Keywords
Sredinny Ridge
Uksichan Volcano
mineralogy
crystallization differentiation
Section
Abstract
New data on petrography, chemical and mineral composition of Pleistocene- Holocene basaltic lavas from shield volcanoes and scoria cones of Uksichan volcanic field (the Central Kamchatka volcanic belt, Kamchatka peninsula) show that they originate from a common magma source and parental magma, but with different degree and types of fractional crystallization. The computer simulation evidences that the lavas from late shield volcanoes were formed during isobaric crystallization (H2 O ~ 2 wet %, ƒО2 – +1.2 NNO) under a pressure of 5 to 1 kbar with a step of 1 kbar. Such physical conditions correspond to relatively slow rising of magma chambers from depth of ~ 15 km to ~ 3 km. Scoria cones were generated during polibaric fractional crystallization (H2 O ~ 2.6 wet. %, ƒО2 – +1.1 NNO) with decompression speed of 0.25 kbar / % crystallization. This type of differentiation assumes the relatively fast melt transport without a long storage in the crust magma chambers. Petrochemical indicators of two differentiation types are behavior of CaO and Al2 O3 .References
Антипин В.С., Волынец О.Н., Перепелов А.Б. и др. Геологические соотношения и геохимическая эволюция известково-щелочного и субщелочного вулканизма кальдеры Уксичан (Камчатка) // Геохимия магматических пород современных и древних активных зон. Новосибирск: Наука, 1987. С. 72-81.
Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М.: Наука, 2000. 362 с.
Балеста С.Т., Зубин М.И., Утнасин В.К. и др. Строение земной коры Камчатки по данным ГСЗ и гравиметрии // Вулканизм островных дуг. М.: Наука, 1977. С. 35-42.
Волынец А.О. Плейстоцен-голоценовый вулканизм Срединного хребта Камчатки: вещественный состав и геодинамическая модель. Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. М.: МГУ, 2006. 23 с.
Волынец А.О., Чурикова Т.Г., Вернер Г. Геохимия вулканических пород Срединного хребта Камчатки // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2005. № 2. Вып. 6. С. 21-33.
Волынец О.Н. Петрология и геохимическая типизация вулканических серий современной островодужной системы: Автореф. дисс. д-ра геол.-мин. наук. М., 1993. 67 с.
Волынец О.Н., Антипин В.С., Перепелов А.Б. и др. Геохимия вулканических серий островодужной системы в приложении к геодинамике (Камчатка) // Геология и геофизика. 1990. № 5. С. 3-13.
Геохимическая типизация магматических и метаморфических пород Камчатки // Тр. ин-та геологии и геофизики. 1990. Вып. 390. 259 с.
Гриб Е.Н., Леонов В.Л., Перепелов А.Б. Геохимия вулканических пород Карымского вулканического центра // Вулканология и сейсмология. 2009. № 6. С. 1-23.
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.
Мартынов Ю.А. Основы магматической геохимии. Владивосток: Дальнаука, 2010. 228 с.
Мартынова М.Ю., Антипин В.С. Геологическая и вещественная эволюция вулкана Уксичан в плиоцене и плейстоцене (Срединный хребет Камчатки) // Материалы IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии «Вулканизм и геодинамика». Петропавловск-Камчатский, 2009. Т. 2. С. 429-432.
Огородов Н.В., Кожемяка Н.Н., Важеевская А.А. и др. Вулкан Уксичан в Срединном хребте Камчатки // Вулканизм и геохимия его продуктов. М.: Наука, 1967. С. 93-111.
Огородов Н.В., Кожемяка Н.Н., Важеевская А.А. и др. Вулканы и четвертичный вулканизм Срединного хребта Камчатки. М.: Наука, 1972. 191 с.
Перпелов А.Б. Геохимия позднекайнозойских высококалиевых вулканических серий островодужной системы Камчатки. Дисс. канд. геол.-мин. наук. Иркутск, 1989. 394 с.
Перепелов А.Б., Чащин А.А., Мартынов Ю.А. Срединно-Камчатская зона (плиоцен-голоцен) // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России: в 2 кн. / Под ред. Ханчука А.И. Владивосток: Дальнаука, 2006. Кн. 1. С. 369-382.
Петрографический кодекс России. СПб.: Издательство ВСЕГЕИ, 2009. 198 с.
Плечев П.Ю. Множественность источников островодужных магм и динамика их взаимодействия: Автореф. дисс. д-ра геол.-мин. наук. М: МГУ, 2008. 43 с.
Пополитов Э.И., Волынец О.Н. Геохимические особенности четвертичного вулканизма Курило-Камчатской островной дуги и некоторые вопросы петрогенезиса. Новосибирск: Наука, 1981. 180 с.
Скороходов В.Н. Динамика развития кольцевых структур на примере камчатских вулканов Уксичан, Крашенинникова и Малый Семячик // Проблемы глубинного магматизма. М.: Наука, 1979. С. 117-124.
Скороходов В.Н. Некоторые особенности эволюции четвертичного вулкана Уксичан (Срединный хребет Камчатки) // Палеовулканологические реконструкции. Новосибирск: Наука, 1976. С. 113-121.
Стефанов Ю.М., Широкий Б.И. Металлогения верхнего структурного этажа Камчатки. М.: Наука, 1980. 104 с.
Хубуная С.А., Гонтовая Л.И., Соболев А.В. и др. Магматические очаги под Ключевской крупой вулканов (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2007. № 2. С. 98-118.
Чащин А.А., Мартынов Ю.А. Петрология пород вулканов Горелый, Мутновский (Южная Камчатка). Владивосток: Дальнаука, 2011. 270 с.
Ariskin A.A., Frenkel M.Ya., Barmina G.S. et al. COMAGMAT: A Fortran program to model magma differentiation processes // Computers and Geosciences. 1993. V. 19. P 1155-1170.
Churikova T., Dorendorf F., Wőrner G. Sources and fluids in the mantle wedge below Kamchatka, evidence from across-arc geochemical variation // Journal of Petrology. 2001. V. 42. № 8. P. 1567-1593.
Duggen S., Portnyagin M., Baker J. et al. Drastic shift in lava geochemistry in the volcanic-front to rear-arc region of the Southern Kamchatkan subduction zone: Evidence for the transition from slab surface dehydration to sediment melting // Geochimica Cosmochimica Acta. 2007. V. 71. P. 452-480.
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 petrogenesis // Geochimica Cosmochimica Acta. 1997. V. 61. № 3. P. 577-600.
Koulakov I., Gordeev E.I., Dobretsov N.L. et al. Feeding paths of the Kluchevskoy volcano group (Kamchatka) from the results of local earthquake tomography // Geophysical Research Letters. 2011. V. 38. doi:10.1029/2011GL046957.
McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. V. 120. P. 223-253.
Myashiro A. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins // American Journal of Science. 1974. V. 274. P. 321-355.
Ozerov A.Yu. The evolution of high-alumina basalts of the Klyuchevskoy volcano, Kamchatka, Russia, based on microprobe analyses of mineral inclusions // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2000. V. 95. № 1-4. P. 65-79.
Ozerov A.Yu., Ariskin A.A., Barmin G.S. The problem of genetic relations between high-alumina and high-magnesian basalts of Klyuchevskoy volcano, Kamchatka // Transactions (Doklady) of the Russian Academy of Scitnces // Earth Sciences Section. 1996. V. 350. № 7. P. 1127-1130.
Ozerov A.Yu., Ariskin A.A., Kyle F. et al. Petrological-geochemical model for genetic relationships between basaltic and andesitic magmatism of Klyuchevskoy and Bezymyannyi volcanoes, Kamchatka // Journal of Petrology. 1997. V. 5. № 6. P. 550-569.
Pearce J.A. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins // Continental basalts and mantle xenoliths. Nantwich: Siva Publ., 1983. P. 230-249.
Philpotts A.R., Ague J.J. Principles of igneous and metamorphic petrology. New York: Cambridge University Press, 2009. 645 p.
Portnyagin M., Hoernle K., Avdeiko G. et al. Transition from arc to oceanic magmatism at the Kamchatka-Aleutian junction // Geology. 2005. V. 33. № 1. P. 25-28.
Tatsumi Y., Eggins S. Subduction Zone Magmatism. Boston: MA: Blackwell Science, 1995. 205 p.
Tatsumi Y., Suzuki T. Tholeiitic vs Calc-alkalic Differentiation and evolution of arc crust: constraints from Melting Experiments on a Basalt from the Izu-Bonin-Mariana Arc // Journal of Petrology. 2009. V. 50. № 8. P. 1575-1603.
Volynets A., Churikova T., Wörner G. et al. Mafic Late Miocene – Quaternary volcanic rocks in the Kamchatka back arc region: implications for subduction geometry and slab history at the Pacific-Aleutian junction // Contributions to mineralogy and petrology. 2010. V. 159. № 5. P. 659-687.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.