Инд. авторы:	Симонов В.А., Добрецов Н.Л., Котляров А.В., Карманов Н.С., Боровиков А.А.
Заглавие:	Особенности кристаллизации минералов на разных стадиях развития магматизма вулкана горелый (камчатка): данные по расплавным и флюидным включениям
Библ. ссылка:	Симонов В.А., Добрецов Н.Л., Котляров А.В., Карманов Н.С., Боровиков А.А. Особенности кристаллизации минералов на разных стадиях развития магматизма вулкана горелый (камчатка): данные по расплавным и флюидным включениям // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 1. - С.103-133. - ISSN 0016-7886.
Идентиф-ры:	DOI: 10.15372/GiG2020164; РИНЦ: 44685233;
Реферат:	rus: Исследования расплавных и флюидных включений, минералов, а также расчетное моделирование (на основе данных по составам расплавных включений, клинопироксенов и амфиболов) позволили выяснить особенности физико-химических параметров магматических систем в ходе развития докальдерного влк. Пра-Горелый и при формировании последующих современных комплексов влк. Молодой Горелый. Получены температурные характеристики кристаллизации вкрапленников оливина, клинопироксена и плагиоклаза (1115-1260 °С), а также амфибола (740-890 °С), хорошо согласующиеся с ранее опубликованными данными по магматизму влк. Горелый. Расчетное моделирование на основе составов и температур гомогенизации расплавных включений показало, что установленный нами интервал давлений (7.0- 0.5 кбар) и соответственно глубин кристаллизации минералов (21.0-1.5 км) можно разбить на два уровня. Эти магматические камеры на глубинах 21-15 км и 9-1.5 км характерны для обоих вулканов - Пра-Горелый и Молодой Горелый. Определены разные температурные режимы с более высокими характеристиками для влк. Пра-Горелый (1240-1190 °С), чем для влк. Молодой Горелый (1190-1125 °С). В первом случае установлено присутствие в плагиоклазе первичных флюидных включений с СО2 низкой плотности и сингенетичных им первичных расплавных включений, что свидетельствует о кристаллизации минерала из гетерофазного расплава. При этом центральные части вкрапленников плагиоклаза формировались из гомогенного расплава. Резкое падение давления приводило к фазовой сепарации магмы по всей магматической колонне (верхняя и нижняя камеры) и к росту в кристаллах плагиоклаза из двухфазового расплава зон, насыщенных флюидными включениями СО2. При закрытии системы и исчезновении самостоятельной фазы СО2 рост плагиоклаза происходил из гомогенного расплава. eng: Studies of melt and fluid inclusions and minerals as well as computational modeling (based on the data on the composition of melt inclusions, clinopyroxenes, and amphiboles) gave an insight into the physicochemical parameters of magmatic systems during the evolution of the precaldera Pra-Gorely Volcano and during the subsequent formation of rock complexes of the Young Gorely Volcano. The estimated temperatures of crystallization of olivine, clinopyroxene, and plagioclase phenocrysts (1115-1260 ºС) and amphibole (740-890 ºС) are in agreement with the earlier published data on the magmatism of the Gorely Volcano. Computational modeling based on the compositions and homogenization temperatures of melt inclusions showed that the established depth interval of mineral crystallization (21.0-1.5 km) with pressures of 7.0-0.5 kbar can be divided into two ranges, 21-15 km and 9.0-1.5 km. Both the Pra-Gorely and the Young Gorely volcanoes have magma chambers in these depth ranges. The Pra-Gorely Volcano is characterized by higher temperatures of mineral crystallization (1240-1190 ºС) as compared with the Young Gorely Volcano (1190-1125 ºС). The presence of primary fluid inclusions with low-density CO2 and of syngenetic primary melt inclusions in plagioclase of the Pra-Gorely Volcano indicates that the mineral crystallized from a heterophase melt. At the same time, the cores of plagioclase phenocrysts formed from a homogeneous melt. A drastic drop in pressure led to the phase separation of magma throughout the magma column (upper and lower chambers) and to the growth of zones saturated with CO2 fluid inclusions in the plagioclase crystals formed from a two-phase melt. The subsequent closure of the system and the disappearance of CO2 phase resulted in the growth of plagioclase from a homogeneous melt.
Ключевые слова:	влк. Горелый; РТ-параметры магматизма; промежуточные магматические камеры; минералы-вкрапленники в эффузивах; Расплавные и флюидные (СО2) включения; kamchatka; Gorely volcano; P-T conditions of magmatism; intermediate magma chambers; mineral phenocrysts in effusive rocks; Melt and fluid (CO2) inclusions; камчатка;
Издано:	2021
Физ. хар-ка:	с.103-133
Цитирование:	1. Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М., МАИК "Наука/Интерпериодика", 2000, 362 с. 2. Бакуменко И.Т. Процессы магматического петрогенезиса по данным изучения включений минералообразующих сред // Геология и геофизика, 1986 (7), с. 125-133. 3. Бакуменко И.Т., Томиленко А.А., Базарова Т.Ю., Ярмолюк В.В. Об условиях формирования вулканитов Западно-Забайкальской позднемезозойской кайнозойской вулканической области (по данным изучения расплавных и флюидных включений в минералах) // Геохимия, 1999, т. 12, с. 1352-1356. 4. Будников В.А. Извержение вулкана Горелый в 1986 г. // Вулканология и сейсмология, 1988, № 4, с. 89-103. 5. Влодавец В.И. Горелый хребет // Бюллетень вулканологической станции, 1957, № 25, с. 68-70. 6. Гавриленко М.Г., Озеров А.Ю. Вулкан Горелый - эволюция магматических расплавов // Материалы IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии (22-27 сентября 2009 г. Петропавловск-Камчатский, 2009), Петропавловск-Камчатский, 2009, т. 1, с. 308-310. 7. Гонтовая Л.И., Попруженко С.В., Низкоус И.В. Структура верхней мантии зоны перехода океан-континент в районе Камчатки // Вулканология и сейсмология, 2010, № 4, с. 13-29. 8. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Кулаков Р.И., Карманов Н.С. Физико-химические параметры кристаллизации расплавов в промежуточных надсубдукционных камерах (на примере вулканов Толбачинский и Ичинский, Камчатка) // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (7), с. 1265-1291. 9. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Кулаков И.Ю., Котляров А.В. Проблемы фильтрации флюидов и расплавов в зонах субдукции и общие вопросы теплофизического моделирования в геологии // Геология и геофизика, 2017, т. 58 (5), с. 701-722. 10. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Карманов Н.С. Физико-химические параметры магматизма в районах вулканов Уксичан и Ичинский (Срединный хребет Камчатки) // Геология и геофизика, 2019, т. 60 (10), с. 1353-1383. 11. Кирсанов И.Т. Извержение вулкана Горелый в 1980 г. // Вулканология и сейсмология, 1981, № 2, с. 70-74. 12. Кирсанов И.Т. Вулкан Горелый, его геологическое строение, последние извержения и состав продуктов // Вулканическая деятельность, ее механизм, связь с геодинамикой, прогноз извержений и землетрясений / Ред. С.А. Федотов. Петропавловск-Камчатский, 1985, с. 32-33. 13. Кирсанов И.Т., Озеров А.Ю. Состав продуктов и энергетический эффект извержения вулкана Горелый в 1980-1981 гг. // Вулканология и сейсмология, 1983, № 1, с. 25-42. 14. Кирсанов И.Т., Мелекесцев И.В. Вулкан Горелый // Действующие вулканы Камчатки. Т. 2 / Под ред. С.А. Федотова, Ю.П. Масуренкова. М., Наука, 1991, с. 294-315. 15. Крылова М.А., Лебедева С.М., Быков В.Н., Симонов В.А. Неоднородное строение океанических базальтовых стекол по данным электронной микроскопии и ИК Фурье микроспектрометрии // Литосфера, 2009, № 4, с. 41-50. 16. Лаврентьев Ю.Г., Карманов Н.С., Усова Л.В. Электронно-зондовое определение состава минералов: микроанализатор или сканирующий электронный микроскоп ? // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (8), с. 1473-1482. 17. Ладыгин В.М., Гирина О.А., Фролова Ю.В. Петрофизические особенности лавовых потоков вулкана Безымянный, Камчатка // Вулканология и сейсмология, 2012, № 6, с. 18-30. 18. Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплавов / Т.Ю. Базарова, И.Т. Бакуменко, В.П. Костюк, Л.И. Панина, В.С. Соболев, А.И. Чепуров. Новосибирск, Наука, 1975, 232 с. 19. Мартынов Ю.А., Перепелов А.Б., Чащин А.А. Геохимическая типизация базальтоидов Мутновского вулканического поля (Южная Камчатка) // Тихоокеанская геология, 1995, т. 14, № 5, с. 72-83. 20. Назарова Д.П., Портнягин М.В., Крашенинников С.П., Миронов Н.Л. Исходное содержание H2O и условия образования родоначальных магм вулкана Горелый (Южная Камчатка) по данным микроэлементной термобарометрии // ДАН, 2017, т. 472, № 3, с. 311-314. 21. Новограбленов П.Т. Каталог вулканов Камчатки // Известия Государственного географического общества, 1932, т. 64, № 1, с. 88-99. 22. Петрографический кодекс России. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 2009, 194 с. 23. Плечов П.Ю. Методы изучения флюидных и расплавных включений. М., "Издательство КДУ", 2014, 268 с. 24. Реддер Э. Флюидные включения в минералах. М., Мир, 1987, 632 c. 25. Селянгин О.Б., Пономарева В.В. Строение и развитие Гореловского вулканического центра, Южная Камчатка // Вулканология и сейсмология, 1999, № 2, с. 3-23. 26. Симонов В.А. Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1993, 247 с. 27. Соболев А.В., Слуцкий А.Б. Состав и условия кристаллизации исходного расплава сибирских меймечитов в связи с общей проблемой ультраосновных магм // Геология и геофизика, 1984, № 12, с. 97-110. 28. Соболев А.В., Соболев С.В. Теория, практика и петрологические применения методов исследования расплавных включений в минералах // Термобарометрия и геохимия рудообразующих флюидов (по включениям в минералах). Тезисы докл. VII Всесоюзного совещания, в 2 частях. Львов, 1985, ч. 1, с. 113-115. 29. Соболев В.С., Бакуменко И.Т., Костюк В.П. О возможности использования расплавных включений для петрологических реконструкций // Геология и геофизика, 1976 (5), с. 146-149. 30. Толбачинское трещинное извержение 2012-2013 гг. (ТТИ-50) / Под ред. Е.И. Гордеева, Н.Л. Добрецова. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2017, 421 с. 31. Толстых М.Л., Наумов В.Б., Гавриленко М.Г., Озеров А.Ю., Кононкова Н.Н. Химический состав, летучие компоненты и элементы-примеси расплавов вулканического центра Горелый (Южная Камчатка) по данным изучения включений в минералах // Геохимия, 2012, № 6, с. 576-606. 32. Хетчиков Л.Н., Пахомова В.А., Чащин А.А., Одариченко Э.Г. Особенности состава силикатных стекол расплавных включений в минералах и основной массе пород вулкана Горелый (Южная Камчатка) // Труды ВНИИСИМС, 2000, т. XVI, с. 322-336. 33. Хетчиков Л.Н., Чащин А.А., Пахомова В.А., Одариченко Э.Г. Вкрапленники плагиоклаза в базальтах вулканов Горелый и Мутновский (юг Камчатки) и условия их образования по данным изучения расплавных включений // Труды Х Международной конференции по термобарогеохимии. Александров, ВНИИСИМС, 2001, с. 111-140. 34. Чаплыгин И.В., Таран Ю.А., Дубинина Е.О., Шапарь В.Н., Тимофеева И.Ф. Химический состав и металлоносность магматических газов вулкана Горелый (Камчатка) // ДАН, 2015, т. 463, № 1, с. 85-89. 35. Чащин А.А. Игнимбриты вулкана Горелый (Южная Камчатка): состав, условия формирования // Труды ДВГТУ, Владивосток, 1999, вып. 121 (Сер. 4), с. 142-148. 36. Чащин А.А., Мартынов Ю.А. Петрология пород вулканов Горелый и Мутновский (Южная Камчатка). Владивосток, Дальнаука, 2011, 270 с. 37. Чащин А.А., Мартынов Ю.А., Перепелов А.Б., Екимова Н.И., Владимирова Т.П. Физико-химические условия формирования и эволюции позднеплейстоцен-голоценовых магм вулканов Горелый и Мутновский (Южная Камчатка) // Тихоокеанская геология, 2011, т. 30, № 4, с. 87-108. 38. Aiuppa A., Giudice G., Liuzzo M., Tamburello G., Allard P., Calabrese S., Chaplygin I., McGonigle A.J.S., Taran Y. First volatile inventory for Gorely volcano, Kamchatka // Geophys. Res. Lett., 2012, 39 (6), L06307. 39. Ariskin A.A., Barmina G.S. COMAGMAT: Development of a magma crystallization model and its petrologic applications // Geochem. Int., 2004, v. 42 (1), p. S1-S157. 40. Bindeman I.N., Leonov V.L., Izbekov P.E., Ponomareva V.V., Watts K.E., Shipley N.K., Perepelov A.B., Bazanova L.I., Jicha B.R., Singer B.S., Schmitt A.K., Portnyagin M.V., Chen C.H. Large-volume silicic volcanism in Kamchatka: Ar-Ar and U-Pb ages, isotopic and geochemical characteristics of major pre-Holocene caldera-forming eruptions // J. Volcanol. Geotherm. Res., 2010, v. 189, p. 57-80. 41. Danyushevsky L.V., Plechov P.Yu. Petrolog 3: Integrated software for modeling crystallization processes // Geochem. Geophys. Geosyst., 2011, v. 12 (7), Q07021. 42. DeBari S.M., Greene A.R. Vertical stratification of composition, density, and inferred magmatic processes in exposed arc crustal sections // Arc-continent collision. Frontiers in Earth Sciences. Berlin, Springer-Verlag, 2011, p. 121-144. 43. Duggen S., Portnyagin M., Baker J., Ulfback D., Hoernle K., Garbe-Schonberg D., Grassineau N. Drastic shift in lava geochemistry in volcanic front to rear arc region of the Southern Kamchatkan subduction zone: Evidence for the transition from slab surface dehydration to sediment melting // Geochim. Cosmochim. Acta, 2007, v. 71, p. 452-480. 44. Gavrilenko M., Ozerov A., Kyle P.R., Carr M.J., Nikulin A., Vidito C., Danyushevsky L. Abrupt transition from fractional crystallization to magma mixing at Gorely volcano (Kamchatka) after caldera collapse // Bull. Volcanol., 2016, 78 (7), p. 1-28. 45. GEOROC http://georoc.mpch-mainz.gwdg.de/georoc 46. Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E., Maresch W.V., Martin R.F., Schumacher J.C., Welch M.D. Nomenclature of the amphibole supergroup // Am. Mineral., 2012, v. 97 (11-12), p. 2031-2048. 47. Johnson M.C., Rutherford M.J. Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California) volcanic rocks // Geology, 1989, v. 17 (9), p. 837-841. 48. Kuznetsov P.Y., Koulakov I., Jakovlev A., Abkadyrov I., Deev E., Gordeev E.I., Senyukov S., El Khrepy S., Al Arifi N. Structure of volatile conduits beneath Gorely volcano (Kamchatka) revealed by local earthquake tomography // Geoscience, 2017, v. 7 (4), 111, doi: 10.3390/geosciences7040111. 49. Krawczynski M.J., Grove T.L., Behrens H. Amphibole stability in primitive arc magmas: effects of temperature, H2O content, and oxygen fugacity // Contrib. Mineral. Petrol., 2012, v. 164 (2), p. 317-339. 50. Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S., Birch W.D., Gilbert M.C., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kato A., Kisch H.J., Krivovichev V.G., Linthout K., Laird J., Mandarino J., Maresch W.V., Nickel E.H., Schumaker J.C., Smith D.C., Stephenson N.C.N., Ungaretti L., Whittaker E.J.W., Youzhi G. Nomenclature of amphiboles: report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association Commission on New Minerals and Mineral Names // Mineral. Mag., 1997, № 61, p. 295-321. 51. Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek A. A classification of igneous rocks and glossary of terms: recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Oxford, Blackwell, 1989, 193 p. 52. Levin V., Droznina S., Gavrilenko M., Carr M.J., Senyukov S. Seismically active subcrustal magma source of the Klyuchevskoy volcano in Kamchatka, Russia // Geology, 2014, v. 42 (11), p. 983-986. 53. Masotta M., Mollo S., Freda C., Gaeta M., Moore G. Clinopyroxene-liquid thermometers and barometers specific to alkaline differentiated magmas // Contrib. Mineral. Petrol., 2013, № 166, p. 1545-1561. 54. Miyashiro A. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins // Am. J. Sci., 1970, v. 274, p. 321-355. 55. Putirka K.D. Thermometers and barometers for volcanic systems // Rev. Mineral. Geochem., 2008, v. 69 (1), p. 61-120. 56. Ridolfi F., Renzulli A., Puerini M. Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes // Contrib. Mineral. Petrol., 2010, v. 160, p. 45-66. 57. Schmidt M.W. Amphibole composition as a function of pressure: an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer // Contrib. Mineral. Petrol., 1992, v. 110 (2-3), p. 304-310. 58. Seligman A., Bindeman I., Jicha B., Ellis B., Ponomareva V., Leonov V. Multi-cyclic and isotopically diverse silicic magma generation in an arc volcano: Gorely eruptive center, Kamchatka, Russia // J. Petrol., 2014, 55 (8), p. 1561-1594. 59. Selyangin О.B. Structure, substance and near-surface magmatic chambers of Mutnovsky and Gorely volcanoes (Mutnovsky geothermal region, Kamchatka). III Gorelovsky volcanic center of Mutnovsky geothermal area // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2019, v. 367, p. 1-21. 60. Sobolev A.V., Danyushevsky L.V. Petrology and geochemistry of boninites from the north termination of the Tonga Trench: constraints on the generation conditions of primary high-Ca boninite magmas // J. Petrol., 1994, v. 35 (5), p. 1183-1211. 61. Sobolev A.V., Chaussidon M. H2O concentrations in primary melts from supra-subduction zones and mid-oceanic ridges: Implications for H2O storage and recycling in the mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 1996, v. 137, p. 45-55. 62. Watson E.B. Glass inclusions as samples of early magmatic liquid: determinative method and application to South Atlantic basalt // J. Volcanol. Geotherm. Res., 1976, v. 1, p. 73-84. 63. Yavuz F., Yıldırım D.K. A Windows program for pyroxene-liquid thermobarometry // Periodico di Mineralogia, 2018, v. 87 (2), p. 149-172, doi:10.2451/2018PM787.