Геохимия кислых щелочных пород вулкана Пектусан
Попов В.К.,^* Сахно В.Г.,^* Кузьмин Я.В.,^** Гласкок М.Д.^***,
*Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, г. Владивосток

**Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, г. Владивосток

***Исследовательский реакторный центрУниверситета Миссури, г. Колумбия, США

Вулкан Пектусан (Байтоушань) расположен на границе Кореи и Китая, его координаты: 42^о 00? с.ш. и 128^о04? в.д., высшая отметка 2744 м. Является единственным действующим вулканом на окраине Азиатского материка. Представляет собой стратовулкан диаметром 10 км, конус которого сложен, главным образом, лавами и пирокластическими отложениями трахитов, щелочных трахидацитов, пантеллеритов и комендитов. Вулкан расположен на базальтовом плато Чанбайшань, нижняя часть которого сложена щелочными базальтами, а верхняя √ толеитами. Вершинная кальдера (4х6 км) с озером Тяньчи сформировалась в период 969╠20 лет н.э. (Horn, Schmincke, 2000) в результате катастрофического направленного взрыва. При извержении было выброшено 96╠19 км³ тефры комендитового состава и огромный объем газов (H₂O, Cl, F и S). Последние вулканические события произошли в 1702 г с извержением внутри кальдеры игнимбритов и туфов трахитового состава и в 1898 г √ фреатомагматическое извержение в кратерном озере с выбросом пара, газа и песка.

Вулканические породы Пектусана относятся к щелочнобазальт√трахит√пантеллерит-комендитовой серии, отражающей плиоцен-четвертичный этап вулканизма Восточно-Китайской рифтовой системы в пределах северо-восточного ответвления разлома Тан-Лу.

Кислые щелочные породы вулкана Пектусан слагают его конус (лавы, игнимбриты, туфы), а также поля рыхлых пемзовых отложений вокруг вулканической постройки. Вулканические породы представлены щелочными трахидацитами, пантеллеритами и комендитами в переслаивании с трахитами. На склонах вулкана известны трубки взрыва, представленные щелочными базальтами. Кислые эффузивы сложены стекловатыми разностями. Для игнимбритов характерны фьямме и прослои вулканического стекла. Пантеллериты образуют стекловатые лавовые потоки. Как правило, породы содержат порфировые вкрапленники щелочных минералов √ арфедсонита, эгирина, калиевого полевого шпата, а также фаялита, анортоклаза, кислого плагиоклаза. Акцессорные минералы представлены цирконом, апатитом, монацитом, ильменитом.

Анализ содержания микроэлементов в щелочных породах вулкана (таблица) и характера их распределения на спайдер-диаграммах (рисунок) показывает, что для них характерны высокие концентрации высокозарядных (HFSE), крупноионных литофильных (LILE) и редкоземельных (REE) элементов, как для кислых, так и для базальтоидных пород.

Результаты изотопных соотношений неодима, стронция и свинцов (Basu et al., 1991; Сахно, 2001) позволяют считать их производными плюмового вулканизма, источником которого были глубинные резервуары типа EMI. Более ранние базальты основания сопоставимы с составом внутриплитных толеитов и E-MORB (Федоров, Филатова, 2002).

В кислых щелочных породах наблюдается фракционированный спектр распределения элементов (таблица, рисунок). На фоне высоких концентраций HFSE и LILE с максимумами для Cs, Rb, Th, U, Hf, Zr, для них характерны низкие концентрации Ba и Sr, образующих на кривых глубокие минимумы. Кривые распределения REE для этой группы пород имеют отрицательный наклон и наличие европиевого минимума.

Таким образом, особенности геохимического состава свидетельствуют о генетической связи щелочных базальтов, трахитов и кислых щелочных пород вулкана Пектусан. Происхождение комендитовых магм Пектусана объясняется фракционированием из трахитового расплава анортоклаза, геденбергита и фаялита (Horn, Schmincke, 2000). На наш взгляд формирование кислых щелочных пород связано с процессами флюидно-магматической эволюции трахитовых расплавов крайне насыщенных летучими компонентами √ Cl, F, S, H₂O.

Таблица

Элементт	1-1	1-2	П-505/5	П-509/1	П-509/8	П-509/2	ПВ-1	ПВ-2	П-509
Co	0.38	0.38	1.53	1.03	0.96	0.30	0.29	0.25	0.21
Sc	1.25	1.25	5.45	4.51	4.03	1.55	0.56	0.38	0.87
Zn	62	59	131	156	131	214	254	235	288
Sb	0.36	.36	0.15	0.14	0.14	0.38	0.43	0.46	0.50
Cs	3.71	3.75	1.37	1.43	1.39	2.85	5.35	5.16	4.14
Rb	226	224	127	136	133	232	346	338	296
Ba	143	136	79	43	√	7	√	36	√
Sr	28	23	√	√	√	√	√	√	√
La	65.81	66.57	75.69	80.84	84.56	145.45	158.19	156.93	201.92
Ce	135.47	134.40	148.38	155.44	162.28	273.45	316.68	303.60	386.73
Nd	62.28	50.68	62.55	65.57	65.76	111.87	103.54	101.76	146.72
Sm	10.41	10.45	11.50	12.04	12.09	21.05	26.35	24.92	28.20
Eu	0.37	0.36	0.64	0.48	0.40	0.32	0.37	0.35	0.48
Tb	1.54	1.55	1.47	1.48	1.49	2.85	3.89	3.69	4.08
Dy	10.38	9.43	7.62	8.36	8.22	16.55	23.91	21.76	21.87
Yb	4.01	3.94	3.49	4.34	4.30	8.97	10.22	9.77	10.20
Lu	0.70	0.69	0.52	0.57	0.59	1.28	1.61	1.59	1.65
Ta	6.18	6.23	4.17	4.37	4.29	10.33	14.80	14.14	13.84
Zr	250	260	484	519	514	1467	1890	1882	1887
Hf	9.98	9.82	14.23	14.89	14.69	40.11	54.23	52.42	52.96
Th	27.05	27.10	12.27	12.94	12.76	26.42	45.92	44.31	38.24
U	3.65	3.52	4.86	5.00	5.71	12.19	15.42	15.15	15.12
Cl	724	782	378	483	425	972	2485	2344	1357

Примечание. Микроэлементный состав определен нейтронно-активационными методом в исследовательском реакторном центре университета Миссури, г. Колумбия, США. Прочерк √ не обнаружено.

Вулканическая активность Пектусана связана с проявлением глубинного плюмового источника из обогащенной мантии и является примером внутриплитного магматизма, проявленного в позднекайнозойских континентальных рифтах восточной окраины Азии.

Работа выполнена при финансовой поддержке CRDF(грант RG1-2538-VL-03), ДВО РАН ╧ 05-III-А-08-099 и программы ╧13 Президиума РАН.

зеркало на сайте "Все о геологии"