" химии в аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН (аналитики: JI.B. Шкодюк, Г.И. Макарова, С.П. Баталова). Там же выполнен изотопный анализ кислорода силикатов. В последнем случае подготовка образцов проведена по лазерной методике А.В. Игнатьева и Т.А. Веливецкой (2005). Измерение изотопных соотношений
18 16
О/ О проведено на масс-спектрометре Finnigan МАТ 252 с использованием двойной системы напуска. Воспроизводимость определения 6180 образцов составляет ± 0.1 %о
Определение концентраций Ni, Со, Сг, V, Pb, Си, Zn осуществлялось с помощью количественного спектрального анализа в ДВГИ ДВО РАН. Аналитические исследования концентраций Rb, Ва, Sr, Zr были выполнены на рентгенофлуоресцентном спектрометре VRA-30 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Е.А. Ноздрачев) по методике Е.А. Ноздрачева (2004).
Часть измерений микроэлементного состава проводилось методом ICP-MS в Иркутском Центре коллективного пользования на масс-спектрометре VG Plasmaquad PQ2+. Калибровка прибора осуществлялась по международным стандартам BHVO-1, AGV-1 и BIR-1 с постоянным внутренним лабораторным контролем качества измерений пробой базанита U-94-5. При повторных измерениях стандартное отклонение (1а) для большинства элементов не превышало 5%. Стандартное отклонение при определении Sc и Рг (Се и Та в AGV-1) не превышало 10%. Воспроизводимость результатов измерения РЬ и U в BHVO-1 составляла 1015%. Химическая подготовка проб осуществлялась на основе бидистиллята глубинной воды оз. Байкал. В процессе пробоподготовки использовались двукратно очищенные на изотермических перегонках особо чистые кислоты. Плавиковая кислота очищалась в тефлоновых аппаратах, а вода, азотная и соляная кислоты — в кварцевых. Там же, на масс-спектрометре Finnigan МАТ262 измерялись изотопные отношения Sr.
Помимо вышеназванных методов, автором использовались компьютерные программы, моделирующие условия формирования минеральных ассоциаций. Так, оценка флюидного режима минералообразования выполнена посредством программного комплекса "Селектор-С" (Карпов и др., 1997). Кроме того, для интерпретации полученных данных широко использовалась программа «Комагмат», возможности которой при решении вопросов петрогенезиса островодужных вулканитов были продемонстрированы в ряде работ (Арискин и др., 1995; Альмеев, 2005; Мартынов и др., 2005).
Апробация работы. Непосредственно по теме работы автором опубликованы: 7 статей в рецензируемых российских журналах и 5 статей в тематических сборниках. Отдельные вопросы диссертации изложены в одном из разделов монографии "Геодинамика, магматизм, металлогения Востока России" (2006). Помимо этого, результаты исследований были представлены на семи международных и шести отечественных конференциях и совещаниях, в том числе: на международном симпозиуме по прикладной геохимии стран СНГ (Москва, 1997), на первой международной научной конференции "Вулканизм и биосфера" (Туапсе, 1998), на IX, X и XI международных конференциях по термобарогеохимии (ВНИИСИМС г. Александров. 1999, 2001, 2003), на IV международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 1999), на международном геологическом конгрессе в Италии (Флоренция, 2004), на всероссийском металлогеническом совещании "Металлогения, нефтегазоносность и геодинамика СевероАзиатского кратонаи орогенных поясов его обрамления." (Иркутск, 1998), на третьем региональном совещании "Минералогия Урала" (Миасс, 1998) и других.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы составляет 270 страниц, включая 30 таблиц и 82 рисунка. Список литературы включает 170 наименований.
Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Чащин, Александр Адольфович
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении работы сформулируем основные выводы, являющиеся одновременно и защищаемыми положениями:
1. Наблюдаемые различия в распределении петрогенных оксидов, высокозарядных (Zr, Nb, U, Hf, Th, REE) и крупноионных литофильных (Rb, Ва) микроэлементов в базальтах вулканов Мутновский и Горелый вызвано возрастанием к тыловой зоне Камчатской островной дуги степени обогащения мантийного источника и роли осадочного материала в магмогенезисе.
2. Данные высокотемпературной газовой хроматографии и результаты математического моделирования показывают, что кристаллизация базальтов современной постройки вулкана Горелый происходила при более низкой летучести кислорода, но при высокой активности фтора, хлора, калия и низкой - серы по сравнению с аналогичными породами вулкана Мутновский.
3. Минералогические и геохимические данные, в сочетании с результатами математического моделирования указывают на значительную роль фракционной кристаллизации и коровой контаминации в происхождении пород древней постройки вулкана Мутновский (Q3**) и лав 1-Ш циклов развития современной постройки вулкана Горелый (Q3 4-Q4 2). В генезисе более молодых лав современной постройки вулкана Горелый (Q43-Q44) роль коровой контаминации была сравнительно небольшой.
4. Эволюция геохимических характеристик магм двух изученных вулканов, а также геологические данные указывают на изменение тектонического режима развития территории, начиная с позднего плейстоцена (Q34), вызванного усилением роли растягивающих напряжений.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Чащин, Александр Адольфович, Владивосток
1. Авдейко Г.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Тектоническое развитие и вулкано-тектоническое районирование Курило-Камчатской островодужной системы. //Геотектоника, 2002. № 4. С. 64-80.
2. Авдейко Г.П., Савельев Д.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Принцип актуализма: критерии для палеотектонических реконструкций на примере Курило-Камчатского региона. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2003. № 1.С. 32-59.
3. Активные вулканы и гидротермальные системы Камчатки: Путеводитель научных экскурсий. Петропавловск-Камчатский: ИВ ДВО АН СССР, 1985. 24 с.
4. Альмеев P.P. Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы: Автореф. дис. . канд. геол.-мин. наук. Москва. 2005. 26 с.
5. Апрелков С.Е., Шеймович B.C. Древний вулкан Юго-Восточной Камчатки с современными гидротермальными проявлениями // Бюлл. вулканол. станций. М.: Наука. 1964. № 36. С. 48-60.
6. Апрелков С.Е. Тектоника и история вулканизма Южной Камчатки // Геотектоника. 1971, № 2, с. 105-111.
7. Апрелков С.Е., Жегалов Ю.З. О вулканических поясах Камчатки // Геотектоника. 1972. № 2. С. 102-109.
8. Апрелков С.Е., Ежов Б.В. Тектоническое строение Центрально-Камчатского вулканического пояса и некоторые особенности локализации оруденения // Геология и геофизика. 1978. № 12. С. 154-160.
9. Апрелков С.Е., Ежов Б.В. Условия формирования вулканических поясов Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1980. № 5. С. 3-11.
10. Апрелков С.Е., Попруженко С.В. Особенности глубинного строения Восточно-Камчатского вулканического пояса // Тихоокеан. Геология. 1984. -№ 3. С. 68-73.
11. Арискин А.А., Бармина Г.С., Озеров А.Ю., Нильсен P.JI. Генезис высокоглиноземистых базальтов Ключевского вулкана // Петрология. 1995. Т.З, № 5. С. 42-67
12. Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М.: Наука. 2000. 362 с.
13. Балеста С.Е. Земная кора и магматические очаги областей современного вулканизма. М.: Наука, 1981. 133 с.
14. Брайцева О.А., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В., Сулержицкий Л.Д., Литасова С.Н. Возраст действующих вулканов Курило-Камчатского региона. //Вулканология и сейсмология. 1994. № 4-5. С. 5-32.
15. Биндеман И.Н., Фролова Т.И. Окислительно-восстановительный режим формирования вулканических пород Курило-Камчатской дуги как индикатор их поперечной зональности. //Докл. РАН. 1993. Т. 328. № 4. С. 490-493.
16. Вакин Е.А., Кирсанов И.Т., Пронин А.И. Активная воронка Мутновского вулкана. Бюл. вулканол. станций, 1966, № 40, с. 23-25.
17. Вакин Е.А., Пилипенко Г.Ф., Сугробов В.М. Общая характеристика Мутновского месторождения и прогнозная оценка ресурсов // Геотермические и геохимические исследования высокотемпературных гидротерм. М.: Наука. 1986. С. 6-41.
18. Валуй Г.А., Авченко О.В., Кирюхина Н.И. Генезис магнезиальных биотитов в малоглубинных гранитоидах //Докл. АН СССР. 1991. Т. 139, № 2. С. 461-465.
19. Влодавец В.И. Горелый хребет // Бюл. вулканол. станций. 1957. № 25. С. 68-70.
20. Волынец О.Н., Антипин B.C., Перепелов А.Б. Геохимические типы вулканических серий островодужной системы Камчатки // Геохимическая типизация магматических пород и их геодинамика. Иркутск, 1987. С. 34-55.
21. Волынец О.Н., Антипин B.C., Перепелов А.Б. и др. Геохимия вулканических серий островодужной системы в приложении к геодинамике (Камчатка) // Геология и геофизика. 1990. № 5. С. 3-13.
22. Волынец О.Н., Пузанков Ю.М., Аношин Г.Н. Геохимия неоген-четвертичных вулканических серий Камчатки // Геохимическая типизация магматических и метаморфических пород Камчатки // Тр. ин-та геологии и геофизики. Вып. 390. Новосибирск, 1990, С.73-114.
23. Волынец О.Н. Петрология и геохимическая типизация вулканических серий современной островодужной системы. Автореф. дис. . д-ра геол.-минерал. наук. М.: 1993. 67с.
24. Геохимическая типизация магматических и метаморфических пород Камчатки // Тр. ин-та геологии и геофизики. Вып. 390. Новосибирск, 1990. 259с.
25. Гриб Е.Н., Леонов В.Л., Флоренский И.В., Храмов Н.А. Геологические условия термопроявлений бассейна р. Жировой (Юго-Восточная Камчатка). -Бюл. вулканол. станций. М.: Наука. 1976, № 52, с. 85-92.
26. Гриб Е.Н. Состав и температурные условия кристаллизации минералов-вкрапленников в некоторых экструзиях юго-восточной Камчатки. // Бюллетень вулканологических станций, № 54, 1978. С. 115-123.
27. Гриб Е.Н. Состав и условия кристаллизации лав вулканических построек Северо-Мутновской вулканотектонической зоны. //Вулканология и сейсмология, 1989. № 4. С. 29-42.
28. Гриб Е.Н., Ананьев В.В. Самородный алюминий в игнимбритах вулкана Горелый (Камчатка) УУ Постэруптив. минералообраз. на актив, вулканах Камчатки: Матер. 1-ой сес. Камч. отд-ния ВМО, Петропавловск-Камчатский, 1989. Ч. 1. Владивосток, 1992. С. 108-114.
29. Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. М.: «Мир», Т.2. 1965. 405 с.
30. Долгоживущий центр эндогенной активности Южной Камчатки. //М.: Наука, 1980, 171 с.
31. Ермаков В.А. Особенности развития вулканизма и тектонической структуры Курило-Камчатской островной дуги в новейшее (плиоцен-четвертичное) время. УУ Очерки тектонического развития Камчатки. М.: Наука, 1987. С. 165-218.
32. Заварицкий А.Н. Геологическая карта полуострова Камчатки м-ба 1:20000000 с объяснительной запиской. М.: Изд-во АН СССР, 1940.
33. Игнатьев А.В., Веливецкая Т.А. Лазерная методика подготовки проб для анализа стабильных изотопов УУ Тез. докл. Всероссийской конференции «Масс-спектрометрия и её прикладные проблемы». Москва, 2005. СЛ.
34. Кадик А.А. Роль воды и углекислоты в образовании и дегазации основных магм // Геодинамика, магмообразование и вулканизм. Петропавловск-Камчатский. 1974. С. 272-286.
35. Кадик А.А., Луканин 0!А., Лапин И.В. Физико-химические условия эволюции базитовых магм в приповерхностных очагах. М.: Наука, 1990. 348 с.
36. Каржавин В.К., Дудкин О.Б., Припачкин В.А. Газовая фаза некоторых природных образцов апатита // Докл. АН СССР. 1975. т 222. № 4. С. 942-946.
37. Карпов И.К., Чудненко К.В., Бычинский В.А. Программное средство расчёта химических равновесий минимизацией термодинамических потенциалов: краткая инструкция к программному продукту «Селектор-С». Иркутск, 1997. 105 с.
38. Кирсанов И.Т. Состояние вулканов Мутновского и Горелого за период с октября 1959 по октябрь 1960 г. // Бюл. вулканол. станций. 1964. № 35. С.34-43.
39. Кирсанов И.Т., Огородов Н.В., Чирков A.M. Состояние вулканов Мутновского и Горелого за период с ноября 1960 по июнь 1961 г. // Бюл. вулканол. станций. 1964. № 36. С. 39-47.
40. Кирсанов И.Т., Федоров М.В. Игнимбриты вулкана Горелого // Проблемы вулканизма. Материалы ко II Всесоюз. вулканол. совещ. Петропавловск-Камчатский, 1964. С. 45-47.
41. Кирсанов И.Т., Озеров А.Ю. Состав продуктов и энергетический эффект извержения вулкана Горелый в 1980-1981гг. // Вулканология и сейсмология, 1983. № 1,С. 25-42.
42. Кирсанов И.Т. Вулкан Горелый, его геологическое строение, последние извержения и состав продуктов. // Вулканическая деятельность ее механизм, связь с геодинамикой, прогноз извержений и землетрясений. Петропавловск-Камчатский, 1985. С. 32-43.
43. Кирсанов И.Т., Мелекесцев И.В. Вулкан Горелый // Действующие вулканы Камчатки Т.2., М.: Наука, 1991, С. 294-315.
44. Классификация и номенклатура магматических горных пород. Москва: Недра. 1981. 159 с.
45. Кожемяка Н.Н., Огородов Н.В., Мелекесцев И.В., Ермаков В.А. Некоторые особенности эволюции и геологический эффект четвертичного вулканизма Камчатки // Бюллетень вулканологических станций. 1975. № 51. С. 94-103.
46. Кожемяка Н.Н. Действующие вулканы Камчатки: типы построек, длительность формирования, общий объем, продуктивность, состав вулканитов. //Вулканология и сейсмология, 1994. № 6, С. 3-16.
47. Кожемяка Н.Н. Действующие вулканы Камчатки: типы построек, длительность формирования, объем вулканитов, продуктивность, баланс вещества, тектоническое положение. //Вулканология и сейсмология, 1995. № 1 6, С. 3-18.
48. Колосков А.В. Изотопно-геохимическая неоднородность плиоцен-четвертичных вулканитов Камчатки, геометрия субдукционной зоны, модель флюидно-магматической системы. // Вулканология и сейсмология, 2001. № 6, С. 16-42.
49. Кориковский С.П. Влияние некоторых внешних условий на состав и парагенезисы кальциевых амфиболов // Метасоматизм и другие вопросы физико-химической петрологии. М.: Наука, 1968. С.138-164.
50. Кулаков B.C. Вулканические наблюдения на Камчатке // Природа. 1936. № 10. С. 53-54.
51. Леглер В.А. Развитие Камчатки в кайнозое с точки зрения теории литосферных плит. М.: ВИНИТИ, 1977. С. 137-169.
52. Леонов В. Л. Методика и результаты крупномасштабного геокартирования // Геотермические и геохимические исследования высокотемпературных гидротерм. М.: Наука, 1986. С. 41-62.
53. Леонов В.Л. Структурные условия локализации высокотемпературных гидротерм. М.: Наука, 1989. 104 с.
54. Леонов В.Л. Влияние глубинной проницаемой зоны на структуру вулкана (на примере вулкана Горелого, Камчатка). // Вулканизм и геодинамика. Материалы III Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Т.2. Улан-Удэ. 2006. С. 461-467.
55. Летников Ф.А., Шкарупа Т. А. Методическое руководство по хроматографическому анализу воды и газов в горных породах и минералах. Иркутск, 1977. 25 с.
56. Летников Ф.А., Карпов И.К., Киселев А.И. Флюидный режим земной коры и верхней мантии М.: Наука, 1977. 216с.
57. Лоншаков Е.А., Вакин Е.А., Бочарова Г.И., Округин В.М. Вулканогенные рудные жилы Юго-Восточной Камчатки // Геол. рудн. месторожд. 1977. № 4. С. 121-123.
58. Лоншаков Е.А. Ряды вулкано-тектонических структур и структурно-вещественные парагенезы Южно-Камчатского района // Бюлл. вулканол. станций. М.: Наука. 1979. № 57. С. 79-92.
59. Магматизм и гидротермальные системы Мутновского блока Южной Камчатки. Новосибирск: Наука, 1979. 150 с. (Тр. Ин-та геологии и геофизики / АН СССР. Сиб. отд-ние: Вып. 421).
60. Маренина Т.Ю. Геолого-петрографический очерк Мутновского вулкана // Тр. лаб. вулканол. 1956. Вып. 12. С.3-53.
61. Мартынов Ю.А Чащин А.А. Породообразующие минералы основных эффузивов Мутновского геотермального района // Новые данные по петрологии магматических и метаморфических пород Камчатки. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. С. 112-123.
62. Мартынов Ю.А., Перепелов А.Б., Чащин А.А. Геохимическая типизация базальтоидов Мутновского вулканического поля (Южная Камчатка) // Тихоокеанская геология 1995. Том 14, № 5. С. 72-83.
63. Мартынов Ю.А., Дриль С.И., Чащин А.А., Рыбин А.В., Мартынов А.Ю. Деплетированный характер вулканизма острова Кунашир роль несубдукционных факторов в магмогенезисе Курильской островной дуги // ДАН. 2004. Т.394, №4. С. 527-532.
64. Мартынов Ю.А., Дриль С.И., Чащин А.А., Рыбин А.В., Мартынов А.Ю. Геохимия базальтов островов Кунашир и Итуруп роль несубдукционных факторов в магмогенезисе Курильской островной дуги // Геохимия. 2005. № 4 с. 369-383.
65. Мартынов Ю.А., Мартынов А. Ю., Чащин А.А., Рыбин А.В. Базальты вулкана Тятя: петрология и генезис (островов Кунашир, Курильская островная дуга) // Тихоокеанская геология. 2005. Том 24, № 3. С. 22-31.
66. Мартынов Ю.А., Кимура Дж.И., Ханчук А.И., Рыбин А.В., Чащин А.А., Мартынов А.Ю. Магматические источники четвертичных лав Курильской островной дуги: новые данные по изотопии стронция и неодима. ДАН, 2007, том 416, №5, с. 670-675.
67. Мархинин Е.К., Ураков В.А., Подклетнов Н.Е. Газы и металлы базальтов Толбачинского извержения // Вулканогенное оруденение на Дальнем Востоке. Владивосток. 1980. С. 96-100.
68. Мелекесцев И.В., Брайцева О.А., Эрлих Э.Н., Кожемяка Н.Н. Вулканические горы и равнины // Камчатка, Курильские и Командорские островаМ.: Наука, 1974. С. 162-234.
69. Мелекесцев И.В., Брайцева О.А., Пономарева В.В., Сулержицкий Л.Д. Возраст и динамика формирования действующих вулканов Курило' Камчатской области // Изв. АН СССР. Сер.геол. 1990. № 4. С. 17-31.
70. Моисеенко В.Г., Сахно В.Г. Глубинные флюиды, вулканизм и рудообразование Тихоокеанского пояса. М.: Наука. 1982. 191 с.
71. Наумов В.Б. Термометрическое исследование включений расплава во вкрапленниках кварца кварцевых порфиров // Геохимия 1969. № 4. С. 494498.
72. Новограбленов П.Т. Каталог вулканов Камчатки. — Изв. Рус. геогр. о-ва, 1932, т. 64, вып. 1, с. 88-99.
73. Ноздрачёв Е.А. Рентгенофлуоресцентное определение хлора, серы и фосфора в горных породах. // Заводская лаборатория. 2004. № 9. С. 19-22.
74. Ноздрачёв Е.А. Рентгенофлуоресцентное определение Ni, Со, Fe в базальтоидах на спектрометре VRA-30. // Тезисы докладов VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока" Т. 2. Новосибирск. 2004. С.77-78.
75. Овсянников А.А., Зубин М.И. Вулкан Мутновский //Действующие вулканы Камчатки. Т.2., М. Наука, 1991, С. 318-337.
76. Огородов Н.В., Кожемяка Н.Н., Важеевская А.А., Огородова А.С. Вулканы и четвертичный вулканизм Срединного хребта Камчатки. М.: Наука, 1972. 191 с.
77. Очерки тектонического развития Камчатки. М.: Наука, 1987. 247 с.
78. Перепелов А.Б. Геохимия позднекайнозойских высококалиевых вулканических серий островодужной системы Камчатка. Автореф. дис. . канд. геол.-минерал, наук. Иркутск. 1989. 26 с.
79. Перепелов А.Б. Неоген-четвертичный шошонит-латитовый магматизм Срединного хребта Камчатки: вулкан Теклетунуп (геологическая эволюция, петрография, минералогия) // Вулканология и сейсмология. 2004. № 3. С. 1230.
80. Перепелов А.Б. Неоген-четвертичный шошонит-латитовый магматизм Срединного хребта Камчатки: вулкан Теклетунуп (геохимия, петрология, геодинамическая позиция) // Вулканология и сейсмология. 2005. № 1. С. 2236.
81. Петренко И.Д., Большаков Н.И. Структурная позиция и возраст золото-серебряного оруденения Южной Камчатки на примере Мутновского месторождения // Тихоокеан. геология. 1991. № 5. С. 100-111.
82. Петренко И.Д. Золото-серебряная формация Камчатки. Петропавловск-Камчатский 1999. 116 с.
83. Петрология и геохимия островных дуг и окраинных морей. М.: Наука, 1987. С 37-86.
84. Пономарев Г.П., Пузанков М.Ю. Распределение железа и магния в системе расплав-шпинель-оливин по экспериментальным данным. Геологические приложения. Петропавловск-Камчатский. 2002. 80 с.
85. Покровский Б.Г. Коровая контаминация мантийных магм по данным изотопной геохимии // Труды ГИН. 2000. Вып. 535. 225 с.
86. Покровский Б.Г., Волынец О.Н. Геохимия изотопов кислорода в эффузивах Курило-Камчатской дуги // Петрология. 1999. Т.7. № 3. С. 227251.
87. Пополитов Э.И., Волынец О.Н. Геохимические особенности четвертичного вулканизма Курило-Камчатской островной дуги и некоторые вопросы петрогенезиса. Новосибирск: Наука, 1981. 180 с.
88. Сахно В.Г. Позднемезозойско-кайнозойский континентальный вулканизм Востока Азии. Владивосток: Дальнаука. 2001. 337 с.
89. Селянгин О.Б. Новое о вулкане Мутновский: строение, развитие, прогноз. // Вулканология и сейсмология. 1993. № 1. С. 17-35.
90. Селянгин О.Б., Пономарева В.В. Строение и развитие Гореловского вулканического центра. // Вулканология и сейсмология. 1999, № 2. С. 3-23.
91. Серафимова Е.К. Особенности химического состава фумарольных газов Мутновского вулкана. Бюл. вулканол. станций, 1966, № 42. С. 56-65.
92. Трошин Ю.П., Волынец О.Н. Распределение халькогенов, галогенов, золота и серебра в позднекайнозойских вулканитах Камчатки // Тихоокеанская геология, 1999. Том 18, № 3. С. 60-69.
93. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Попов В.К., Чащин А.А., Сапин В.И. Состав расплавленных включений в минералах и температурный режим формирования пород вулкана Дикий Гребень (Камчатка) // Тихоокеанская геология. 2000. Т. 19, № 4. С. 3-11.
94. Ханчук А.И., Иванов В.В. Мезо-кайнозойские геодинамические обстановки и золотое оруденение Дальнего Востока России // Геология и геофизика. 1999. Т. 40 № 11. С. 1635-1645.
95. Хедж К.Е., Горшков Г.С. Изотопный состав стронция вулканических пород Камчатки // Докл. АН СССР. 1977. Т. 233. № 6. С. 1200-1203.
96. Хотин М.Ю., Виноградов В.И., Волынец О.Н., Дубик Ю.М., Пузанков Ю.М. Изотопный состав стронция в анортитсодержащих включениях вулканитов Камчатки и породах фундамента // ДАН СССР. 1983. Т. 271 № 5. С. 1222-1225.
97. Цветков А.А., Волынец О.Н., Бейли Дж. Шошониты Курило-Камчатской островной дуги //Петрология. 1993. Т.1. № 2. С. 123-151.
98. Шанцер А.Е., Шапиро М.Н. Эволюция вулканических зон Камчатки в связи с тектоническим развитием активной континентальной окраины // Вулканология и сейсмология. 1984. № 2. С. 26-40.
99. Шарапов В.Н., Симбирев И.Б., Третьяков Г.А., Милова JI.B. и др. Магматизм и гидротермальные системы Мутновского блока Южной Камчатки. Новосибирск: Наука, 1979. 151 с.
100. Шеймович B.C. Кайнозойские игнимбриты Южной и Восточной Камчатки. Автореф. дисс. Владивосток. 1969. 28 с.
101. Шеймович B.C., Зубин М.И. Структура земной коры и петрохимия позднекайнозойских вулканов юга Камчатки // Докл. АН СССР. 1976. Т. 230. № 4. С. 934-937.
102. Шеймович B.C. Игнимбриты Камчатки. М.: Недра, 1979. 179 с.
103. Шеймович B.C. Некоторые проблемы геологического изучения ареального вулканизма Камчатки //Тихоокеанская геология. 1982. № 6. С. 7885.
104. Шеймович B.C., Патока М.Г. Геологическое строение зон активного кайнозойского вулканизма. М.: Недра, 1989. 204 с.
105. Эрлих Э.Н. Современная структура и четвертичный вулканизм западной части Тихоокеанского кольца. Новосибирск, «Наука», 1973. 232 с.
106. Эпельбаум М.Б. Силикатные расплавы с летучими компонентами М.: Наука. 1980. 254 с.
107. Avdeiko G.P. Evolution of geosynclines on Kamchatka // Pacific Geology. 1971.3. P. 1-14.
108. Arculus R. J. Aspects of magma genesis in arcs // Lithos. 1994. V. 33. P. 189208.
109. Arculus R.J., Powell R. Source component mixing in the regions of arcmagma generation. //J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 5913 5926
110. Ayers J., Trace element modeling of aqueous fluid peridotite interaction in the mantle wedge of subduction zones // Contrib. Mineral, and Petrol. 1998. Vol. 132. P. 390-404.
111. Baddington A.F., Lindsley D.N. Iron-titanium oxide minerals and synthetic equivalents // J. Petrol. 1964. V. 5. № 3. P. 310-357.
112. 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, 2001. v. 42, N 8, p. 1567-1593.
113. Class C., Miller D.M., Goldstein S.L., Langmuir C.H. Distinguishing melt and fluid subduction components in Umnak volcanics, Aleutian arc // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2000. V. 1. 1999 GC000010
114. Crawford A.J., Falloon T.J., Eggins S. The origin of island are high-alumina, basalts // Contrib. Mineral, and Petrol. 1987. Vol. 97. P. 417-430.
115. Defant M. J., Drummond M.S. Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere // Nature. 1990. V. 347. P. 662 665.
116. DePaolo D.J. Trace element and isotopic effects of combined wallrock assimilation and fractional crystallization // Earth and Planetary Science Letter. 1981. V. 3.P. 189-202.
117. Evensen N.M., Hamilion P.J., Nions R.K. Rare earth abundences in chondritic meteorites // Geochim. Cosmochim. Acta. 1978. V. 42. P. 1199-1212.
118. Ewart A., Hawkesworth C.J. The Pleistocene-Recent Tonga-Kermadec arc lavas: interpretation of new isotopic and rare earth data in terms of a depleted mantle source model // J. Petrol. 1987. V. 28. P. 495-530
119. Frost B.R., Lindsley D.H., and Anderson D.J. Fe-Ti oxide-silicate equilibria: Assemblages with fayalitic olivine 11 American Mineralogist. 1988. Vol.73. P 727740.
120. Hochastaedter A.G., Gill J.B., Tailor O., Ishizuka M. Y., Morita S. Across-arc geochemical trends in the Izu-Boni arc: constraints on source composition and mantle melting//J. Geophus. Res. 2000. V. 105. P. 495-512
121. Gavrilenko, M.G., Ozerov, A.Y., Kyle, P.R., Eichelberger, J.C., (2006) Petrological and Geochemical Characteristics of Magmatic Melts at Gorely Volcano, Kamchatka, Russia, Eos Trans. AGU, 87(52), Fall Meet. Suppl., Abstract V11A-0558.
122. Kepezhinskas P., Mc Dermott F., Defant M.J. et al. Trace element and Sr-Nd-Pb isotopic constraints on a three-component model of Kamchatka Arc pedogenesis // Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. V. 61. № 3. P. 577-600.
123. Kimura J-I., Yoshida t. Contribution of slab fluid, mantle wedge and crust to the origin of Quaternary lavas in the NE Japan arc // Journal of Petrology 2006. V. 47. №11. P. 2185-2232.
124. Kudo A.M., Weill D.F. An igneous plagioclase thermometer // Contribs. Mineral and Petrol. 1970. V/ 25, № 1. P. 52-65.1.ndsley D.H. Pyroxene thermometry // Amer. Mineral. 1983. V.68. № 5-6. P. 477-493.
125. Miashiro A. Volcanic rock series in island arcs active continental margins// Am. J. Sci. 1974. V. 274. P. 321-355.
126. Munoz J.L., Swenson A. Chloride-hydroxyl exchange in biotite and estimation of relative HC1/HF activities in hydrothermal fluids // Econom. Geol. 1981. V.76. №8. P. 2212-2221.
127. Nalcamura N. Determination of REE, В a, Fe, Mg, Na and К in carbonaceous and ordinary chondrities // Geochim. Cosmochim. Acta. 1974. V. 38. P. 757-775.
128. Peacock S.M. Rushmer Т., Thompson A.B. Partial melting of subducting oceanic crust // Earth Planet. Sci. Lett. 1994. V. 121. P. 227-244.
129. Pearce J.A., Stern R.J., Bloomer S.H., Fryer P. Geochemical mapping of the Mariana arc-basin system: Implications for the nature and distribution of subduction component. Geochem. Geophys. Geosyst. V. 6. № 1. doi: 10.1029/2004 GC 00895.
130. Pearce J.A., Parkinson U. Trace element model for mantle melting: application to volcanic arc pedogenesis // Magmatic Processes and Plate Tectonics. Geol. Soc. Special Public/ 1993. № 76. P. 373-403.
131. Perepelov A.B., Antipin V.S. High potassic volcanism in Kamchatka in terms of geochemistry and geodynamics // Inter. Geol. Congress. Kyoto, Japan. 1992. V. 7. P. 2410.
132. Plank Т., Langmuir C.H. An evaluation of the global variations in the major element chemistry of arc basalt // Earth Planet. Sci. Lett. 1988. V. 90. P. 349-370.
133. Portnyagin M., Hoernle K., Avdeiko G., Hauff F., Werner R., Bindeman I., Uspensky V., Garbe D. Transition from arc to oceanic magmatism at the Kamchatka-Aleutian junction // Geology. 2005. V. 33. № 1. P. 25-28.
134. Sakuyama M. Evidence of magma mixing: penological study of Shirouma-Oike calc-alkaline andesite volcano, Japan. J. Volkan. Geotherm. Res., 1979, V. 5. №> 1-2. P. 179-208.
135. Sakuyama M., Nesbitt R.W. Geochemistry of the Quaternary volcanic rocks of the north-east Japan Sea // Journ. Volcan. Geotherm. Res. 1984. V. 29. P. 413-450.
136. Sakuyama I., Kushiro I. Vesiculation of hydrous and andesitic melt and transport of alkalies by separated vapor phase // Ibid. 1979. V.71. P. 61-66.
137. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implication for mantel composition and processes / Eds. Saunders A.D., Norry M.J., Magmatism in the oceanic basins // Geol. Soc. Special Public. 1989. №42. P. 313-345.
138. Taylor H.P., Jr. The oxygen isotope geochemistry of igneous rocks. Contrib. Mineral. Petrol., 1968. V.19. № 1. P. 1-71.
139. Volynets O. Petrology, geochemistry and geodynamic setting of Late Cenozoic Kuril-Kamchatka island arc volcanic rocks // Inter. Geol. Congress. Kyoto, Japan. 1992. V. II. P. 591.
140. Wedepohl K.H. The composition of the continental crust // Geochem. Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. P. 1217-1232
141. Wilson M. Igneous pedogenesis. A global tectonic approach. Harper Collins Acadimic, 1991. 466 p.
142. Wones D.R., Eugster H.P. Stability of biotite: experiment, theory and apptication// Amer. Mineral. 1965. V 50. № 9. P. 1228-1272.
143. Woodhead J.D., Eggis S.M., Johnoson R.W. Magma genesis in the New Britain island arc: further insights into melting and mass transfer processes // J. Petrol. 1998. V. 39. P. 1641-1668.
144. Woodhead J.D., Johnoson R.W. Isotopic and trace element profiles across the New Britain island arc, Papua New Guinea // Contrib. Mineral. Petrol. 1993. V. 113. P. 479-491.
145. Yoder H., Tilley C.E. Origin of basalt magmas, an experimental study of natural and synthetic rock systems // J. Petrol. 1962. V. 3. P. 342-352.
146. Yogodzinski G.M., Lees J.M., Churikova T.G., Dorendorf F., Woerner G., Volynets O.N. Geochemical evidence of subducting oceanic lithosphere at plate edges // Nature. 2001, V. 409. P. 500-504.l
-
Чащин, Александр Адольфович
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Владивосток, 2008
-
ВАК 25.00.04
- Транспорт элементов и условия минералообразования в зонах разгрузки высокотемпературных фумарол на вулкане Мутновский, Камчатка
- Условия формирования и прогноз эксплуатации Мутновского геотермального месторождения (Камчатка) по данным численного термогидродинамического моделирования
- Теплофизическое обоснование формирования и эксплуатации мутновской магматогенной геотермальной системы
- Современные геотермальные процессы и перспективные геотермальные геотехнологии
- Геохимия газогидротермальных источников вулканов Эбеко и Мутновский
