ПУТИ МИГРАЦИИ МАГМ И ФЛЮИДОВ И СОСТАВЫ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД КАМЧАТКИ
Н.Л. Добрецов1, И.Ю. Кулаков1, Ю.Д. Литасов2,3
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, Россия
Ключевые слова: Вулканы, сейсмическая томография, андезиты, базальты, магматические очаги, Камчатка
Страницы: 1633-1661
Подраздел: ГЕОДИНАМИКА
Аннотация
Проведен комплексный анализ результатов геофизических и геохимических исследований с целью более полного понимания различных аспектов функционирования вулканов Камчатки. Представлены результаты изучения структуры земных недр под вулканическими дугами, выполненного методом сейсмической томографии. С помощью региональной томографии (масштаб — первые тысячи километров) обеспечивается информация о форме погружающегося слэба. Под Курило-Камчатской дугой наблюдаются существенные изменения угла погружения и толщины плиты, что может быть связано с различным балансом движущих сил субдукции. Среднемасштабный уровень томографических исследований продемонстрирован на примерах кальдеры Тоба на Суматре, влк. Мерапи на Яве и Центральных Анд. Для каждого случая выявлены пути питания вулканических дуг через низкоскоростные сейсмические аномалии, связывающие их с кластерами глубинной сейсмичности на верхней границе слэба. Третий масштабный уровень томографических исследований выявляет неоднородности в коре непосредственно под вулканами и позволяет изучать конфигурацию магматических очагов. Для примера рассмотрена сейсмическая модель под вулканами Ключевской группы. Представлена 4D сейсмическая модель, позволяющая проследить вариации структуры коры во времени за более чем десятилетний период и связать их с циклами активизации Безымянного и Ключевского вулканов. Обнаружено, что в периоды массовых извержений андезитовый Безымянный вулкан питается напрямую из мантийного канала, а базальтовый Ключевской — через сложную систему промежуточных камер. В связи с полученными сейсмотомографическими результатами проанализирован накопленный материал геохимических исследований по Ключевскому и Безымянному вулканам. Отмечено, что начиная с 1945 г. составы изверженных пород обоих вулканов постепенно сближаются по многим породообразующим и малым компонентам, в то же время по некоторым параметрам сохраняются различия. На протяжении последних тысячелетий параксизмальные извержения Безымянного приурочены к периодам возрастания доли высокомагнезиальных базальтов в продуктах извержений Ключевского. Различие трендов эволюции состава пород вулканов Камчатки рассмотрено с позиции как кристаллизационной дифференциации, так и наличия минералов-концентраторов в источнике, при этом подчеркивается важная роль титаномагнетита, ортопироксена, рутила, граната, плагиоклаза в концентрации некоторых элементов. С этой точки зрения проведено сравнение природных составов пород с ранее опубликованными экспериментальными данными. На основании комплексного анализа результатов томографии и геохимии выделено пять уровней становления расплавов под рассмотренными вулканами, причем количество и расположение магматических очагов различаются для двух типов андезитовых вулканов. Приведена оценка периодичности извержений по объемам и вариации состава вулканитов. Критически рассмотрены ранее проведенные оценки соотношения продуктов вулканизма по различным районам мира.
|
