Том 31, № 3 (2023)

Роль и условия ликвационного отделения или кристаллизации сульфидной фазы в процессе эволюции магм в зонах субдукции – это дискуссионные вопросы, имеющие отношение к механизму формирования медно-порфировых месторождений и эволюции континентальной коры. Нами изучены редкие вулканические породы с включениями магматических сульфидов в оливине – базальты горы Медвежья в Авачинской группе вулканов. Породы относятся к примитивным (Mg# = 66 мол. %) островодужным оливиновым базальтам умеренно-К серии. Среди вкрапленников оливина преобладают (~98%) кристаллы с нормальной зональностью и типичным для базальтов Камчатки составом, за исключением необычного тренда увеличения содержания MnО от 0.20 до 0.55 мас. % и понижения Fe/Mn от 60 до 35 при изменении состава оливина от Fo_87.8 до Fo_78.2. Оливин этой группы содержит многочисленные включения минералов группы шпинели, варьирующие по составу от хромистой шпинели до магнезиального магнетита. Вкрапленники оливина с сульфидными включениями отличаются отсутствием или слабой обратной зональностью, пониженными содержаниями Ca, Ni, Mn, Cr и Al. Оцененные температуры кристаллизации оливина преобладающего типа составляют 1036–1241°С, для сульфидсодержащего оливина – 1010–1062°С. Полученные данные позволяют предположить, что кристаллизация основной популяции оливина происходила в относительно малоглубинных условиях и сопровождалась сильным окислением магм. Характер зональности и особенности состава сульфидсодержащего оливина, напротив, предполагают его ксеногенную природу и вероятную кристаллизацию в глубинных коровых условиях из низкотемпературных высоководных и/или низко-Са магм. Полученные результаты подтверждают возможность насыщения окисленных островодужных магм сульфидной фазой в условиях нижней коры, но показывают редкость этого процесса и его нетипичность для низкобарической стадии кристаллизации.

В 2021 г. на вулкане Ключевской (Камчатка) спустя более 30 лет доминирования вершинных извержений произошло уникальное событие: образовался побочный прорыв, названный в честь чл.-корр. АН СССР Г.С. Горшкова. Извержение началось сразу после окончания активизации вершинного кратера в 2020–2021 гг. на высоте 2850 м в северо-западной части вулкана, где раннее не наблюдалось проявлений побочного вулканизма. Представлены геохимические и изотопные Sr-Nd-Pb-O данные для лав вершинного и побочного извержений Ключевского вулкана в 2020–2021 гг., проведен сравнительный петрографический анализ и проанализированы составы фенокристаллов этих лав. Лавы обоих извержений – глиноземистые андезибазальты нормальной щелочности. Вариации составов основных оксидов в лавах вершинного извержения и в лавах прорыва им. Г.С. Горшкова (в мас. %): SiO₂ 53.1–53.2 и 51.6–53.2, MgO 5.6 и 5.5–6.0 соответственно. Оценки температур и давлений кристаллизации плагиоклаза показали, что для лав вершинного извержения они составляли 1210–1118°C и 12.3–3.6 кбар, для лав побочного прорыва – 1203–1119°C и 9.0–3.3 кбар. Содержание главных элементов, близость условий генерации плагиоклаза и особенности вариаций химического состава фенокристаллов Ol, Cpx и Pl в лавах обоих извержений свидетельствуют о генетической взаимосвязи магм, питавших вершинное и побочное извержения. Лавы вершинных извержений 2016 г., 2020–2021 гг., как и лавы предшествующих вершинных извержений Ключевского вулкана, характеризуются весьма выдержанными Sr‑Nd‑Pb изотопными характеристиками: ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.703625–0.703626, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.513085–0.513102, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.3148–18.3179. Изотопные отношения ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (15.5022–15.5107) и ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (37.9597–38.0143) для лав последних вершинных и побочного извержений значительно выше, чем для лав всех извержений прошлого, что говорит о более сложных процессах эволюции магм на коровых уровнях. Значения δ¹⁸O = 6.49–7.39 ‰ (SMOW) в лавах рассматриваемых извержений согласуются с ранее опубликованными данными по Ключевскому вулкану. Лавы прорыва им. Г.С. Горшкова обогащены, по сравнению с лавами последних вершинных извержений, Ba, Zr, Sr и другими несовместимыми элементами при постоянном содержании MgO, что указывает на различия путей эволюции их магм. Резко повышенные значения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.703673–0.703743) в лавах побочного прорыва им. Г.С. Горшкова, не наблюдавшиеся ранее в лавах Ключевского вулкана, свидетельствуют об интенсивной ассимиляции исходными расплавами корового вещества в северо-западной части вулкана.

Проведено петрографическое, минералогическое и геохимическое исследование дунитов, пироксенитов, перидотитов и габброидов из офиолитового комплекса Камчатского мыса (Камчатка, Россия), направленное на выявление когенетичных ассоциаций магматических пород и определение вероятных геодинамических обстановок их формирования, а также на тестирование различных критериев когенетичности разных типов магматических пород в составе офиолитовой ассоциации. Установлено, что исследованные ультрамафиты–мафиты относятся к двум генетическим сериям, различающимся по составу первичных минералов, минеральному составу пород и оцененным составам захваченных расплавов. Формирование пород этих серий происходило из расплавов разных геохимических типов в разных геодинамических обстановках в разных эпизодах мантийного магматизма. Породы, отнесенные к высокотитанистой серии (габброиды Оленегорского массива, ксенолиты дунитов и меланократовых габброидов в них, прожилки габброидов в ксенолитах), образовались из расплавов типа N-MORB в океаническом центре спрединга. Формирование пород, отнесенных к низкотитанистой серии (жильных дунитов, пироксенитов и габброидов в реститовых шпинелевых перидотитах Солдатского массива, а также пироксенитов, перидотитов и габброидов из центральной и западной частей полуострова), происходило из высоководных расплавов бонинитового типа и связано с ранним этапом островодужного магматизма. Учитывая отсутствие известных проявлений бонинитов в офиолитовом комплексе Камчатского мыса, можно предполагать, что плутонические ультрамафиты, в том числе жильные, могут быть единственным свидетельством этапа надсубдукционного бонинитового магматизма в процессе формирования офиолитовых комплексов. Продемонстрировано, что методика оценки состава захваченного расплава в плутонических ультрамафитах и габброидах на основании валовой геохимии и первичной минералогии позволяет делать более определенные и обоснованные выводы о геодинамической обстановке формирования этих пород и о степени их когенетичности с пространственно ассоциирующими базальтами, чем выводы, основанные лишь на составе первичных минералов в породах.