Химический состав, летучие компоненты и элементы-примеси расплавов вулканического центра Горелый (Южная Камчатка) по данным изучения включений в минералах

Abstract

Исследованы расплавные включения во вкрапленниках оливина и плагиоклаза из разновозрастных пород вулканического центра Горелый (Южная Камчатка): магнезиального базальта, андезитобазальтов, андезита, игнимбрита и дацита. Использован метод гомогенизации включений и анализ стекол 100 расплавных включений на электронном микрозонде и 24 включений на ионном микрозонде. Установлен весьма широкий диапазон кремнекислотности расплавов – от 45 до 74 мас. % SiO2. Сильно варьируют и содержания других петрогенных компонентов. Выделено 7 типов расплавов, различающихся по содержаниям кремния, натрия, калия, титана и фосфора. Среди расплавов основного состава (45–53% SiO2) обнаружены калиевые (в среднем 4.2% K2O, 1.7% Na2O, 1.0% TiO2, 0.20% P2O5), натровые (3.2% Na2O, 1.1% K2O, 1.1% TiO2, 0.40% P2O5) и титанистые с высоким содержанием фосфора (2.2% TiO2, 1.1% P2O5, 3.8% Na2O, 3.0% K2O). Среди расплавов среднего состава (53–64% SiO2) также встречаются как калиевые (5.6% K2O, 3.4% Na2O, 1.0% TiO2, 0.4% P2O5), так и натровые (4.3% Na2O, 2.8% K2O, 1.3% TiO2, 0.4% P2O5). Среди расплавов кислого состава (64–74% SiO2) имеются калиевые (4.5% K2O, 3.6% Na2O, 0.7% TiO2, 0.15% P2O5) и натровые (4.5% Na2O, 3.1% K2O, 0.7% TiO2, 0.13% P2O5). Таким образом, отличительной чертой вулканического центра Горелый является постоянное присутствие высококалиевых разностей во всем диапазоне кремнекислотности расплавов. Включения расплавов разных типов иногда обнаруживаются не только в одном и том же образце, но и в одних и тех же вкрапленниках. Натровые и калиевые типы расплавов различаются и по содержаниям хлора и фтора: в натровых расплавах больше хлора, а калиевые расплавы существенно обогащены фтором. Впервые для Курило-Камчатского региона установлены калиевые расплавы с очень высоким содержанием фтора – до 2.7 мас. % при среднем содержании 1.19 мас. % (17 анализов). Для натровых расплавов среднее содержание фтора равно 0.16 мас. % (37 анализов) Микроэлементный состав расплавов отличает обогащенность элементами разных групп – крупноионными литофилами (LILE), редкоземельными (особенно HREE) элементами, высокозарядными элементами (кроме Nb). В целом, все расплавы несут черты геохимического родства. Концентрации элементов закономерно возрастают от основных расплавов к кислым (за исключением содержаний Sr и Eu, что объясняется активным фракционированием плагиоклаза, а также Ti, входящего в рудную фазу). Сведены все опубликованные данные по вулканическим породам Курило-Камчатского региона, при исследовании которых обнаружены расплавные включения с высоким содержанием K2O (K2O/Na2O > 1). Сделан вывод о широком распространении высококалиевых расплавов, которые обнаружены на вулканах Авачинский, Безымянный, Большой Семячек, Дикий Гребень, Карымский, Кекукнайский, Кудрявый, Шивелуч, а также в хребтах Валагинский и Тумрок.