Вулканизм ранней стадии формирования острова Итуруп (Курильская островная дуга)

Федоров П.И., Цуканов Н.В., Гептнер А.Р., Петрова В.В.


DOI: 10.31431/1816-5524-2021-1-49-87-98

Аннотация

Представлены новые петрогеохимические данные по среднемиоцен-раннеплиоценовым вулканическим породам центральной части о. Итуруп. Показано, вулканизм среднемиоцен-раннеплиоценового возраста в центральной части о. Итуруп происходил в надсубдукционной обстановке. Распределение высокозарядных некогерентных элементов (HFSE) в базальтоидах свидетельствует об их формировании при частичном плавлении истощенной верхней мантии, тогда как обогащение пород крупноионными литофильными элементами (LILE) свидетельствует как о флюидной мантийной добавке, привнесенной в расплавы в ходе эволюции первичной магмы, так и об участии низкотемпературного надсубдукционного флюида. Установленные различия состава базальтоидов фронтальной и тыловой зон из-за ограниченного количества проанализированных образцов рассматриваются как предварительные. Так, базальтоиды тыловой зоны отличаются более высокими концентрациями Th, Pb, HFSE (Nb, Zr, Y, Hf), относительным обогащением LREE, выраженными негативными Zr- и Hf-аномалиями, и положительной Еu.

Ключевые слова

вулканизм; геохимия; неоген; Курильская островная дуга; остров Итуруп

Полный текст:

PDF

Литература

Атлас Курильских островов / Гл. ред. Н.Н. Комедчиков. М.-Владивосток: ИПЦ «ДИК», 2009. 516 с. [Atlas of the Kuril Islands. Ed.: Komedchikov N.N. Moscow-Vladivostok. «DIK» Publ., 2009. 516 p. (in Russian)].

Витухин Д.И., Орешкина Т.В., Пущаровский Ю.М., Цуканов Н.В. Новые данные по геологии острова Итуруп (Курильская островная дуга) // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1996. Т. 4. № 6. С. 61–74 [Vitukhin D.I., Oreshkina T.V., Pushcharovskii M.Yu., Tsukanov N.V. New data on geology of the Iturup island (Kurile island arc) // Stratigraphy and Geological Correlation. 1996. V. 4. № 6. P. 61–74 (in Russian)].

Геолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островодужной системы / Ред. К.Ф. Сергеев, М.Л. Красный. Л.: ВСЕГЕИ, 1987. 36 л. [Geological and geophysical atlas of the Kuril-Kamchatka island arc system. Eds.: K.F. Sergeev, M.L. Krasny. Leningrad, VSEGEI Publ. 1987. 36 p. (in Russian)].

Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука. 1967. 288 с. [Gorshkov G.S. Volcanism of the Kuril island arc. Moscow: Nauka, 1967. 288 p. (in Russian)].

Ковтунович П.Ю., Сафронов А.Д., Удодов В.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000. 2-е изд. Серия Курильская. Листы L-55-XXII, XXXIII, XXXIV, (Курильск), L-55-XXIII, XXIX, (Рейдово), L-55-XXXIII (влк Тятя), К-55-II, L-55-XXXII (Южно-Курильск). Объяснительная записка СПб.: Изд-во СПб. картфабрики ВСЕГЕИ, 2002. 269 с. [Kovtunovich P.Yu., Safronov A.D., Udodov V.V. et al. The 1:200000 State Geological Map of the Russian Federation. Ser. Kuril. Sheets L-55-XXII, XXXIII, XXXIV (Kurilsk), L-55-XXIII, XXIX (Reydovo), L-55-XXXIII (Tyatya Volcano), К-55-II, L-55-XXXII (Yuzhno-Kurilsk). Explanatory Note. St. Petersburg: All- Russ. Sci-Res. Geol. Inst. 2002. 269 p. (in Russian)].

Мартынов А.Ю. Роль задуговых процессов в формировании поперечной геохимической зональности вулканитов ранних этапов становления о-ва Кунашир // Петрология. 2013. Т. 21. № 5. С. 517−534. https://doi.org/10.7868/S0869590313040055 [Martynov A.Yu. Role of backarc processes in the origin of across-arc geochemical zoning in volcanics of early evolutionary stages in Kunashir island // Petrology. 2013. V. 21. № 5. P. 471–488. https://doi.org/10.1134/S086959111304005X].

Мартынов А.Ю., Мартынов Ю.А., Рыбин А.В., Кимура Дж.-И. Роль задуговых процессов в происхождении субдукционных магм: новые данные по изотопии Sr, Nd и Pb в вулканитах ранних этапов формирования о. Кунашир (Курильская островная дуга) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 3. С. 469–487. https://doi.org/10.15372/GiG20150301 [Martynov A.Yu., Martynov Yu.A., Rybin A.V., Kimura J.-L. Role of back-arc tectonics in the origin of subduction magmas: new Sr, Nd, and Pb isotope data from middle miocene lavas of Kunashir island (Kurile Island Arc) // Geologia and Geofizika. 2015. Т. 56. № 3. С. 363–378. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.02.001].

Пискунов Б.Н. Геолого-петрологическая специфика вулканизма островных дуг / М.: Наука, 1987. 237 с. [Piskunov B.N. Geological significance of volcanism of island arcs. Moscow: Nauka, 1987. 237 p. (in Russian)]

Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир,1989. 590 с. [Faure G. Principles of isotope geology. M.: Mir, 1989. 590 p.].

Фролова Т.И., Бурикова И.А., Гущин А.В., Фролов В.Т. и др. Происхождение вулканических серий островных дуг. М.: Недра, 1985, 275 с. [Frolova T.I., Burikova I.A., Guschin A.V., Frolov V.T. et al. Origin of the volcanic island arc series. Moscow: Nedra, 1985. 275 p. (in Russian)].

Brenan J.M., Shaw H.F., Ryerson F.J. et al. Experimental-determination of trace-element partitioning between pargasite and a synthetic hydrous andesitic melt // Earth and Planetary Science Letters. 1995. V. 135. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/0012-821X(95)00139-4.

Condie К. High field strength element ratios in Archean basalts: a window to evolving sources of mantle plumes? // Lithos. 2005. V. 79. P. 491–504. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2004.09.014.

Evensen N.M., Hamilion P.J., O’Nions R.K. Rare earth abundences in chondritic meteorites // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1978. V. 42. P. 1199–1212. https://doi.org/10.1016/0016-7037(78)90114-X.

Fedyunina N.N., Seregina I.F., Bolshov M.A. et al. Investigation of the efficiency of the sample pretreatment stage for the determination of the Rare Earth Elements in rock samples by inductively coupled plasma mass spectrometry technique // Analytica Chimica Acta. 2012. V. 713. P. 97–102. (https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.11.035).

Hofmann A.W. Nb in Hawaiian magmas: constraints on source composition and evolution // Chemical Geology. 1986. V. 57. № 1. P. 17–30. https://doi.org/10.1016/0009-2541(86)90091-4.

Hofmann A.W., Jochum K.P., Seufert M., White W.M. Nb and Pb in oceanic basalts: new constraints on mantle evolution // Earth and Planetary Science Letters. 1986. V. 79. № 1–2. P. 33–45. https://doi.org/10.1016/0012-821X(86)90038-5.

Ikeda Y. Geochemistry of Miocene back-arc basin basalts from northeast Hokkaido, Japan // The Journal of the Geological Society of Japan. 1998. V. 104. № 2. P. 99–106. https://doi.org/10.5575/geosoc.104.99.

Irvine T.N., Baragar W.R.A. A guide to the chemical classification on the common volcanic rocks // Can. J. Earth Sci. 1971. V. 8. P. 523–548. https://doi.org/10.1139/e71-055.

Ishizuka O., Kimura J.-I., Li Y.B. et al. Early stages in the evolution of Izu—Bonin arc volcanism: New age, chemical, and isotopic constraints // Earth and Planetary Science Letters. 2006. V. 250. P. 385–401. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2006.08.007.

Jhonson M.C., Plank T. Dehydration and melting experiments constrain the fate of subducted sediments // Geochemistry Geophysics Geosystem (G3). 1999. V. 13. https://doi.org/10.1029/999GC000014.

Le Bas M.J., Le Maitre R.W., Streckeisen A., Zanettin B. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram // Journal of Petrology. 1986. V. 27. P. 745–750. https://doi.org/10.1093/petrology/27.3.745.

Martynov A.Yu., Kimura J.-L., Martynov Yu.A., Rybin A.V. Geochemistry of late Cenozoic lavas on Kunashir Island, Kurile Arc // Island Arc. 2010. V. 19. P. 86–104. https://doi.org/10.1111/j.1440-1738.2009.00684.x.

Miller D.M., Goldstein S.L., Langmuir C.H. Cerium/lead and lead isotope ratios in arc magmas and the enrichment of lead in the continents // Nature. 1994. V. 368. P. 514–520. https://doi.org/10.1038/368514a0

Miyashiro A. Volcanic rock series in island arc and active continental margins // American Journal of Science. 1974. V. 274. № 4. P. 321–355. https://doi.org/10.2475/ajs.274.4.321.

Okamura S., Inaba M., Adachi Y., Shinjo R. Miocene-Pliocene mantle depletion event in the northern Fossa Magna, western NE Japan // Journal of Geodynamics. 2016. V. 97. P. 42–61. http://dx.doi.org/10.1016/j.jog.2016.03.007.

Pearce J.A. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust // Lithos. 2008. V. 100. P. 14–48. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.016.

Plank T., Langmuir C.H. The chemical composition of subducting sediment and its consequences for the crust and mantle // Chemical Geology. 1998. V. 145. № 3–4. P. 325–394. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(97)00150-2.

Rudnick R., Gao S. Composition of the continental crust // The crust (ed. R.L. Rudnick). 2003. V. 3. Treatise on Geochemistry (eds. H.D., Holland and K.K., Turekian). Elsevier-Pergamon, Oxford, P.1–64. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03016-4.

Shuto К., Ishimoto H., Hirahara Y., Sato M. Geochemical secular variation of magma source during Early to Middle Miocene time in the Niigata area, NE Japan: Asthenospheric mantle upwelling during back-arc basin opening // Lithos. 2006. V. 86. P. 1–33. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2005.06.001.

Shuto К., Sato M., Kawabata H., Osanai Y. Petrogenesis of middle Miocene primitive basalt, andesitic and garnet-bearing adakite rhyodacite from the Ryozen Formation: implication for the tectono-magmatic evolution of the NE Japan arc // Journal of Petrology. 2013. V. 54. P. 2413–2454. https://doi.org/10.1093/petrology/egt052.

Shuto K., Nohara-lmanaka R., Sato M et al. Across-arc Variations in Geochemistry of Oligocene to Quaternary Basalts from the NE Japan Arc: Constraints on Source Composition, Mantle Melting and Slab Input Composition // J. of Petrology. 2015. V. 56. № 11. P. 2257–2294. https://doi.org/10.1093/petrology/egv073.

Stern R.J. Subduction initiation: spontaneous and induced // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 226. P. 275–292. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2004.08.007.

Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts. In: Magmatism in ocean basin. Eds. A.D. Saunders, M.J. Norry. Geol. Soc. Spec. Publ. London. 1989. V. 42. P. 313–345. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19.

Takanashi K., Shuto K., Sato M. Origin of Late Paleogene to Neogene basalts and associated coeval felsic volcanic rocks in Southwest Hokkaido, northern NE Japan arc: constraints from Sr and Nd isotopes and major- and trace-element chemistry // Lithos. 2011. V. 125. 368–392. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.02.020.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 Федоров П.И., Цуканов Н.В., Гептнер А.Р., Петрова В.В.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9,
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН,
редакционная коллегия журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»
Тел.: (4152) 202048
Fax: (4152) 297982
Email: vestnik@kscnet.ru
 ISSN PRINT: 1816-5524 
ISSN ONLINE: 1816-5532

© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»