Составы расплавов и условия кристаллизации андезитов вулканов Авачинский, Безымянный, Шивелуч и Карымский (по данным изучения расплавных включений)

Abstract

Проведены исследования расплавных включений в минералах некоторых вулканов Камчатского региона. Изучены андезибазальты и андезиты вулканов, расположенных в пределах Центральной Камчатской депрессии (вулканы Шивелуч и Безымянный), Восточно-Камчатского вулканического пояса (вулканы Авачинский и Карымский). Кроме того, изучены базальты извержения 1996 г. Карымского вулканического центра и дациты вулкана Дикий Гребень (Южная Камчатка). Использованы методы гомогенизации расплавных включений и анализ закаленных стекол этих включений с помощью электронного и ионного микрозонда. Изучено более 200 расплавных включений в минералах из 25 образцов вулканических пород. Установлено, что составы расплавных включений во вкрапленниках андезитов сильно варьируют по основности: содержания SiO2 меняются от 56 до 80 мас. %, причем с ростом кремнезема закономерно уменьшаются содержания Al2O3, FeO, MgO, CaO и увеличиваются Na2O и K2O. При этом большая часть (~80%) стекол включений имеет даци-товый и риолитовый состав. Однако составы кислых расплавов (SiO2 > 65 мас.), формирующих андезиты, отличаются от таковых, образующих дациты и риолиты. Сравнение составов расплавных включений из плагиоклазов андезитов четырех вулканов Камчатки показало значительное их различие. Основные андезиты (56-59% SiO2) вулкана Безымянный имеют большой разброс составов включений (SiO2 = 56-81%). Более кислые андезиты (SiO2 = 61%) вулкана Шивелуч обнаруживают меньший разброс составов включений (SiO2 = 67-79%). Расплавные включения в андезитах вулкана Карымский оказались более основными. Они обогащены Fe, Ti, Ca, Mg, P, Na и значительно беднее К. Возможно, расплавы, формирующие андезиты вулкана Карымского, менее дифференцированы. В изученных образцах также были обнаружены высококалиевые расплавы (К2О = 3.8-6.8 мас. %) независимо от содержаний в них SiO 2 (диапазон от 51.4 до 77.2 мас. %). По содержаниям летучих компонентов расплавы вулканов существенно различаются. Максимальные концентрации Н2О установлены в расплавах вулканов Шивелуч (от 3.0 до 7.2 мас. % при среднем значении 4.7 мас. %) и Авачинский (4.7-4.8 мас. %), более низкие концентрации - в расплавах вулканов Дикий Гребень (0.4-1.8 мас. %) и Безымянный (<1 мас. %). По флюидным включениям СО2 в плагиоклазах андезитов вулкана Шивелуч определено давление, равное 350-1600 бар, что соответствует глубине магматической камеры 1.5-6 км. Определены концентрации 17 элементов-примесей в стеклах расплавных включений в плагиоклазах четырех вулканов (Авачинский, Безымянный, Дикий Гребень, Шивелуч). По характеру распределения содержаний этих элементов изученные расплавы близки типичным магмам островных дуг.