Geological Structure Features and Rocks Composition of Kronotsky Volcano, the Largest Stratovolcano in the Frontal Zone of the Eastern Volcanic Belt of Kamchatka
- Authors: Gorbach N.V.1, Rogozin A.N.1
-
Affiliations:
- Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 17, No 5 (2023)
- Pages: 26-45
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0203-0306/article/view/140805
- DOI: https://doi.org/10.31857/S020303062370027X
- EDN: https://elibrary.ru/FRUWFE
- ID: 140805
Cite item
Abstract
Based on the results of 2020‒2022 field works, this paper presents a characterization of the geological structure and whole rock composition of Kronotsky volcano, one of the poorly studied eruptive centers of the Eastern Volcanic Belt (EVB) of Kamchatka. The volume of the volcanic edifice is estimated at 350 km3, that significantly exceeds the volumes of other stratovolcanoes of the frontal zone of EVB. Rocks of a volcano are presented by low-K, high-Fe tholeiitic basalts and basaltic andesites (SiO2 = 47.04–53.15 wt %; K2O = = 0.24‒0.65 wt %; FeO*/MgO = 1.2‒2.89). The basalts show extremely low contents of silica, potassium, titanium, and phosphorus in comparison with rocks of other frontal volcanoes of Kamchatka. The revealed petrochemical features were used to clarify the belonging of the objects located at the junction of Kronotsky and Krasheninnikov volcanic edifices. The obtained data will serve as the background for further petrological and geochemical studies of the volcano, and also may be used for reconstruction the sequence of volcanic events in this area, including clarification of the history of Kronotsky Lake formation.
About the authors
N. V. Gorbach
Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: n_gorbach@mail.ru
Russia, 683006, Petropavlovsk-Kamchatsky, bul’var Piipa
A. N. Rogozin
Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
Email: n_gorbach@mail.ru
Russia, 683006, Petropavlovsk-Kamchatsky, bul’var Piipa
References
- Авдейко Г.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Современная тектоническая структура Курило-Камчатского региона и условия магмообразования // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. Петропавловск-Камчатский: ИВГиГ ДВО РАН, 2001. С. 9–33.
- Баранов Б.В., Цуканов Н.В., Гедике К. и др. Морфология и особенности строения зоны субдукции в районе сочленения Курило-Камчасткиой и Алеутской островных дуг // Океанология. 2022. Т. 62. № 4. С. 611–624.
- Влодавец В.И. Вулканы Советского Союза / Отв. ред. И.Г. Головко. М.: Гос. изд-во географической литературы, 1949. 164 с.
- Волынец О.Н., Пономарева В.В., Цурюпа А.А. Петрологические и тефрохронологические исследования вулкана Крашенинникова на Камчатке // Известия АН СССР. Сер. геологическая. 1989. № 7. С. 15–31.
- Гаврилов В.Т. Вулканы Кроноцкого заповедника // Известия ВГО. 1944. Т. 76. Вып. 5. С. 241–249.
- Горбач Н.В., Рогозин А.Н., Пономарева В.В. Вулкан Кроноцкий (Восточная Камчатка): особенности строения и первые представительные данные по геохимии пород // Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: Вулканизм и связанные с ним процессы. Петропавловск-Камчатский, 2022. С. 30–33.
- Гущенко И.И. Некоторые замечания о Кроноцкой сопке и ее побочных образованиях // Бюлл. вулканол. станций. 1957. № 26. С. 75‒80.
- Гущенко И.И. Вулкан Кроноцкий // Действующие вулканы Камчатки. Т. 2. М.: Наука, 1991. С. 52–61.
- Действующие вулканы Камчатки. Т. 2 // Отв. ред. С.А. Федотов, Ю.П. Масуренков. М.: Наука, 1991. 415 с.
- Крохин Е.М. Исследование Кроноцкого озера в марте–мае 1935 г. // Известия ВГО. 1936. Т. 68. Вып. 5. С. 702–727.
- Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование // Отв. ред. К.Н. Рудич. М.: Наука, 1980. 212 с.
- Мелекесцев И.В. Действующие и потенциально активные вулканы Курило-Камчатской островной дуги в начале XXI в.: этапы исследований, определение термина “действующий вулкан”, будущие извержения и вулканическая опасность // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2006. Вып. 7. № 1. С. 15–35.
- Новейший и современный вулканизм на территории Росиии. М.: Наука, 2005. 604 с.
- Новограбленов П.Т. Каталог вулканов Камчатки // Известия ВГО. Т. 64. Вып. 1. 1932. С. 88–99.
- Пономарева В.В. Вулкан Крашенинникова: история формирования и динамика активности // Вулканология и сейсмология. 1987. № 5. С. 28–44.
- Пономарева В.В., Брайцева О.А. Вулканическая опасность для района Кроноцкое озеро –Узон – Долина гейзеров // Вулканология и сейсмология. 1990. № 1. С. 27–42.
- Пономарева В.В., Чурикова Т.Г., Мелекесцев И.В. и др. Позднеплейстоцен-голоценовый вулканизм Камчатки // Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними техногенные катастрофы. 2008. Т. II. Новейший вулканизм северной Евразии: закономерности развития, вулканическая опасность, связь с глубинными процессами и изменениями природной среды и климата. М.: ИГЕМ РАН, С. 19–40.
- Тобелко Д.П., Горбач Н.В., Портнягин М.В. и др. Первые данные по составу минералов и предварительные оценки условий кристаллизации магм Кроноцкого вулкана (Восточный вулканический пояс Камчатки) // Материалы XXVI ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: Вулканизм и связанные с ним процессы. Петропавловск-Камчатский, 2023. С. 70–74.
- Шмидт П.Ю. Работы зоологического отдела на Камчатке в 1908–1909 гг. // Камчатская экспедиция Федора Павловича Рябушинского, снаряженная при содействии Русского географического общества. Зоологический отдел. Вып. 1. М.: Типография Товарищества Рябушинских, 1916. 432 с.
- Фролова М.Л. Район Кроноцкой сопки и вулкана Крашенинникова // Материалы IV Всесоюзного вулканологического совещания: Вулканы и геотермы Камчатки / Отв. ред. Э.Н. Эрлих. Петропавловск-Камчатский: ИВ ДВНЦ АН СССР, 1974. С. 193–223.
- Яцковский А.И. Маршрут первовосхождения на Кроноцкий вулкан // Бюлл. вулканол. станций. 1957. № 26. С. 81–85.
- Amosova A.A., Panteeva S.V., Chubarov V.M., Finkelshtein A.L. Determination of major elements by wavelength-dispersive X-ray fluorescence spectrometry and trace elements by inductively coupled plasma mass spectrometry in igneous rocks from the same fused sample (110mg) // Spectrochim. Acta. Part B. 2016. V. 122. P. 62–68. https://doi.org/10.1016/j.sab.2016.06.001
- Arculus R.J. Use and Abuse of the Terms Calcalkaline and Calcalkalic // J. of Petrology. 2003. V. 44. № 5. P. 929–935.
- Aoki Yosuke, Tsunematsu Kae, Yoshimoto Mitsuhiro. Recent progress of geophysical and geological studies of Mt. Fuji Volcano, Japan // Earth-Science Reviews. 2019. V. 194. P. 264–282. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.05.003
- Grosse P., Euillades P.A., Euillades L.D. et al. A global database of composite volcano morphometry // Bull. Volcanol. 2014. P. 784. https://doi.org/10.1007/s00445-013-0784-4
- Gill J.B. Orogenic andesites and plate tectonics. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag. 1981. 390 p.
- Gorbatov A., Kostoglodov V., Suarez G., Gordeev E. Seismi-city and structure of the Kamchatka subduction zone // J. of Geophys. Res. 1997. V. 102(B8). P. 17833–17898.
- Kepezhinskas P., McDermott F., Defant M. J. et al. Trace element and Sr–Nd–Pb isotopic constraints on a three-component model of Kamchatka Arc petrogenesis // Geochim. Cosmichim. Acta. 1997. V. 61(3). P. 577–600.
- Miyashiro A. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins // American Journal of Science. 1974. V. 274. P. 321–355.
- Straub S.M. Compilation of published major and trace elements and Sr-Nd-Pb-Hf isotope ratios of Quaternary-age arc volcanic rocks from 9 arc settings. Version 1.0. Interdisciplinary Earth Data Alliance (IEDA). 2017. https://doi.org/10.1594/IEDA/100664.
- Tatsumi Y., Kogiso T., Nohda S. Formation of a third volcanic chain in Kamchatka: generation of unusual subduction-related magmas // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. V. 120. P. 117–128. https://doi.org/10.1007/BF00287109
- Volynets O.N. Geochemical types, petrology and genesis of Late Cenozoic volcanic rocks from the Kurile-Kamchatka Island ark system // International Geological Review. 1994. V. 36. № 4. P. 373–405.
- Yamamoto T., Nakano S., Ishizuka Y. Temporal variations of magma composition, eruption style and rate at Fuji Volcano, Japan // Earth Planets and Space. 2021. V. 73. Article number: 169. https://doi.org/10.1186/s40623-021-01505-1