Basalt Alteration in High-Temperature Oxidizing-Type Fumaroles at the Tolbachik Volcano (Kamchatka, Russia). Part 1. Processes and Products of Olivine Alteration

M. O. Bulakh; Булах М. О.; I. V. Pekov; Пеков И. В.; N. N. Koshlyakova; Кошлякова Н. Н.; M. A. Nazarova; Назарова М. А.

doi:10.31857/S0869605523030036

Basalt Alteration in High-Temperature Oxidizing-Type Fumaroles at the Tolbachik Volcano (Kamchatka, Russia). Part 1. Processes and Products of Olivine Alteration

Authors: Bulakh M.O.¹, Pekov I.V.¹, Koshlyakova N.N.¹, Nazarova M.A.²
Affiliations:
1. Faculty of Geology, Moscow State University
2. Institute of Volcanology and Seismology
Issue: Vol CLII, No 3 (2023)
Pages: 1-35
Section:
URL: https://journals.rcsi.science/0869-6055/article/view/136734
DOI: https://doi.org/10.31857/S0869605523030036
EDN: https://elibrary.ru/XFYKSR
ID: 136734

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

This paper is devoted to the olivine pseudomorphization processes occurring in basalt under the action of high-temperature O₂-rich gas in oxidizing-type fumaroles at the Tolbachik volcano (Kamchatka, Russia). The alteration of olivine with composition Fo_72–90 in a terraneous oxidizing-type exhalation system involves two independent processes: (1) oxidative breakdown (above 600 °C) with the formation of forsterite Fo_90–100 together with hematite, magnesioferrite, and, presumably, “magnesian laihunite”; (2) replacement by mineral aggregates in which pyroxenes [enstatite, clinoenstatite, diopside, aegirine-augite (Ca_0.5Na_0.5)(Mg_0.5Fe_0.5)Si₂O₆], low-alumina fluoromagnesian micas (yangzhumingite and fluorotetraferriphlogopite), chondrodite or cristobalite are the main components accompanied by hematite, sometimes with magnesioferrite or tenorite. In the active Arsenatnaya fumarole, the change of the main Si minerals in pseudomorphs with the gas temperature decrease occurs in a sequence that generally reflects an increase in the degree of condensation of tetrahedral Si-O motifs: olivine (forsterite) → orthopyroxene (enstatite) → clinopyroxenes → micas → cristobalite.

Keywords

pseudomorphs, oxidative breakdown of olivine, gas metasomatism, forsterite, yangzhumingite, fluorotetraferriphlogopite, fumarole, Tolbachik volcano

References

Александров С.М. Геохимия скарно- и рудообразования в доломитах. М.: Наука, 1990. 344 с.
Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975–1976 / под ред. С.А. Федотова. М.: Наука, 1984. 637 с.
Булах М.О., Пеков И.В., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Кошлякова Н.Н., Бритвин С.Н., Сидоров Е.Г. Максимально фтористый флюоборит из фумарольных эксгаляций вулкана Толбачик // ЗРМО. 2021. Т. 150. № 2. С. 42–56.
Васильев Ю.Р., Золотухин В.В. Ультраосновные пегматоиды некоторых оливинитовых интрузий севера Сибирской платформы / Материалы по генетической и экспериментальной минералогии. 1975. Т. 8. С. 237–263.
Вергасова Л.П., Филатов С.К. Опыт изучения вулканогенно-эксгаляционной минерализации // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3–17.
Волынец О.Н., Флеров Г.Б., Хренов А.П., Ермаков В.А. Петрология вулканических пород трещинного Толбачинского извержения 1975 г. // ДАН СССР. 1976. Т. 228. № 6. С. 1419–1422.
Волынец О.Н., Флеров Г.Б., Андреев В.Н. Петрохимия, геохимия и вопросы генезиса пород БТТИ 1975–1976 гг. // ДАН СССР. 1978. Т. 238. № 4. С. 940–943.
Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Кулаков Р.Ю., Карманов Н.С. Физико-химические параметры кристаллизации расплавов в промежуточных надсубдукционных камерах (на примере вулканов Толбачинский и Ичинский, Камчатка) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 7. С. 1265–1291.
Клещев А.А. Фазовые и структурные превращения высокомагнезиального оливина при низкотемпературном окислении. Автореф. дис. … к. г.-м. н. М., 1998. 26 с.
Коржинский Д.С. Закономерности ассоциации минералов в породах архея Восточной Сибири // Труды Института геологических наук. 1944. Вып. 61. 112 с.
Меняйлов И.А., Никитина Л.П., Шапарь В.Н. Геохимические особенности эксгаляций Большого трещинного Толбачинского извержения. М.: Наука, 1980. 235 с.
Минералы: Справочник (под ред. Ф.В. Чухрова) Т. 3. вып. 1. М.: Наука. 1972. 884 с.
Миронов Н.Л., Портнягин М.В. Связь окислительно-восстановительных условий плавления мантии и содержаний меди и серы в первичных магмах на примере Толбачинского дола и хребта Хуан де Фука (Тихий океан) // Петрология. 2018. Т. 26. № 2. С. 140–162.
Набоко С.И., Главатских С.Ф. Постэруптивный метасоматоз и рудообразование. М.: Наука, 1983. 165 с.
Набоко С.И., Главатских С.Ф. Реликты постэруптивной деятельности на старых конусах Толбачинского дола, Камчатка // Вулканология и сейсмология. 1992. № 5–6. С. 66–86.
Пеков И.В., Агаханов А.А., Зубкова Н.В., Кошлякова Н.Н., Щипалкина Н.В., Сандалов Ф.Д., Япаскурт В.О., Турчкова А.Г., Сидоров Е.Г. Фумарольные системы окислительного типа на вулкане Толбачик – минералогический и геохимический уникум // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 5–6. С. 826–843.
Плечов П.Ю., Щербаков В.Д., Некрылов Н.А. Экстремально магнезиальный оливин в магматических породах // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 12. С. 2129–2147.
Серафимова Е.К., Семенова Т.Ф., Сулимова Н.В. Минералы меди и свинца древних фумарольных полей горы 1004 (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 1994. № 3. С. 35–49.
Толбачинское трещинное извержение 2012–2013 гг. (ТТИ-50) / под ред. Е.И. Гордеева и Н.Л. Добрецова. Новосибирск: изд-во СО РАН, 2017. 421 с.
Хисина Н.Р., Храмов Д.А., Клещев А.А., Сафрошкин В.Ю. Кинетика окисления оливина Mg1.78Fe0.22SiO4 при 700 °C // Доклады АН. 1993. Т. 333. № 4. С. 498–502.
Шабынин Л.И. Формация магнезиальных скарнов. М.: Наука, 1973. 214 с.