Н.Л.Миронов "Эволюция высокоглиноземистых базальтов Ключевского вулкана  (Камчатка) по данным изучения магматических включений в минералах"

4. Объект исследования.

4.1. Геология Ключевского вулкана и потока Апахончич.

Ключевской вулкан - самый активный и мощный базальтовый вулкан Курило-Камчатской вулканической островной дуги. Он находится в Ключевской группе вулканов, расположенных в северной части Курило-Камчатской депрессии. Абсолютная высота составляет ок. 4750 м. Наряду с извержениями вершинного кратера для него характерны прорывы и извержения побочных кратеров (см. рис.2). Одним из побочных кратеров является Апахончич (имя, которое давали в древности камчадалы всем горящим вулканам). Он образовался 23 октября 1946 г. на восточном склоне Ключевского вулкана на высоте 1620 м над уровнем моря, в 40 км от с. Ключи. Извержение было сильным, но кратковременным и продолжалось около месяца. Объем продуктов извержения - 21 млн м³, эффузивного материала - 18. Эффузивный индекс - 86. Извержение относится к стромболианскому типу. Длина образовавшегося потока составляет ок. 10 км со шлаковым конусом ок. 100 м. Поток имеет типичную глыбовую поверхность [Набоко С. И., 1949, 1953].

Рис.2 Схема расположения побочных прорывов Ключевского вулкана по В. Н. Двигало (Институт вулканологии ДВО РАН) с добавлением Арискина и др.,1995 1 - шлаковые конуса (I-Булочка, II-Новограбленова, III-Лучицкого, IV-Слюнина); 2 - лавовые потоки 1932-1990 гг. с указанием года извержения (V-Туйла, VI-Билюкай, VII-Заварицкого, VIII-Былинкиной, IX-Пийпа) 3 - русла сухих речек; 4 - горизонтали.

Для детального изучения нами были выбраны базальты именно этого потока Апахончич. Эти породы являются типичными глиноземистыми базальтами характерными для Ключевского вулкана (см. рис.1). На гистограмме (рис.1а) видно, что наиболее распространенными среди базальтов Ключевского вулкана являются базальты с содержанием MgO 5.5-6 мас.% (92 анализа из коллекции А. П. Хренова). Содержание MgO в базальтах потока Апахончич (5.45-5.85 мас.%) соответствует пику распространенности.

4.2. Петрография и минералогия базальтов.

Визуально лава потока Апахончич является оливиновым базальтом черного и темно-серого цвета с плотной и пузыристой текстурой. Минералы - вкрапленники представлены плагиоклазом (Pl), клинопироксеном (авгит, редко пижонит) (Cpx) и оливином (Ol). Количество темноцветных вкрапленников Cpx и Ol варьирует в широких пределах, увеличиваясь к донным частям потока. Верхние части потока - стекловатые, сильно пористые, вкрапленники представлены плагиоклазом. В целом плагиоклаз преобладает среди вкрапленников. Кроме вкрапленников оливина весьма характерны ксенокристаллы оливина, которые встречаются наряду с недезентегрированными гипербазитовыми нодулями. В конце потока встречен ксенолит жильного кварца (Бакуменко, 1975; описание П. Ю. Плечова).

Микроскопически - это типичный глиноземистый базальт с порфировой структурой и с интерстициальной структурой основной массы. Можно выделить 2 основные генерации вкрапленников. Ранняя генерация представлена крупными кристаллами (1-5 мм) и гломеропорфировыми сростками оливина и клинопироксена - Ol (Fo_91-78) и Cpx (#Mg_{86 и >-78}). Cpx заметно преобладает над оливином. Оливин часто имеет неровные резорбированные контуры.

Вторая генерация вкрапленников представлена мезовкрапленниками (0.1-0.7 мм) Ol (Fo_77-70) и Cpx (# Mg_77-70)(авгита, реже пижонита), при этом в авгите присутствует большое количество твердофазных включений плагиоклаза (An_68-58). В породе отмечается большое количество крупных вкрапленников Pl (An_55-83), которые по структурным взаимоотношениям с вкрапленниками 1-ой генерации, а также по составу твердофазных включений в них Cpx и Ol (# Mg не превышает 77-78 - данные Озерова, Хубуная,1992) относятся ко 2-ой генерации вкрапленников.

Основная масса породы сложена микролитами плагиоклаза (An_50-30), пижонитом (En_66-68), титаномагнетитом и кислым стеклом (68-71 мас.% SiO₂).

Рассмотрим данные по изучению твердофазных включений, что дополнительно позволит уточнить последовательность кристаллизации базальтов (см. Табл.1 и рис.6). Твердофазные включения установлены в оливине, клинопироксене и плагиоклазе и представлены силикатными (Ol, Cpx, Opx, Pl) и рудными (шпинель и Ti-Mt) минералами. В оливине (Fo_84-87) встречены включения хромистой шпинели (CRN_58-71, Cr2O3 > 45 мас.%), что говорит о совместной кристаллизации. Магнезиальность включений Cpx в Ol и Ol в Cpx варьирует от 71 до 78, а включения плагиоклаза встречены в Cpx (#Mg₇₇) и Ol(Fo₇₁). Полученные данные позволяют говорить, что, по крайней мере, начиная с #Mg Ol и Cpx равной 77 происходила совместная кристаллизация Ol, Cpx, Pl.

Табл.1
Данные по твердофазным включениям в оливинах и клинопироксенах из ВГБ потока Апахончич.
host - минерал-хозяин; inclus - минерал-твердофазное включение
#Mg - Mg/(Mg+Fe2t); Fo - Mg/(Mg+Fe2t); An - Ca/(Ca+Na); Crn - Cr3/(Cr3+Al+Fe3)
Т посчитана по Ol - Aug геотермометру [Loucks, 1996]

Рис.6 A - кристаллические включения Ol в Cpx и Cpx в Ol;

кристаллические включения шпинели в оливине

кристаллические включения плагиоклаза в оливине и клинопироксене

кристаллические включения Opx в Ol и Cpx

Встречены также единичные включения Opx (#Mg_74.9) в Cpx (#Mg_73.5) и Opx (#Mg_76.2) в Ol (Fo_74.1). Это свидетельствует, что в момент котектической кристаллизации Ol, Cpx, Pl присутствовал и Opx.

К сожалению в плагиоклазе не было встречено твердофазных включений кроме единичного Opx (#Mg_64.6) и включений амфибола.

На основании вышеприведенного можно заключить, что ранними котектическими фазами данных базальтов являются оливин (Fo_91-78) и клинопироксен (#Mg_{78-86 и >}) в присутствии шпинели CRN_58-71. Плагиоклаз (An_55-83) кристаллизуется на более поздних этапах эволюции расплава в парагенезисе с оливином Fo_76-70, клинопироксеном #Mg_77-70 небольшим количеством ортопироксена En_76-65.