Среди действующих вулканов Камчатки половину можно отнести к андезитовым (доля андезитов в них составляет 50%). Это вулканы Шивелуч, Безымянный, Кизимен, Узон, Центральный Семячик, Карымский, Авачинский и другие.

Наиболее опасные проявления андезитового вулканизма представляют собой извержения типа направленных взрывов с образованием пирокластических волн (палящие тучи) и пирокластических потоков. Энергия воздушной волны извержения вулканов Безымянного в 1956 г. и Шивелуча в 1964 составила соответственно 3^.10²⁴ и 1,8^.10²¹ эрг, а количество выброшенного почти мгновенно материала - 2,5-3 и 1,5 км.³

Широко известно, что андезитовые лавы, как правило, хорошо раскристаллизованы и содержат большое количество вкрапленников. При таких структурах мы точно не знаем, соответствует ли состав пород магматическому расплаву или это механическая смесь расплава и фенокристаллов. В последнем случае рассматривать химический состав порфировой породы как магматический расплав было бы ошибкой.

Проблема происхождения андезитовых расплавов интересовала исследователей в течение всего прошлого века. Набор моделей андезитообразования, разрабатываемых различными авторами, достаточно широк. В результате, образование андезитов рассматривается как многостадийный процесс, включающий смешение магм различной основности, контаминацию вмещающими породами возникающих расплавов, а также возможное неполное фракционирование кристаллических фаз (то есть кумулятивные процессы).

Учитывая сложность процесса генезиса андезитов, была сделана попытка рассмотреть проблему с точки зрения результатов, полученных при исследовании расплавных включений.

Исследования включений в минералах дают наиболее надежную количественную информацию об условиях кристаллизации и составе минералообразующей среды [1, 2]. Полученные к настоящему времени многочисленные результаты изучения природных магматических расплавов по включениям в минералах свидетельствуют о сравнительно малой распространенности расплавов среднего состава (андезитовых) [3,4,5]. В подавляющем большинстве случаев минералы андезитов (плагиоклаз, ортопироксен, клинопироксен, амфибол) кристаллизовались из существенно более кислых, чем валовый состав породы, магматических расплавов дацитового и даже риолитового состава. В этом случае приходится признать, что большая часть андезитов образовалось в результате смешения вкрапленников и кислого (дацитового или риолитового) магматического расплава, из которого они кристаллизовались. Другими словами, наиболее вероятная модель образования таких андезитов - кумулятивные процессы кристаллизационной дифференциации дацитового магматического расплава. Об этом свидетельствует не только более основной состав пород и более кислый - расплавных включений, но и четко прослеживающиеся единые для пород и магматических расплавов тренды корреляции содержаний породообразующих компонентов с SiO_2..

Однако следует отметить, что возможность формирования андезитов в результате кристаллизации именно андезитового расплава все же реализуется в природе, хотя и редко. При этом, несмотря на возможность происхождения исходных андезитовых расплавов в ходе различных процессов, участие в этом кристаллизационной дифференциации базальтовых расплавов не вызывает сомнений. За счет фракционирования магнетита, плагиоклаза, оливина, клинопироксена базальтовая магма может дать остаточную более кислую, например дацитовую магму. Свидетельством тому являются результаты исследования расплавных включений из андезито-дацитов и базальтов Карымского вулканического центра [6].

Ниже приводятся данные по результатам изучения расплавных включений во вкрапленниках андезитов (SiO₂ = 54.5-62.4 мас.%) современных извержений вулканов Авачинский, Безымянный, Карымский и Шивелуч. Использован метод гомогенизации расплавных включений и анализ стекол этих включений с помощью электронного и ионного микрозонда. В целом содержания SiO₂ в 170 расплавных включениях варьируют в широком интервале от 55.7 до 80.9 мас.%. Наиболее основные расплавы зафиксированы для Карымского вулкана: от 55.7 до 67.1 мас.% SiO₂ при среднем значении   61.9 мас.%. В расплавах Авачинского вулкана содержания SiO₂ изменяются от 61.7 до 73.8 мас.% при среднем значении 67.4 мас.%.Очень велик интервал содержаний SiO₂ в расплавах вулкана Безымянный: от 55.9 до 80.9 мас.% при среднем значении 69.1 мас.%. Наиболее кислые расплавы характерны для вулкана Шивелуч: содержания SiO₂ % варьирует от 64,9 до 80,7 мас. %, при среднем значении 72.2 мас.%. В расплавах всех вулканов при повышении содержаний SiO₂ закономерно уменьшаются содержания TiO₂, Al₂O₃, FeO, MgO, CaO и повышаются содержания Na₂O, K₂O, что хорошо объясняется процессом кристаллизационной дифференциации. Однако иногда фиксируются высококалиевые расплавы с одержанием К₂О от 4.5 до 6.6 мас.%.

В целом, большинство вкрапленников андезитов кристаллизовались из дацитовых и риолитовых расплавов, т.е. андезиты являются кумулятивными породами.

С помощью ионного микрозонда определено содержание Н₂О в расплавах вулкана Шивелуч (от 3.0 до 7.2 мас.% при среднем значении 4.7 мас.%) и вулкана Авачинский (4.8 мас.%). В расплавах вулкана Карымский и Безымянный, судя по суммам петрогенных элементов, содержания Н₂О были ниже(<3 мас.%). Средние содержания Cl в расплавах составляли 0.26 мас.% (вулкан Карымский), 0.15 мас.% (вулкан Шивелуч), 0.13 мас.% (вулкан Авачинский) и 0.09 мас.% (вулкан Безымянный). Среднее содержание S максимально (0.08 мас.%) в расплавах вулканов Авачинский и Безымянный.

Определены концентрации 17 элементов-примесей в стеклах расплавных включений.(Ионный микрозонд). Расплавы характеризуются высокими содержаниями В, Ва, К, имеют высокое K_H/La_H отношение (4-10) и ярко выраженный минимум по Nb, т.е. являются типичными представителями островодужного магматизма.

Выводы. 1. Преобладание очень кислых липаритовых расплавных включений в минералах андезитов Шивелуча и Безымянного возможно свидетельствует о кристаллизации минералов, главным образом, в верхней, кислой части дифференцированного очага.

2. Данные, полученные при изучении расплавных включений в минералах андезитов и базальтов извержения 1996 года Карымского центра, показали, что магмы, участвовавшие в этом извержении отличаются от расплавов вулканов Безымянный, Шивелуч, Авачинский. Главная их особенность – практическое соответствие состава расплавных включений валовому составу пород.

3. Сравнение составов расплавов андезитов вулкана Карымский с ранее изученными расплавами андезитов вулканов Шивелуч и Безымянный позволило выявить существенное различие магматических расплавов этих вулканов: на Карымском вулкане расплавы более основные, обогащены титаном, железом, магнием, кальцием, фосфором, натрием и значительно беднее калием, чем на вулканах Шивелуч и Безымянный, по-видимому, расплавы Карымского вулкана являются менее дифференцированными.

4. Полученные данные по редкоземельным элементам и летучим расплавных включений доказывают связь кислых магм зонального очага с основными магмами, существующими в нижних горизонтах тех же очагов смешения основных магм с кислыми магмами верхних горизонтов корового очага по существующим представлениям приводит к активизации очага и является спусковым механизмом сильных катастрофических извержений на андезитовых вулканах.

5. Процесс смешения основных магм с кислыми магмами верхних горизонтов корового очага по существующим представлениям приводит к активизации очага и является спусковым механизмом сильных катастрофических извержений на андезитовых вулканах.

Литература

1. Наумов В.Б.,Коваленко В.И.,Бабанский А.Д.,Толстых М.Д., Генезис андезитов по данным изучения расплавных включений в минералах //. Петрология.1997.Т.5.№6.С 654-665.
2. RoederE. Fluid inclusion. Rev. Mineral.1984.V.12.
3. Толстых М.Л., Наумов В.Б., Богоявленская Г.Е., Кононкова Н.Н., Андезит-дацит-риолитовые расплавы при кристаллизации вкрапленников андезитов вулкана Безымянный, Камчатка //.Геохимия.1999.№1,С.14-24.
4. Толстых М.Л.,Наумов В.Б., Бабанский А.Д., и др. Состав расплава и условия кристаллизации андезитов вулкана Шивелуч (Камчатка) по данным изучения включений в минералах //. Доклады РАН.1998.Т.359.№5.С.676-679.
5. Tolstykh M L., Naumov V.B., Babanskii A.D., Khubunaya S.A. and Kononkova N.N. Chemical composition, Trace elements and Volatile Components of Melt Inclusions in Minerals from Andesites of the Shiveluch Volcano, Kamchatka //Ceochemistry International, Vol.38,Suppl.1.2000,pp.S123-132.
6. Толстых М.Л., Наумов В.Б., Озеров А. Ю., Кононкова Н.Н. Состав магм извержения 1996г. Карымского вулканического центра (Камчатка) по данным изучения расплавных включений.// Геохимия.2001.№5.С.498-509.