Сотрудники
лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма Института геохимии и
аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН, совместно с российскими
коллегами, провели серию геохимических, петрологических и геохронологических
исследований с целью выявить наиболее ранние стадии вулканизма, связанного с
субдукцией Тихоокеанской плиты – ее «подныриванием» под континентальную плиту -
в районе северо-востока Камчатского полуострова (Рис.1). Впервые, на
северо-востоке Камчатки, возле вулкана Шивелуч, обнаружены лавы возрастом около
1 млн лет. Геохимические особенности этих пород свидетельствует о связи их
происхождения с субдукционными процессами, а также с плавлением вещества коры,
в частности, древних осадочных пород. Результаты опубликованы в журнале Вулканология и сейсмология.
Рисунок 1.
Расположение изучаемых объектов на северо-востоке Камчатки. 1 – Ключевская
группа вулканов, 2 – вулкан Шивелуч, 3 – гора Сёмкорок, 4 – гора Байдара.
Пунктирные линии - разломы, стрелки - направления движения литосферных блоков.
Современный этап
вулканизма Северной Камчатки ранее удавалось проследить лишь до возраста 0.3
млн лет, хотя процесс субдукции Тихоокеанской плиты в этом районе
начался около 2 млн лет назад. В работе рассматриваются вулканические центры
Байдара и Семкорок, датировки которых калий-аргоновым
методом составили 0.7 и 1.3 млн лет, соответственно. Эти центры расположены
непосредственно у основания крупного андезитового вулкана Шивелуч, возраст
которого менее 0.1 млн лет.
Геохимические
особенности этих пород, в первую очередь, низкие концентрации ниобия и тантала,
свидетельствуют о субдукционном происхождении породообразующих расплавов.
Следовательно, этот впервые обнаруженный импульс вулканизма (1.3-0.7 млн лет)
может быть проявлением начальных стадий активизации субдукционных процессов
Северной Камчатки, что существенно удлиняет историю современного вулканизма в
этом интереснейшем районе.
Рисунок 2.
Темноцветные минералы и реакционные структуры по темноцветным минералам в лавах
гор Байдара (а) и Сёмкорок (б-д). Amph – амфибол, Px – пироксен, Ol – оливин, Q
– кварц, Pl – плагиоклаз.
Кроме того, лавы
вулканических центров Сёмкорок и Байдара отличают низкие содержания легких
редкоземельных элементов, в частности, лантана и церия, и существенно
отличаются от пород Шивелуча - соседнего крупного долгоживущего вулканического
комплекса. Эти особенности можно объяснить масштабным вовлечением в
процесс плавления осадочного материала коры.
Особенности
минерального состава вулканических пород изученных объектов и следы
неравновесности в системе (Рис. 2), которая связана с процессами магматического
смешения, могут свидетельствовать о существовании масштабных коровых очагов
кислого состава уже 1.3 млн лет назад.
Основные выводы по
результатам исследований:
1. В
юго-восточном секторе подножия вулкана Шивелуч располагаются активные в прошлом
вулканы, сходные с Шивелучем по составу, но гораздо более древние по возрасту
(0.7 и 1.3 млн. лет).
2. Особенности
геохимии магматических пород изучаемых вулканов свидетельствуют о наличии у них
иного, чем у вулкана Шивелуч, магматического источника. Можно предположить
наличие коровых очагов специфического состава, вероятно, обусловленного
составом вмещающих осадочных толщ.
3. Для наиболее
древних вулканитов характерны неравновесные парагенезисы минералов,
связанные с процессами смешения при поступлении в кислый очаг порций
базальтовых магм.
Исследования
проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Публикация: М.
Л. Толстых, А. Д. Бабанский, М. Д. Смирнова, М. М. Певзнер, В. А. Лебедев, Ю.
О. Ларионова, Ю. В. Кущева, А. В. Парфенов (2023) Вулканизм начальной фазы заложения северного сегмента субдукции
тихоокеанской плиты. Вулканология и сейсмология, 2, 52-68.