Автор: Альмеев Ренат Рашитович
Название работы: Автореферат диссертации Альмеева Р.Р. "Геохимия магматизма вулкана Безымянный: признаки мантийного источника и условия фракционирования исходной магмы"
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых
Классификационный индекс:
Ведущая организация: Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
Руководитель:
доктор геолого-минералогических наук Арискин А.А.;
Оппонент:
доктор геолого-минералогических наук Луканин О.А.;
кандидат геолого-минералогических наук Бабанский А.Д.;
Место защиты: Москва
Дата защиты: Москва 2005
Издательство:
Количество страниц:
Язык: русский
Содержание работы:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 2. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОД
Вариации главных и примесных элементов
Изотопная систематика Sr, Nd и Pb
Аппроксимация составов расплавов валовыми составами пород
Петрохимические тренды и расплавные включения
Оценка состава родительской магмы вулкана Безымянный
ГЛАВА 3. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕНОКРИСТАЛЛОВ
ГЛАВА 4. ФРАКЦИОННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ИСХОДНОЙ МАГМЫ
Интенсивные параметры кристаллизации
Известково-щелочная версия программы КОМАГМАТ
Расчет траекторий кристаллизации исходных магм влк. Безымянный
Роль амфибола в генезисе андезитов вулкана Безымянный
Геохимические эффекты связанные с кристаллизацией в пограничном слое (BLF-кристаллизация)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список опубликованных работ по теме диссертации
|
Реферат:
Актуальность темы. Исследования кристаллизационных процессов, проходящих в подводящих каналах и магматических камерах островодужных вулканических систем, дают информацию для
оценки термодинамических условий и определения динамических факторов, контролирующих формирование главных типов магматических серий. Эти данные составляют информационный базис
современных моделей образования и эволюции субдукционных магм. В случае известково-щелочных серий эти модели обычно предполагают двухстадийные схемы формирования, которые
включают выплавление первичных высокомагнезиальных (ВМБ) или высокоглиноземистых (ВГБ) расплавов с последующей эволюцией по линии образования андезитов, дацитов и риолитов.
Главным фактором дифференциации при этом являются процессы кристаллизации исходных и производных расплавов, которые могут сопровождаться смешением магм и контаминацией коровым
материалом. В этой связи представляется важным и актуальным всестороннее изучение ассоциаций основных, средних и кислых вулканитов, для которых можно предполагать единый родительский
источник и общий кристаллизационный механизм образования магматической серии. Лавы вулканов Ключевской и Безымянный представляют уникальную возможность проследить петрологическую
и геохимическую эволюцию однотипных исходных магм и их дериватов, поступавших из мантии в коровые очаги и на земную поверхность.
Цель исследования. В данной работе автор поставил задачу провести систематическое исследование составов пород и минералов вулкана Безымянный на основе современных прецизионных
аналитических методов. Эта задача направлена на решение следующих генетических проблем: (1) Выяснение петрогенетических соотношений между породами различных временных этапов
формирования вулкана - вулканическими образованиями терминальных извержений и продуктами ареального вулканизма, слагающими многочисленные экструзивные купола. (2) Выяснение
относительной роли процессов фракционной кристаллизации, ассимиляции и смешения магм при образовании данной известково-щелочной серии; (3) Оценка состава исходных магм андезитового
вулкана Безымянный и природы возможной генетической связи этих расплавов с близкими по составу продуктами эволюции базальтового магматизма вулкана Ключевской; (4) Определение
термодинамических условий кристаллизации магм и разработка согласованной петролого-геохимической модели формирования андезито-базальт-дацитовой серии вулкана Безымянный.
Научная новизна работы. Впервые для камчатских вулканов получен геохимический материал, позволяющий проследить эволюцию макро- и микроэлементного состава пород и минералов
в комбинированной магматической системе вулканов Ключевской-Безымянный, с момента формирования первичных высокомагнезиальных мантийных магм до образования крайних продуктов
дифференциации - андезитов и дацитов. Обоснован вывод о геохимическом родстве пород ареальных образований (дацитов и андезитов экструзивных куполов) и пород терминальных извержений
(двупироксеновых и роговообманковых андезитов) вулкана Безымянный. Определен состав исходной магмы вулкана Безымянный. Предложен метод учета влияния воды на фазовые равновесия,
разработаны и интегрированы в программу КОМАГМАТ новые известково-щелочные версии геотермобарометров. Проведены расчеты фракционирования исходных водосодержащих магм вулкана
Безымянный. Выявлены закономерности в поведении ряда микроэлементов, указывающие на возможную роль процессов подмешивания кислых остаточных расплавов из пограничного слоя
кристаллизации к основному объему магматического резервуара.
Практическая значимость работы. На примере вулканов Ключевской и Безымянный получены петролого-геохимические данные об условиях эволюции магматической системы с момента формирования
первичных высокомагнезиальных мантийных магм до образования андезитовых и дацитовых расплавов. Эти данные могут быть положены в основу разработки физико-химических и геодинамических
моделей эволюции магматизма центральной Камчатки и других островодужных систем.
Фактическая основа работы. Результаты диссертационной работы основаны на изучении коллекции из 60 образцов пород вулкана Безымянный и 15 представительных базальтов Ключевского
вулкана. Основную часть этой коллекции cоставляют образцы, любезно предоставленные А.Ю. Озеровым (ИВ ДВО РАН). 7 образцов отобраны автором при проведении работ на вулкане
Ключевской в 1997 г. Андезитобазальт вулкана Камень и пять дополнительных образцов предоставил для исследования А.П. Максимов (ИВ ДВО РАН). 15 образцов базальтов Ключевского
вулкана относятся к коллекции А.А. Арискина и Г.С. Барминой (ГЕОХИ РАН).
Постановка задачи и основной объем исследований проведены автором в коллективе лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Института геохимии
и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН под руководством д.г.-м.н. А.А. Арискина. Аналитические исследования пород и минералов были проведены автором под руководством
проф. Джун-Ичи Кимуры в геохимической лаборатории геологического факультета университета Шимане (Япония).
Главные методы исследования обобщение и анализ литературных данных, прецезионные химические методы анализа пород и минералов (XRF, ICP-MS, TIMS, LA-ICPMS, ЕРМА всего более
5000 элементо-определений), методы сепарирования минералов (тяжелые жидкости, магнитосепаратор), модальный и генетический анализ ассоциаций фенокристаллов, калибровки геотермометров
минерал-расплав, модернизация ЭВМ-программ, моделирующих кристаллизационные процессы, а также проведение термодинамических расчетов кристаллизации исходных магм и сопоставление
полученных результатов с данными природных наблюдений.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4-х глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включающих фотографии пород и шлифов (Приложения В и С), а также
таблиц, содержащих результаты химических анализов (Приложение А). Основной материал работы изложен на 238 страницах, которые содержат 16 таблиц и 90 рисунков. Список цитируемой
литературы включает 387 наименований.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 4 статьи. Результаты исследований докладывались на 6 отечественных и 11 международных совещаниях и конференциях, в том числе:
XIII Российском совещании по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 1995); Международной конференции посвященной 100-летию со дня рождения Н.А. Елисеева (Санкт-Петербург,
1998); Международном симпозиуме посвященном 100-летию академика Д.С. Коржинского (Москва, 1999); Ежегодном семинаре экспериментаторов (Москва, 1996); Конференции молодых ученых
ГЕОХИ РАН (Москва, 1999); Научной школе 8 рейса НИС "Академик Иоффе" (2000); на симпозиумах Европейского союза наук о земле EUG-IX, EUG-X (Страссбург, Франция, 1997, 1999);
на конференции Минеральные равновесия и базы данных (Эспуу, Финдляндия, 1997); на конференциях Европейского объединения экспериментаторов EMPG-VIII и EMPG-X (Бергамо, Италия
2000 и Франкфурт, Германия 2004); на XXXI Геологическом конгрессе (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2000); на рабочем совещании по программе бурения магматического канала вулкана
Унзен (Шимабара, Япония, 2002); Объединенном совещании наук о Земле и Планетах (Токио, Япония, 2002); Гольдшмитовской конференции (Курашики, Япония, 2003), 1-ой Генеральной
ассамблеи Европейского союза наук о земле EGU-2004 (Ницца, Франция, 2004).
|
Библиография:
Альмеев Р.Р., Арискин А.А, Озеров А.Ю, Кононкова Н.Н. (2002) Проблемы стехиометрии и термобарометрии магматических амфиболов (на примере роговых обманок из андезитов вулкана Безымянный, Восточная Камчатка) Геохимия. N 8. с. 723-738. Альмеев Р.Р., Арискин А.А, Озеров А.Ю. (2001) ЭВМ-модель кристаллизации известково-щелочных магм (на примере вулканов Kлючевской и Безымянный). В сборнике Проблемы геологии континентов и океанов: Доклады российских ученых участников 31-го МГК. Магадан. Корцис. с.164-174. Альмеев Р.Р., Русаков В.С., (2000) Мёссбауэровские исследования амфибола из андезитов вулкана Безымянный (Восточная Камчатка). Вестник ОГГГГН РАН, 5(15) с. 23. Альмеев Р.Р. (1999) Расчет фазовых равновесий при кристаллизации известково-щелочных расплавов в безводных условиях. Физико-химические проблемы эндогенных геологических процессов, Международный симпозиум посвященный 100-летию академика Д.С.Коржинского, Москва, с. 163-164 Арискин А.А., Мешалкин С.С., Альмеев Р.Р., Бармина Г.С., Николаев Г.С. (1997) Информационно-поисковая система ИНФОРЭКС: анализ и обработка экспериментальных данных по фазовым равновесиям изверженных пород. Петрология. Т.5. N 1. с.32-41. Альмеев Р.Р., Арискин А.А. (1996) ЭВМ-моделирование расплавно-минеральных равновесий в водосодержащей базальтовой системе. Геохимия. N 7. с. 624-636. Мешалкин С.С., Арискин А.А., Бармина Г.С., Николаев Г.С., Альмеев Р.Р. (1996) Разработка базы экспериментальных данных по расплавно-кристаллическим равновесиям изверженных пород: система ИНФОРЭКС (версия 3.0). Геохимия. N 2. с. 99-105. Альмеев Р.Р., Арискин А.А. (1995) Расчет растворимости воды в расплавах базальтов и андезитов при давлениях до 10 кбар. XIII Российское совещание по экспериментальной минералогии. Тезисы докладов. 12-15 сентября 1995г. Черноголовка. С. 126 Almeev R.R., Kimura, J.-I., Ozerov, A.A., Ariskin, A.A., Barmina, G.S. (2004) Geochemistry of Bezymianny volcano lavas: signatures of a mantle precursor and magma fractionation. Geophysical Research Abstracts, 6: 04913. Almeev R.R., Ariskin, A.A., Pletchov, P.Y. (2004) Calculations of mineral-melt equilibria in tholeiitic system: MELTS versus COMAGMAT, Lithos, 73 (1-2): S1 Ariskin, A.A., Almeev R.R., Barmina, G.S., Kimura, J.-I., Khubunaya, C.A. (2004) Magnesian magmas and melt inclusions: a lack of correspondence in Klyuchevskoy volcano lavas, Geophysical Research Abstracts, 6: 04899. Almeev R.R., Kimura, J.-I., Ozerov, A.A., Ariskin, A.A., Barmina, G.S. (2003) From high-Mg basalts to dacites: continued crystal fractionation in the Klyuchevskoy-Bezymianny magma plumbing system, Kamchatka, Geochimica et Cosmochimica Acta, 67 (18): A13-A13. Almeev R.R., Kimura, J.I., Ozerov, A.A., Ariskin, A.A.,. (2002). Geochemical evidences of the genetic relationships between basalts of Klyuchevskoy and andesites of Bezymianny volcanoes. The Japan Earth and Planetary Science Joint Meeting: Tokyo, Japan. Almeev R.R., Ozerov, A.A., Ariskin, A.A., Kimura, J.I. (2002). The role of hornblende fractionation in the generation of andesitic lavas of Bezymianny volcano, Kamchatka: phase equilibria analysis. The Japan Earth and Planetary Science Joint Meeting: Tokyo, Japan. Almeev R.R., Ariskin, A.A. (2002). Phase equilibria modeling of calc-alkaline series of Bezymianny volcano, Kamchatka. Unzen Workshop 2002: Shimabara, Japan, pp. 78-79. Almeev R.R. & Ariskin A.A. (2000) A numerical model for the calculation of mineral-melt equilibria in calc-alkaline magmas. 31 International Geological Congress, Rio de Janeiro, Brazil, 6-17 August, CD Abstracts Volume, section 6/4 Almeev R.R. & Ariskin A.A. (2000) A numerical model for the calculation of phase equilibria in calc-alkaline magmas. EMPG-VIII, Bergamo, Italy, 16-19 April, P. 4. Almeev R.R. (1999) Calculating crystallization of calc-alkaline magmas at dry conditions. EUG-10, Strasbourg, France, 28.03-01.04, 1999. O08/5P, P. 795. Almeev R.R. & Ariskin A.A. (1997) The effect of H2O on mineral crystallization tempera-tures in basaltic melts. Symp.53 "Water and melts", EUG 9, Strasbourg, 23-27 March, V.9. P. 481. Ariskin A.A., Barmina G.S., Meshalkin S.S., Nikolaev G.S., Almeev R.R. (1996) INFOREX-3.0: A database on experimental phase equilibria in igneous rocks and synthetic sys-tems. Computers & Geoscience. V. 22. p. 1073-1082.
|
|
