ХАРЧИНСКИИ И ЗАРЕЧНЫЙ ВУЛКАНЫ - УНИКАЛЬНЫЕ …repo.kscnet.ru/844/1/s-1-1999.pdf · тах вулкана Заречный обнаружены

ХАРЧИНСКИИ И ЗАРЕЧНЫЙ ВУЛКАНЫ -УНИКАЛЬНЫЕ ЦЕНТРЫ ПОЗДНЕПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ

МАГНЕЗИАЛЬНЫХ БАЗАЛЬТОВ НА КАМЧАТКЕ:ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД

© 1999 г. |О. Н. Волынец|*, И. В. Мелекесцев*, В. В. Пономарева*, Дз. М. Ягодзински*** Институт вулканической геологии и геохимии ДВО РАН,Петропавловск-Камчатский, 683006

**Дикинсон колледж. Геологический факультет, Карлайсл, 17013-2896, СШАПоступила в редакцию 02.10.97 г.

Подавляющая часть пород Харчинского и Заречного вулканов, а также Харчинской зоны шлако-вых конусов принадлежит к магнезиальному типу. Судя по минералогическим данным, и базальто-вые и андезитовые расплавы отличались высоким содержанием воды (>3-4 и >6-7 мас.% соответ-ственно) и кристаллизовались при высокой (на 2.0-2.5 порядка выше буфера NNO) футигитивностикислорода. В этом отношении, а также по особенностям валового химического и редкоэлементногосостава базальты и андезиты изученных вулканов весьма близки породам вулкана Шивелуч,такжерасположенного на северном фланге Северной группы вулканов Камчатки, но отличаются от тако-вых более южных вулканов группы. Магнезиальные базальты вулканов Харчинский, Заречный иШивелуч по сравнению с аналогичными по магнезиальности базальтами Ключевского вулкана иТолбачинского дола имеют более высокие концентрации К, Ва, Sr, более низкие Са, Sc, Yb при бо-лее высоких отношениях La/Yb, Ni/Sc и La/Та, а исходные расплавы их были более водонасыщен-ными и окисленными.

Настоящая работа - продолжение работы [5],посвященной результатам исследования Харчин-ского и Заречного вулканов - уникальных дляКамчатки объектов по объему изверженных маг-незиальных базальтов. В работе [5] рассмотреныгеологическое строение и история формированияэтих вулканов и пересекающей их региональнойзоны шлаковых конусов, а также особенностипространственного распределения и структурнаяпозиция проявления магнезиальных базальтов иандезитов в пределах Северной группы вулкановКамчатки и зоны сочленения Курило-Камчат-ской и Алеутской островодужных систем. В на-стоящей работе приведены сведения о вещест-венном составе вулканических пород, включаяданные об их петрографических, минеральных,химических и редкоэлементных особенностях.Полученный фактический материал использо-вался для оценки условий кристаллизации магне-зиальных базальтовых и андезитовых расплавов,анализа возможных родственных связей ассоции-рующих на изученных вулканах типов пород, атакже для обсуждения причин вариаций составовмагнезиальных базальтов Северной группы вул-канов.

Вещественный состав вулканических пород.Петрографические особенности. Преобладаю-щий тип пород изученных вулканов и зоны шла-ковых конусов - магнезиальные базальты. Обыч-но это порфировые породы с крупными вкраплен-

никами оливина и клинопироксена (до 20 об.%) иредкими субфенокристами шпинели, к которым влавах стратовулканов присоединяются более мел-кие лейсты плагиоклаза. Реже встречаются поро-ды, где во вкрапленниках один оливин. В базаль-тах вулкана Заречный обнаружены ксенокристыкварца с реакционными каймами клинопироксенаи редкие вкрапленники амфибола, полностью за-мещенные тонкозернистым магнетит-пироксен-плагиоклазовым агрегатом. Вкрапленники оли-вина содержат включения шпинели, а вкраплен-ники клинопироксена из базальтов Заречноговулкана - ортопироксена. Обычны сростки зе-рен клинопироксена, в центральных частях ко-торых встречаются неправильные выделенияоливина, а также крупные вкрапленники клино-пироксена, перекристаллизованные в мелкозер-нистый агрегат. Структура основных масс породменяется от пилотакситовой до интерсерталь-ной и долеритовой. Первая более характернадля лав шлаковых конусов, вторая - для лавстратовулканов (особенно Харчинского). Сло-жены основные массы пород плагиоклазом, оли-вином, клино- и ортопироксеном, пижонитом,титаномагнетитом и переменным количествомстекла, особенно обильным в туфах Харчинско-го вулкана. Породы в целом свежие, однако оли-вин иногда опацитизирован, а в обломках из ту-фов - и серпентизирован.

31

щие до 30-35 об.% вкрапленников и субфенокри-стов амфибола и плагиоклаза (в отношении ~1:1),редкие субфенокристы ортопироксена и титано-магнетита и единичные зерна оливина в гиалопи-литовой или микрофельзитовой основной массе.Амфибол желто-бурый с высокими цветами ин-терференции и небольшим (до 10°) углом угаса-ния, что указывает на заметную окисленностьжелеза. Оливин всегда окружен реакционнымикаймами: внутренняя часть кайм, как правило,сложена ортопироксеном, внешняя - амфиболом.Породы обычно содержат небольшие (1-3 см)ксенолиты амфибол-клинопироксеновых слан-цев, амфиболитов и амфиболовых габбро. Пет-рографически этот тип андезитов чрезвычайноблизок к андезитам молодых экструзий на вулка-не Шивелуч [6, 13].

Другой тип андезитов - субафировые оливин-клинопироксеновые породы - встречены толькосреди лав шлакового конуса на западном склонеЗаречного вулкана. Вкрапленники клинопирок-сена, содержащие включения ортопироксена(как и в базальтах этого вулкана), и субфенокри-сты оливина (всего 5-7 об.%) погружены в гиало-пилитовую основную массу, состоящую из мел-ких микролитов плагиоклаза, клино- и ортопи-роксена, пижонита, титаномагнетита и стекла.

Андезитобазальты, обнаруженные среди лавшлаковых конусов северного фланга Харчин-ской зоны, а также в верхней части разреза Хар-чинского вулкана, отличаются от других типовпород преобладанием среди вкрапленников пла-гиоклаза. Это порфировые или серийно-порфи-ровые породы, содержащие кроме плагиоклазавкрапленники и субфенокристы оливина, клино-и ортопироксена, а иногда и амфибол, полностьюзамещенный магнетит-пироксен-плагиоклазо-вым агрегатом. Вкрапленники ортопироксена ча-сто окружены каймами клинопироксена или пи-жонита, а вкрапленники оливина - каймами орто-пироксена с вростками магнетита. Структураосновных масс пород меняется от гиалопилито-вой до микрофельзитовой. В ней всегда присутст-вует некоторое количество бурого стекла. Пет-рографически породы весьма сходны с лавамиодноактных вулканических центров на Байдар-ном отроге вулкана Шивелуч, которые по составудостаточно резко отличаются от преобладающихлав этого вулкана [6, 13].

Вариации составов породообразующих мине-ралов. Состав вкрапленников оливина в базаль-тах независимо от значения коэффициента маг-незиальности последних (Кmg = 100Mg/(Mg + Fe*))варьирует в пределах Fo84-91 при преобладающихзначениях(~75% определений) Fo 8 7. 9 0 (табл. 1).В этом отношении они близки к оливинам магне-зиальных базальтов Толбачинского дола [2] ибольшей части таких пород из побочных конусовКлючевского вулкана [20, 21, 29], однако в по-

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ № 1 1999

32 ВОЛЫНЕЦ и др.

Рис. 1. Содержание СаО во вкрапленниках оливинамагнезиальных базальтов Северной группы вулкановКамчатки: / - Харчинекая зона шлаковых конусов:2 - вулкан Заречный: 3 - лерцолитовое включение вбазальтах Заречного вулкана; 4 - вулкан Шивелуч:5 — вулкан Ключевской; 6 - Большое трещинное Тол-бачинское извержение (БТТИ); 7 - поле оливиновмантийных пород [19]; 8 - поле оливинов ультраос-новных включений в лавах вулканов Камчатки. Кро-ме собственных материалов авторов здесь и на рис. 3для вулкана Ключевской использованы также дан-ные из работы [29], а для БТТИ - из работы [2].

Резко отличаются от других базальты "некка"из кратерной части Харчинского вулкана1, впер-вые описанные в работе [14]. Здесь среди вкрап-ленников (15-20 об.%) преобладает зеленоватыйамфибол, наряду с которым встречаются клинопи-роксен, замещенный серпентином оливин и слабо-окрашенная слюда. В гиалопилитовой основноймассе пород наряду с плагиоклазом, клинопирок-сеном и титаномагнетитом установлен и щелоч-ной полевой шпат. По набору минералов-вкрап-ленников породы "некка" сходны с голоценовымивысококалиевыми магнезиальными базальтамивулкана Шивелуч, тогда как амфиболсодержащиебазальты Заречного вулкана - с умеренно калие-выми магнезиальными базальтами Шивелуча [6].Базальты "некка" содержат многочисленные мел-кие ксенолиты гарцбургитов, лерцолитов, вебсте-ритов. Единичные включения лерцолитов встре-чены и в базальтах Заречного вулкана.

Среди андезитов выделяются две группы по-род. Андезиты экструзий в кратере Заречноговулкана - серийно-порфировые породы, содержа-

В работе [5] генезис этой необычной вулканической фор-мы обсуждался более детально. В работах [11, 14] она рас-сматривается как некк; по устному сообщению А.В. Коло-скова, это дайка, по мнению И.В. Мелекесцева - тюйя. Гакчто употребляемый в настоящей работе термин достаточ-но условен.

Рис. 2. Состав пироксенов из лав Харчинско-Заречной группы вулканов: a-лерцолит, включение в базальтах Зареч-ного вулкана (образец I002-V); б-базальты (/,2-обр. 1002/1.3-обр. 1023,4,5-обр. 5612); в-андезиты (обр. 1004).2, 5 - ядра вкрапленников; /, 3, 4 - краевые каймы вкрапленников и микролиты (номер образца см. в табл. 2).

следних [21], а также в магнезиальных базальтахи андезитобазальтах вулкана Шивелуч [6] обна-ружены и более магнезиальные оливины с содер-жанием Fo до 93 мол.%. Вместе с тем оливиныизученных базальтов сходны с оливинами из ана-логичных пород вулкана Шивелуч по низкому со-держанию СаО (0.06-0.13 мас.%), чем существен-но отличаются от оливинов магнезиальных ба-зальтов Ключевского вулкана (0.12-0.17 мас.%)и особенно Толбачинского дола (0.16-0.26 мас.%)(рис. I). Низкий уровень концентрации СаО зафик-

сирован в оливинах лерцолитового включения излав вулкана Заречный, а также в оливинах ультра-основных ксенолитов из лав вулкана Шивелуч [6].Краевые зоны вкрапленников оливина в базаль-тах, субфенокристы и микролиты заметно болеежелезистые, чем ядра - Fo72-81 .Относительно вы-сокой железистостью отличаются субфенокристыоливина из оливин-клинопироксеновых андезитовЗаречного вулкана Fo70_76 (табл. 1).

Состав вкрапленников клинопироксена ба-зальтов сходен с таковым в оливин-клинопирок-сеновых андезитах, а также лерцолитах из вклю-чения в базальтах Заречного вулкана и отвечаетэндиопсидам по одной классификации | 8 | илимагнезиальным авгитам - по другой [15], как и вмагнезиальных базальтах других вулканов Се-верной группы [2, 6, 21]. Лишь в базальтах "нек-ка" Харчинского вулкана наряду с эндиопсидамиво вкрапленниках встречены и салиты (рис. 2,табл. 1). Отличительная особенность клинопирок-сенов-вкрапленников в магнезиальных базальтахи андезитах Заречного вулкана (а также лерцоли-тового включения в базальтах) - пониженное со-держание TiO2. В этом отношении они сходны склинопироксенами магнезиальных базальтов вул-кана Шивелуч, но заметно отличаются от таковыхиз соответствующих пород Ключевского вулканаи Толбачинского дола (рис. 3). Ортопироксены извключений в ядрах вкрапленников клинопирок-сена базальтов и оливин-клинопироксеновых ан-дезитов Заречного вулкана отвечают по составумагнезиальным бронзитам (Кmg = 85...89%). Сход-ные по составу ортопироксены обнаружены в видевключений в ядрах вкрапленников магнезиально-го оливина (Fo90-91) и клинопироксена {Kmg ~ 90%)в лавах Ключевского вулкана [1, 17].

Состав клинопироксенов краевых зон вкрап-ленников, а также микролитов смещается в сто-рону авгитов. В основных массах базальтов и ан-дезитов присутствуют также ортопироксены (же-


ХАРЧИНСКИЙ И ЗАРЕЧНЫЙ ВУЛКАНЫ 35

лезистые бронзиты с Ктg = 73...77%) и болеередкие пижониты (с 6—10 мол.% Wo-минала).Концентрации Аl2О3 в ортопироксенах из микро-литов ниже, чем в бронзитах из включений в яд-рах вкрапленников клинопироксена (соответст-венно 0.8-1.5 и 2.0-2.5 мас.%).

Шпинели изученных базальтов принадлежатСг-Аl-типу (44-48 мас.% Сr2О3 и 12-16 мас.%Аl203) при вариациях коэффициента хромистости(ф = 100 Сr/(Сг + Аl)) от 65 до 72%, а величиныКтg - от 25 до 65%. В зональных субфенокристахсостав краевых кайм смещается в область хромо-магнетитов, хотя величина ф при этом фактичес-ки не меняется, несмотря на резкое уменьшениеконцентраций Сr и Аl (табл. 1). Отметим, что хро-момагнетиты обнаружены также в виде включе-ний в краевых зонах вкрапленников оливинов избазальтов и во вкрапленниках клинопироксеновиз оливин-клинопироксеновых андезитов. В целомхромистость шпинелей изученных пород ниже,чем шпинелей из магнезиальных базальтов вулка-на Шивелуч (ф = 73...81%) и Толбачинского дола(ф = 69...73%), тогда как среди шпинелей магнези-альных базальтов Ключевского вулкана встреча-ются как более хромистые (ф = 71.. .76%), так и ме-нее хромистые (ф = 58...66%) разности (см. также|29]). Миколиты рудного минерала в базальтах иандезитах - титаномагнетиты с низким содержа-нием ТiO2 (3-5 мас.%), Аl2О3 (1-2 мас.%) и MgO(Kmg = 3...9%).

Состав амфиболов из базальтов "некка" Хар-чинского вулкана и андезитов экструзий Заречноговулкана, по принятой классификации [16], отвечаетгастингситам, хотя амфиболы базальтов несколькоболее магнезиальны, чем амфиболы андезитов, иимеют существенно более низкое отношениеNa2О/К2О (рис. 4, табл. 1). Амфиболы из базальтовХарчинского вулкана по этим признакам сходны самфиболами высококалиевых магнезиальных ба-зальтов вулкана Шивелуч, а амфиболы андезитовЗаречного вулкана - с амфиболами из андезитовыхэкструзий вулкана Шивелуч (рис. 4, [6]).

Слюды из базальтов некка Харчинского вул-кана - низкотитанистые (~1,8 мас.% TiO2) фло-гопиты с Кmg= 82...85% и содержанием14.5... 15.5 мас.% А12О3 (табл. 1). В целом они близ-ки к флогопитам из высококалиевых магнезиаль-ных базальтов вулкана Шивелуч [6], хотя послед-ние чуть более железистые (Ктg = 76.. .84%) и тита-чистые (1.8-2.4 мас.% ТiO2).

Микролиты плагиоклаза в базальтах и оливин-клинопироксеновых андезитах - андезин-лабрадо-ры и лабрадоры (Аn47-63), а в амфиболовых андези-тах - андезины (Аn41-48). Ядра вкрапленников пла-гиоклаза в последних отвечают андезин-лабрадо-рам (An46-55), а краевые зоны - андезинам (An41-43).В основной массе базальтов "некка" Харчинскоговулкана наряду с андезин-лабрадорами присутст-вуют К-олигоклазы и анортоклазы (табл. 1).


Рис. 4. Состав амфиболов из лав вулканов Харчин-ский (/), Заречный (2) и Шивелуч (3,4): I - абсароки-ты, 2,4 - андезиты, 3 - высококалиевые магнезиаль-ные базальты, 5 -разделительная линия между амфи-болами базальтов и андезитов.

Состав основных масс пород исследовали в ре-жиме сканирования участков <100 х 100 мкм (раз-меры участков менялись в зависимости от степенираскристаллизации основных масс) с последую-щим осреднением результатов по серии измере-ний. Таким же способом, но с использованием су-щественно меньших по размерам площадок(до 5-10 мкм2) определяли состав стекол в интер-стициях микролитов в основных массах пород истекловатых ("расплавных") включениях в оливи-нах из вкрапленников в базальтах. Результаты,представленные в табл. 1, показывают, что составрасплавных включений в оливинах базальтов исостав основных их масс отвечают низкокремне-земистым магнезиальным андезитам. Состав ос-новной массы оливин-клинопироксенового анде-зита также соответствует магнезиальному анде-зиту, хотя и более кремнеземистому, чем впредыдущем случае. Несмотря на общее сходствос андезитовыми лавами вулкана Заречный, полу-ченные составы отличаются от андезитов повы-шенными концентрациями А12О3 и пониженными- FeO и MgO. Состав интерстиционных стекол вбазальтах и андезитах соответствует калиевымриодацитам и риолитам с K2O/Na2O от 1.35 до 3.15.

Особенности валового химического состава.Главная особенность лав изученных вулканов -повышенная магнезиальность большинства по-род (см. также [11, 14]. Так, величина Кmg в ба-зальтах варьирует от 62 до 73%, а в одном образцедостигает даже 80% (табл. 2). При этом уровеньконцентрации SiO2 в породах достаточно высо-кий (49-54 мас.% в пересчете на безводный оста-

Рис. 5. Вариации содержания ряда главных и редких элементов в магнезиальных (Kgm > 62) умеренно калиевых базаль-тах Северной группы вулканов Камчатки; 1,2- вулканы Харчинский и Заречный соответственно; 3 - Харчинская зо-на шлаковых конусов; 4,5 - вулканы Шивелуч и Ключевской соответственно; 6 - Толбачинский дол. Содержание SiO2

пересчитано на безводный остаток. Для лав Ключевского вулкана кроме материалов авторов использованы данныеработ [1, 29].

ток), так что некоторые образцы по формальным андезиты Заречного вулкана, которые по вели-признакам могут быть отнесены к андезитоба- чине Kllmg, как и базальты, соответствуют магнези-зальтам, а вся совокупность пород по соотноше- альному типу. Повышенная магнезиальность ха-нию FeO*/MgO с SiO2 - к известково-щелочной рактерна и для андезитобазальтов из верхней ча-серии. Подчеркнем, что высокая кремнеземис- сти разреза Харчинского вулкана, химическийтость магнезиальных базальтов изученных вул- анализ которых приведен в работе [11]: Kmg = 60%канов сближает их с наиболее основными члена- при 56.8 мас.% SiO2. Фактически все базальты ими серии магнезиальных андезитов. Сильные из- андезиты принадлежат породам умеренно калие-вестково-щелочные свойства обнаруживают и вой серии, однако базальты "некка" Харчинского

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ №1 1999


Таблица 3. Химический состав глиноземистых андезитобазальтов Харчинской региональной зоны шлаковыхконусов (I) и вулканических центров на Байдарном отроге вулкана Шивелуч (II)

вулкана имеют существенно более высокие кон-центрации щелочей (особенно калия) и должныбыть отнесены к абсарокитам.

Высококалиевые магнезиальные базальтыобнаружены на вулкане Шивелуч в тефре извер-жения 3600 14С-лет назад, умеренно калиевыемагнезиальные базальты - в тефре извержения7600 14С-лет назад, а магнезиальные андезиты яв-ляются преобладающим типом пород этого вул-кана [6]. Умеренно калиевые магнезиальные ба-зальты встречаются среди лав побочных конусовКлючевского вулкана [ 1, 12, 18, 20, 21, 29 и др.] ив региональной зоне шлаковых конусов Толба-чинского дола, в частности среди продуктов по-следнего крупного извержения в этом районе [2].Базальты изученных авторами вулканов сходныпо составу с голоценовыми базальтами вулканаШивелуч, но резко отличаются от магнезиальныхбазальтов Ключевского вулкана и Толбачинско-го дола более низкими концентрациями СаО приволее высоких - К2О в породах с близкими значе-ниями Ктg (рис. 5).

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ № I 1999

Плагиофировые андезитобазальты из зонышлаковых конусов на северной периферии Хар-чинской зоны принадлежат к высокоглиноземис-той серии и характеризуются пониженными посравнению с описанными выше типами породзначениями Ктg и менее выраженными известко-во-щелочными свойствами. В отношении хими-ческого состава, как и петрографических особен-ностей, они весьма близки лавам вулканическихцентров Байдарного отрога на юго-западномфланге вулкана Шивелуч (табл. 3), а также соот-ветствующим типам пород более южных вулка-нов Северной группы - Ключевского, Камня и др.

Распределение редких элементов. В соответст-вии с высокой магнезиальностью базальты и ан-дезиты изученных вулканов обладают повышен-ными содержаниями Cr, Ni, Co и высокими значе-ниями отношений Ni/Co, Ni/Sc, Cr/Sc (табл. 2).При этом в лавах Заречного вулкана концентра-ции указанных элементов, а также Sc и Sr от ба-зальтов до андезитов закономерно убывают, аконцентрации Rb и Cs возрастают. Однако содер-жания ряда других литофильных редких элемен-

40 В О Л Ы Н Е Ц и др.

Рис. 6. Распределение Th, Та, REE в магнезиальныхлавах шлаковых конусов (а), вулканов Харчинский{б) и Заречный (в): / —умеренно калиевые базальты;2 - абсарокиты "некка"; 3 - умеренно калиевые анде-зиты. Нормировано по хондриту Leedey.

тов, например Ва (кроме самых кислых разно-стей), U, Th, Та, фактически не меняются, а легкихредких земель (LREE) - даже немного убывают(рис. 6) при сходных величинах отношений La/Ybи Th/U.

Концентрации LREE, Th,U, Ba, Sr в базальтахХарчинского вулкана и Харчинской зоны шлако-вых конусов существенно ниже, чем в базальтахЗаречного вулкана при сходном и даже более низ-ком значении величины Ктg (табл. 2, рис. 5 и 6).Однако абсарокиты "некка" Харчинского вулка-на резко отличаются от всех других пород высо-кими концентрациями Rb, Ba, Sr, Zr, Hf, Th, U,

LREE, высокими значениями отношений La/Yb иособенно La/Та при сходных содержаниях Ni, Та,Y и тяжелых REE (табл. 2, рис. 6, см. также [26]).По особенностям редкоэлементного состава ониблизки к абсарокитам Западной Камчатки [7, 36].

Несмотря на указанные различия, умереннокалиевые базальты Харчинско-Заречной группывулканов в целом по особенностям редкоэле-ментного состава сходны с магнезиальными ба-зальтами вулкана Шивелуч [6], но заметно отли-чаются от таковых Ключевского вулкана и Тол-бачинского дола более низкими концентрациямиSc. Yb при более высоких концентрациях Ba, Sr,более низких значениях отношений Sc/Ni и болеевысоких - La/Yb и La/Та (рис. 5). Вероятно, при-чина таких различий может быть связана с соста-вом субстрата и особенностями процесса выплав-ления первичных магм. Тем не менее все изучен-ные вулканические породы, как и лавы другихвулканов Северной группы, объединяются при-надлежностью к островодужной геохимическойсерии пород, характеризующихся в первую оче-редь дефицитом элементов группы титана (Ti,Nb, Та), наличием минимумов Ta(Nb) на кривыхраспределения редких элементов (см., например,рис. 6), а также высокими значениями отношенийLa/Та, La/Nb, Zr/Nb.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Условия кристаллизации расплавов. Ликвидус-ные фазы изученных базальтов - оливин и шпи-нель. Наиболее магнезиальный оливин, обнару-женный во вкрапленниках базальтов (обр. 1002/1,вулкан Заречный), отвечает Fo90.3. Сходный со-став ликвидусного оливина (Fo90-91) зафиксированв магнезиальных базальтах Ключевского вулка-на [1]. Оливин такого состава мог бы находитьсяв равновесии с базальтовой жидкостью, отвечаю-щей по химизму образцу 1002/1. при условии, чтодоля Fe2O3 в расплаве составляет 15% общего со-держания железа. Достаточно обычно представ-ление о том, что для мантийных базальтовыхмагм субдукционных зон указанная пропорцияFe2O3 и FeO типична (см., например, [25]). В этомслучае температура кристаллизации оливина погеотермометру ~1280°С [33]. Чуть более низкиетемпературы (1235-1275°С) получены по геотер-мометру для оливин-шпинелевых пар из этого об-разца [23]. Расчет фугитивности кислорода (пометоду работы [30]) по валовому составу образца1002/1 при принятом соотношении Fe2O3/FeO иT= 1280°С дает значение lgfO2 = 7.1, что пример-но соответствует буферу NNO.

Использование при таком расчете данных посоотношению Fe2O3 и FeO из химического анали-за породы (Fe2O3 = 0.32 FeO*общ) дает значениеlgfO2 на 2.0-2.5 порядка выше буфера NNO. Этот



результат хорошо согласуется с данными, полу-ченными по магнетит-ильменитовому сростку изосновной массы базальта Харчинской зоны шла-ковых конусов (обр. 1023; Т= Ю23°С; lgfO 2 = 7, 8;геотермометр [32]). Возможно, такая оценка фу-гитивности кислорода более достоверна, еслиучесть наличие в некоторых базальтах вулканаЗаречный псевдоморфоз по вкрапленникам ам-фибола. Действительно, значения lgfO 2 на 2.0-2.5порядка выше буфера NNO (как показывают рас-четы по магнетит-ильменитовому геотермомет-ру-геобарометру) характерны для амфиболсо-держащих базальтов Курил [3]. Если принятаяоценка справедлива, оливин, равновесный с рас-плавом, соответствующим по химизму образцу1002/1, должен отвечать Fo92.5. Оливины такогосостава в базальтах Харчинского и Заречноговулканов, а также зоны шлаковых конусов авто-рами не обнаружены, однако встречаются в маг-незиальных оливин-амфиболовых базальтах вул-кана Шивелуч [6]. Оливины высокомагнезиаль-ного базальта Харчинской зоны (образец 1023)по магнезиальности не выше Fo89, что позволяетпредполагать обусловленность высокого (80.3%)значения Кmg породы кумуляцией вкрапленниковэтого минерала. Оливин, равновесный с базаль-товым расплавом такой магнезиальности, дол-жен иметь состав Fo94-95.

При описании минералогических особеннос-тей пород отмечена существенная разница в со-держании СаО в оливинах магнезиальных базаль-тов разных вулканов Северной группы: минималь-ные концентрации для вулканов Харчинский,Заречный и Шивелуч, промежуточные - дляКлючевского, максимальные -для Толбачинско-го дола (см. рис. 1). Согласно экспериментальнымданным (например, [31]), концентрация Са в оли-зине зависит от давления и температуры и низкие<=0.1 мас.%) содержания Са свидетельствуют оысоких ("мантийных") глубинах кристаллиза-

ции оливинов и относительно пониженных темпе-ратурах их кристаллизации. Исходя из приведен-

ных данных, казалось бы, можно предполагатьуменьшение глубины кристаллизации расплавовмагнезиальных базальтов от первой группы вул-

канов к третьей. Однако наблюдаемые вариацииконцентраций СаО в оливинах магнезиальных ба-зальтов коррелируются с содержаниями СаО в ва-ловых составах пород (см. рис. 5), и, возможно,именно различия в химических составах базальто-вых расплавов определяют уровень концентрацииСа в оливинах.

Следующие во времени за высокомагнезиаль-ным оливином и хромистой шпинелью кристал-лические фазы изученных базальтов - клино- иортопироксены, причем ортопироксены встрече-ны только в ядрах вкрапленников клинопироксе-на. Температуры их кристаллизации по двупирок-


сеновому геотермометру [37] лежат в пределах1156—1207°С. Присутствие в некоторых образцахбазальтов вкрапленников амфибол, хотя и заме-щенных магнетит-плагиоклаз-пироксеновымиагрегатами, указывает, что температура распла-вов еще до подъема к поверхности понизилась покрайней мере до 1000°С - верхнего предела ус-тойчивости амфибола в базальтовых расплавахпри умеренном давлении воды [9]. Судя по темпе-ратурам кристаллизации клинопироксен-ортопи-роксеновых и магнетит-ильменитовых пар из ос-новных масс пород (соответственно 1010-1085 и1063°С), при излиянии расплавов на поверхностьпроизошло некоторое разогревание их (можетбыть, вследствие декомпрессии при подъеме рас-плавов), что и привело к разрушению амфибола.Наличие амфибола во вкрапленниках абсарокитаиз некка Харчинского вулкана также указываетна относительно низкие (<=1000°С) температурырасплавов перед извержением. Оценка давленияпо содержанию А1 в амфиболе [27] дает значения~5.0-6.3 кбар. По экспериментальным данным[9], кристаллизация амфибола в базальтовых рас-плавах возможна только при Р н 2 0 >= 1.4 кбар, что

соответствует содержанию воды >=3-4 мас.%. Та-ким образом, концентрация воды в базальтах изу-ченных вулканов, как и в голоценовых (также ам-фиболсодержащих) магнезиальных базальтахвулкана Шивелуч, должна быть существенно бо-лее высокой, чем в базальтах Ключевского вул-кана. По существующим оценкам, содержаниеводы в родоначальных для лав Ключевского вул-кана расплавах магнезиальных базальтов не пре-вышает 1.0-1.5 мас.% [10] или 2.0 мас.% [1, 17], апо прямым определениям в расплавных включе-ниях оливинов магнезиальных базальтов — лежитв пределах 1.2-2.5 мас.% при среднем значении~1.7 мас.% [34].

Ликвидусные температуры кристаллизацииоливин-пироксеновых андезитов Заречного вул-кана по двупироксеновому геотермометру составляют 1190—1210°С, а температура магмы пе-ред извержением (по клино-ортопироксеновымпарам в основной массе пород) 990-1000°С. Фу-гитивность кислорода, оцененная по валовомусоставу пород [30], соответствует подобнымоценкам для базальтов (2.0-2.5 порядка выше бу-фера NNO). Что касается амфиболовых андези-тов, то, согласно экспериментальным даннымдля вулкана Безымянный [10],, кристаллизацияамфибола в них происходит при температурах<875-925°С при давлении >=3-4 кбар и содержа-нии воды >6-7 мас.%. Оценка давления по содер-жанию А1 в амфиболе [27] дает для изученных по-род значение 5.4-6.6 кбар, а оценка температуркристаллизации по амфибол-плагиоклазовомугеотермометру [35] - значение 825-865°С. Отме-тим также, что фугитивность кислорода в амфи-


боловых андезитах Камчатки и Курил, оцененнаяпо магнетит-ильменитовому геотермометру-гео-барометру, в среднем на 2.0-2.5 порядка выше бу-фера NNO [361.

Возможные причины вариаций составов магне-зиальных базальтов Северной группы вулканов.Считается, что магнезиальные базальты (Kmg == 65...75%) представляют собой разности вулка-нических пород, наиболее близкие к первичным(примитивным) магмам, так как только расплавыс подобными значениями Kmq, могут быть в равно-весии с мантийным перидотитом. Представляетсятакже, что составы таких примитивных магм,производные которых принадлежат к единой гео-химической серии и проявлены на ограниченнойтерритории, должны быть достаточно однород-ны. Вместе с тем, как показано выше, среди маг-незиальных умеренно калиевых базальтов Се-верной группы вулканов по особенностям вещест-венного состава выделяются две географическиразобщенные группы: лавы вулканов, располо-женных к северу (вулканы Харчинский, Зареч-ный, Шивелуч и Харчинская зона шлаковых кону-сов) и к югу (побочные конусы Ключевского вул-кана, Толбачинский дол, отдельные потоки навулкане Ушковский) от реки Камчатки. Магнези-альные базальты первой группы отличаются оттаковых второй пониженными концентрациямиСа, Sc, Yb при повышенных содержаниях К. Ва, Scи величинах отношений La/Yb, La/Та и Ni/Sc. Кро-ме того, как показывает анализ минералогичес-ких данных, расплавы магнезиальных базальтовпервой группы характеризовались также боль-шей водонасыщенностью и повышенной фуги-тивностью кислорода.

Возможно, разница в составах магнезиальныхбазальтов связана с особенностями состава исход-ного мантийного субстрата. В таком случае, осно-вываясь на геохимических особенностях пород,можно предположить, что базальты вулкановХарчинский, Заречный и Шивелуч выплавлялисьиз первично сильно деплетированного (дефицитСа, Sc, Та) вещества мантийного клина (гарцбур-гит?), подвергшегося интенсивному вторичномуобогащению за счет метасоматического воздей-ствия глубинных флюидов или частичных выпла-вок из субдуцируемой плиты с привносом К, Ва,Sr и ряда других литофильных элементов. О про-явлении такого процесса, в частности, могут сви-детельствовать находки во многих ультраоснов-ных включениях из лав вулкана Шивелуч хроми-стого магнезиального амфибола и флогопита [4].Присутствие амфибола в рестите при генерациирасплавов могло бы обеспечить дефицит Yb и Sc,наблюдаемый в базальтах этой группы вулканов,так как амфиболы отличаются повышеннымикоэффициентами распределения этих элементов(см., например, [22, 24]). Повышенная концентра-ция воды в расплавах магнезиальных базальтов

этой группы вулканов, возможно, связана с болееинтенсивной амфиболизацией исходного субстра-та. Именно эта особенность, вероятно, обуслови-ла относительно высокие концентрации SiO2 вмагнезиальных базальтах (до 53-54 мас.% в пере-счете на сухой остаток), сближающие их с наибо-лее основными членами серии магнезиальных ан-дезитов, и относительно пониженные температу-ры выплавок.

Подчеркнем наличие заметных вариаций веще-ственного состава умеренно калиевых магнезиаль-ных базальтов даже для изученных вулканов, гделавы Заречного вулкана заметно обогащеныLREE, Th, U. Ва, Sr при сходной магнезиальности.Это обстоятельство может, вероятно, указыватьна еще большую гетерогенность первичных рас-плавов, связанную с мозаичным расположениемучастков мантии/ подвергшихся разной степениметасоматической переработки.

О происхождении лав, ассоциирующих с маг-незиальными базальтами. Ранее показано, чтомагнезиальные базальты на изученных вулканахассоциируют с разными типами пород: на вулканеЗаречный - с магнезиальными андезитами, под-чиненными базальтам по объему; на вулканеХарчинский - с редкими андезитобазальтами (по-вышенной магнезиальности?) и еще более редки-ми абсарокитами; в Харчинской зоне шлаковыхконусов - с глиноземистыми андезитобазальта-ми. Возникает вопрос, являются ли эти более ред-ко встречающиеся типы пород продуктами раз-ных путей фракционирования единой родона-чальной магмы магнезиального базальта илипредставляют собой производные генетическинезависимых расплавов.

Расчеты по методу наименьших квадратов по-казывают, что магнезиальные андезиты Зареч-ного вулкана могли быть получены из расплава,отвечающего по составу магнезиальному базаль-ту этого вулкана при условии участия в кумулусенебольшого количества плагиоклаза (табл. 4).Добавим, что состав расплавных включений воливинах магнезиальных базальтов, как и интег-ральный состав основных масс этих пород, отве-чает низкокремнеземистым магнезиальным ан-дезитам (см. табл. 1). Однако плагиоклаз встреча-ется в базальтах изученных вулканов только ввиде субфенокристаллов, явно более поздних поотношению к вкрапленникам оливина и клинопи-роксена, а составы магнезиальных андезитов израсплавных включений в оливинах и основныхмасс базальтов отличаются от составов андезито-вых лав вулкана Заречный повышенными кон-центрациями А12О3 и пониженными - FeO и MgO.Не согласуются с результатами расчетов и дан-ные по редкоэлементному составу пород, в част-ности сходные в базальтах и андезитах концент-рации LREE, Ва, U, Th, Та. При фракционирова-



Таблица 4. Результаты модельных расчетов формирования андезитов при кристаллизационной дифференциа-ции базальтов Заречного вулкана

нии из базальтового расплава указанных в табл. 4фаз, концентрации всех перечисленных элемен-тов в остаточном расплаве должны были бы воз-растать. Версия об участии во фракционированиинебольшого количества апатита, которое моглобы обеспечить картину, наблюдаемую для LREE,отпадает, так как концентрации Р2О5 в базальтах иоливин-пироксеновых андезитах фактически оди-наковы (см. табл. 2).

Вместе с тем амфиболовые андезиты экстру-зий Заречного вулкана чрезвычайно близки посоставу к андезитам экструзий Молодого Шиве-луча [6, 13], также ассоциирующим с магнезиаль-ными базальтами, хотя объемные соотношениябазальтов и андезитов здесь прямо противопо-ложны. Ранее, при изучении лав вулкана Шиве-луч, высказано предположение, что магнези-альные андезиты возникли при АФК-процессах(ассимиляция-фракционирование-контаминация)взаимодействия глубинной магнезиальной ба-зальтовой магмы с породами мантийного субст-рата на малых глубинах по модели работы [28].Возможно, что появление амфиболовых андези-тов на вулкане Заречный связано с субрегиональ-ным импульсом внедрения такой андезитовоймагмы на северной периферии Северной группывулканов Камчатки вдоль крупного дугового раз-лома, рассекающего фундамент вулкана Шиве-луч и прилежащие территории.

По-видимому, с таким же региональным им-пульсом вулканической активности связано ипроявление глиноземистых андезитобазальтов вХарчинской зоне шлаковых конусов. Именно та-кого рода породы, как уже упоминалось, слагаютмногочисленные одноактные вулканические цен-тры на юго-западном склоне (Байдарном отроге)вулкана Шивелуч. Проявления глиноземистыхандезитобазальтов в изученном районе находятсяна юго-западном продолжении зоны указанныхцентров активности. Судя по данным математи-ческого моделирования, проведенного для Клю-чевского вулкана [1, 17], глиноземистые базаль-ты и андезитобазальты могут быть получены при


полибарическом фракционировании расплавамагнезиального базальта, содержащего ~2 мас.%воды. Сходство петрографического и химическо-го составов этих пород с лавами вулканов Клю-чевской и Камень, а не Харчинского, Заречного иШивелуча, позволяют предполагать проявлениеотносительно менее водных ключевских магм и ксеверу от р. Камчатка. Добавим, что, по устномусообщению Камило Фертито из УниверситетаБаффало (США), сравнение редкоэлементногосостава глиноземистых андезитобазальтов Бай-дарного отрога с магнезиальными андезитамимолодых экструзий вулкана Шивелуч, предпри-нятое по инициативе авторов настоящей работы,дало примерно тот же набор отличительных при-знаков, что получили авторы при сравнении маг-незиальных базальтов северных и южных вулка-нов Северной группы.

Что касается абсарокитов "некка" Харчин-ского вулкана, то отрицательные результатыразличных вариантов расчета модели фракцио-нирования по методу наименьших квадратов непозволяют считать их продуктами простой крис-таллизационной дифференциации умеренно ка-лиевого магнезиального базальта. В любом слу-чае необходим дополнительный привнос К, Rb,Ва, Sr, Th, U, Hf, Zr, легких и средних LREE. Боль-шая часть указанных компонентов могла бытьдобавлена в расплав за счет флюидного переноса(эманационной дифференциации). Однако, учи-тывая данные по Zr и Hf-элементам, плохо пере-носимым в водном флюиде, - нельзя исключитьгипотезы, что абсарокиты являются производны-ми независимых расплавов, извлеченных из бо-лее обогащенного участка мантийного вещества,как это предполагалось для высококалиевых ба-зальтов вулкана Шивелуч [6].

Выводы. 1. Подавляющая часть пород Хар-чинского, Заречного вулканов и Харчинской зо-ны шлаковых конусов принадлежит к магнези-альному типу и характеризуется повышенноймагнезиальностью вкрапленников темноцветныхминералов, среди которых в большинстве андези-


то в и некоторых базальтах наблюдается сочета-ние безводных (оливин, клинопироксен, редко -ортопироксен) и водосодержащих (амфибол, ино-гда флогопит) минеральных фаз. Судя по минера-логическим данным, базальтовые и андезитовыерасплавы отличались высоким содержанием воды(>=3-4 мас.% в базальтах и > 6-7 мас.% в андезитах)и кристаллизовались при высокой (на 2.0-2.5порядка выше буфера NNO) фугитивности кис-лорода.

2. Магнезиальные базальты изученных вулка-нов близки по составу голоценовым магнезиаль-ным базальтам вулкана Шивелуч, также приуро-ченного к северной периферии Северной группывулканов Камчатки, но отличаются от соответст-вующих пород расположенных южнее вулкановэтой группы (Ключевского, Толбачинской регио-нальной зоны) более высокими концентрациямиК, Ва, Sr, величинами отношений La/Yb, La/Та иNi/Sc при более низких содержаниях Са, Sc, Yb.Исходные расплавы их были более водонасы-щенными, окисленными и, по-видимому, менеенагретыми. Разница в составах базальтов, воз-можно, связана с разницей в степени деплетиро-ванности мантийного субстрата, из которого вы-плавлялись магмы, и разной степенью вторично-го метасоматического обогащения его за счетглубинной флюидной фазы или частичных вы-плавок из субдуцируемой плиты (оба процессаинтенсивнее проявились на северной периферииСеверной группы вулканов).

3. Проявление магнезиальных амфиболовыхандезитов на вулкане Заречный, а также глинозе-мистых андезитобазальтов в Харчинской зонешлаковых конусов и на Байдарном отроге вулка-на Шивелуч, возможно, связано с региональнымиимпульсами внедрения самостоятельных распла-вов по дуговому разлому, рассекающему фунда-мент вулкана Шивелуч и прилегающие террито-рии. Предполагается происхождение расплавовмагнезиальных андезитов при АФК-процессахвзаимодействия магнезиальных базальтовыхмагм с веществом мантийного клина на малыхглубинах по модели работы [28], а расплавов гли-ноземистых андезитобазальтов- при фракциони-ровании относительно менее водных, чем зареч-но-харчинско-шивелучcкие, ключевских магм,проникших на северную периферию Севернойгруппы вулканов.

Работа выполнена при финансовой поддержкеРоссийского фонда фундаментальных исследова-ний (проект 96-05-65227). Авторы благодарныЕ.Ю. Ждановой и С.А. Агееву (ИВГиГ ДВО РАН)за предоставленные образцы амфиболовых анде-зитов экструзий Заречного вулкана, Ф. Кайлу(институт горного дела и технологии, США) иДж. Бейли (Копенгагенский университет, Дания) заопределение в ряде образцов редких и редкоземель-

ных элементов, А.Д. Бабанскому (ИГЕМ АН РАН)за помощь в расчетах модели фракционирования иА.В. Колоскову (ИВГиГ ДВО РАН) за деловуюкритику при рецензировании статьи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арискин А.А., Бармина Г.С., Озеров А.Ю. Генезисвысокоглиноземистых базальтов Ключевскоговулкана // Петрология. 1995. Т. 3. № 5. С. 496-521.

2. Большое трещинное Толбачинское извержение(1975-1976 п., Камчатка)/Под ред. Федотова С.А.М.: Наука, 1984.637 с.

3. Волынец О.Н., Авдейко Г.П., Цветков А.А. и др.Минеральная зональность четвертичных лав Ку-рильской островной дуги // Изв. АН СССР. Сер. ге-ол. 1990. № 1.С. 29-44.

4. Волынец О.Н., Ананьев ВВ. Хромистые амфиболыи слюды ультраосновных включений в четвертич-ных лавах Камчатки и Курил // Докл. АН СССР.1989. Т. 307. № 5. С. 1203-1206.

5. Волынец О.Н., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В.,Ягодзински Дж.М. Харчинский и Заречный вулка-ны - уникальные центры позднеплейстоценовыхмагнезиальных базальтов на Камчатке // Вулкано-логия и сейсмология. 1998. № 4-5. С. 5-18.

6. Волынец О.Н., Пономарева ВВ., Бабанский А.Д.Магнезиальные базальты андезитового вулканаШивелуч // Петрология. 1997. Т. 5. № 2. С. 206-221.

7. Волынец О.Н., Пузанков Ю.М., Аноишн Г.Н. Гео-химия неоген-четвертичных вулканических серийКамчатки // Геохимическая типизация магматиче-ских и метаморфических пород Камчатки. Тр. Ин-та геологии и геофизики СО АН СССР. Вып. 390.Новосибирск, 1990. С. 73-144.

8. Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. Породообразую-щие минералы. Т. 2. Цепочечные силикаты. М.:Мир, 1965.406 с.

9. Йодер Г.С., Тилли К.Э. Происхождение базальто-вых магм. М.: Мир, 1965. 248 с.

10. Кадык А.А., Максимов А.П., Иванов Б.В. Физико-химические условия кристаллизации и генезис ан-дезитов. М.: Наука, 1986. 398 с.

11. Кутыев Ф.Ш., Эрлих Э.Н. К петрологии базальтовХарчинской группы вулканов // Бюл. вулканол.станций. 1973. № 49. С. 83-92.

12. Леонова Л Л., Кирсанов И.Т. Геохимия базальтовКлючевского вулкана (Камчатка) // Геохимия.1974. №6. С. 676-684.

13. Мелекесцев И.В., Волынец О.Н., Ермаков В.А.и др. Вулкан Шивелуч // Действующие вулканыКамчатки. Т. 1. М.: Наука, 1991. С. 84-92.

14. Меняйлов А .А. Вулканы Харчинских гор // Тр. Лаб.вулканологии. 1949. Вып. 6. С. 53-61.

15. Минералы. Т. 3. Вып. 2. М.: Наука, 1981.614 с.16. Минералы. Т. 3. Вып. 3. М.: Наука, 1981. 398 с.17. Озеров А.Ю., Арискин А.А., Бармина Г.С. К про-

блеме генетических взаимоотношений высокогли-ноземистых и высокомагнезиальных базальтов-Ключевского вулкана (Камчатка) // Докл. РАН.1996. Т. 350. № 1.С. 104-107.



18. Пийп Б.И. Ключевская сопка и ее извержение в1944-1945 гг. и в прошлом //Тр. Лаб. вулканоло-гии. 1956. № 11.309 с.

19. Соболев А.В., Никогосян И.К. Петрология магма-тизма долгоживущих мантийных струй: Гавайскиео-ва (Тихий океан) и о-в Реюньон (Индийский оке-ан) // Петрология. 1994. Т. 2. № 2. С. 131-168.

20. Хренов А.П., Антипин B.C., Чувашов Л.А., Смир-нова Е.В. Петрохимические и геохимические осо-бенности базальтов Ключевского вулкана // Вул-канология и сейсмология. 1989. № 3. С. 3-15.

21. Хубуная С.А., Богоявленский CO., Новгородце-ва Т.Ю., Округина А.И. Минералогические осо-бенности магнезиальных базальтов как отражениефракционирования в магматической камере Клю-чевского вулкана // Вулканология и сейсмология.1993. №3. С. 46-68.

22. Arth G.J., Barker F. Rare-earth partitioning betweenhornblend and dacitic liquid and implication for the gen-esis of trondhjemitic-tonalitic magmes// Geology. 1976.V. 4. P. 534-536.

23. Fabrics J. Spinel-olivine geothermometry in peridotitesfrom ultramafic complexes // Contrib. Mineral, andPetrol. 1979. V. 69. № 4. P. 329-336.

24. Gill J.B. Role of trace element partion coefficients inmodels of andesitic genesis // Geochim. et Cosmochim.Acta. 1978. V. 42. № 6A. P. 709-724.

25. Gorton M.P. The geochemistry and origin of Quaternaryvolcanism in the New Gebrides // Geochim. et Cosmo-chim. Acta. 1977. V. 41. № 9. P. 1257-1270.

26. Hochstaeder A.H., Kepezhinskas P., Defani M. Insightsinto volcanic arc mantle wedse from magnesian lavasfrom the Kamchatka arc // J. Geoph. Res. 1996. V. 101.№B1. P. 697-712.

27. Johnson M.S., Rutherford M.J. Experimental calibrationof the aluminium-in-hornblend geobarometer with ap-plication to Long Valley caldera (California) volcanicrocks //J. Geology. 1989. V. 17. P. 837-841.

28. Kelemen P.B. Reaction between ultramafic rock and frac-tionating basaltic magma. 1. Phase relations, the origin of

calc - alkaline magma series and the formation of dis-cordant dunite //J. Petrology. 1990. V. 31. P. 51-98.

29. Kersting А.В., Arculus R.J. Klyuchevskoy volcano, Ka-mchatka, Russia: the role of high-flux recharged, tapped,and tract ioriated magma chamber(s) in the genesis ofhigh-Аl2О3 from high-MgO basalt // J. Petrol. 1994.V. 35. P. 1-41.

30. Kilink C, Cannichael I.S., Rivers M., Sack R.O. The fer-ric-ferrous ratio of natural silicate liquides equlibrated inair // Contrib. Mineral, and Petrol. 1983. V. 83. № 1.P. 136-140.

31. Kohler T.P., Brey G.P. Calcium eschange between oliv-ine and clinopyroxene calibrated as a geothermobarom-eter for natural peridoties from 2 to 60 kb with applica-tion // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1990. V. 35.P. 2375-2388.

32. Poweii R., Powell M. Geothermometry and oxygen ba-rometry using coexisting iron-titanium oxides: a reap-praisal // Mineral. Mag. 1977. V. 41. № 2. P. 257-263.

33. Roeder PL., Emslie R.F. Olivine-liquid equilibrium //Contrib. Mineral, and Petrol. 1970. V. 29. № 4. P. 275-289.

34. Sobolev A.V., Chaussidan M. H2O concentration in pri-mary melts from suprasubduction zones and mid-ocean-ic ridges: Implications for H2O storage and recycling inthe mantle // Earth and Planet. Sci. Lett. 1996. V. 137.P. 45-55.

35. Spear F.S. Amphibole-plagioclase equilibria: an empir-ical model for the relation albite + tremolite = edinite ++ quarts // Contrib. Mineral, and Petrol. 1981. V. 77.№ 4. P. 355-364.

36. Volynets O.N. Geochemical types, petrology and genesisof Late Cenozoic volcanic rocks from the Kurile-Kam-chatka island-arc system //Intemat. Geol. Rev. 1994.V. 3. № 4. P. 373-405.

37. Wood B.J., Banno S. Garnet - orthopyroxene and ortho-pyroxene-clinopyroxene relationships in simple andcomplex systems //Contrib. Mineral, and Petrol. 1973.V. 42. №2. P. 109-124.

K h a r c h i n s k i i a n d Z a r e c h n y i V o l c a n o e s , U n i q u e C e n t e r s

o f L a t e P l e s t o c e n e M a g n e s i a n B a s a l t s i n K a m c h a t k a : R o c k C o m p o s i t i o n

|O. N. Volynets| *, I. V. Melekestsev*, V. V. Ponomareva*, J. M. Yogodzinski**

*lnstitute of Volcanic Geology and Geochemistry, Far East Division, Russian Academy of Sciences,Petropavlovsk-Kamchatskx, 683006, Russia

**Dickinson College, Faculty of Geology, Carlisle, Pa., 17013-2896, USAReceived October 2, 1997

Most of the Kharchinskii and Zarechnyi rocks as well as those of Kharchinskii cinder cones belong to magnesiantype. Mineralogical data suggest that both basaltic and andesitic melts were rich in water (>=3-4 and >6-7 wt.%,respectively) and crystallized at high oxygen fugacity (2.0-2.5 orders of magnitude higher than the NNO buffer).These features coupled with geochemical characteristics of these basalts and andesites indicate that they are sim-ilar to the rocks of Shiveluch, a volcano also located on the northern flank of the Northern volcanic group, butdiffer from the rocks of other volcanoes of this group which are located further south. The Kharchinskii, Zarechnyiand Shiveluch magnesian basalts differ from those of Kliuchevskoi volcano and Tolbachik lava field by their high-er K, Ba and Sr and lower Ca, Sc, and Yb contents at higher La/Yb, Ni/Sc, and La/Та ratios, while their initialmelts were more hydrous and more oxidized.


Documents

ХАРЧИНСКИИ И ЗАРЕЧНЫЙ ВУЛКАНЫ - УНИКАЛЬНЫЕ …repo.kscnet.ru/844/1/s-1-1999.pdf · тах вулкана Заречный обнаружены