влк. ШИВЕЛУЧ
влк. Шивелуч

 

Синонимы: Шевелуч, Суелич (от ительменского "суелич" — курящаяся гора).

Местоположение. Координаты активного кратера: 56°38'с.ш., 161°19'в.д.

Географическое положение. Шивелуч — самый северный действующий вулкан Камчатки — расположен в северной части Центральной Камчатской депрессии.

Геология фундамента. Породы фундамента обнажаются у его северо-восточного подножия в 16—18 км от кратера. Это аргиллиты, туфогенно-осадочные, кремнисто-вулканогенные породы палеоген-нижнемиоценового (?) или мел-палеогенового (?) возраста, многочисленные

прорывающие их субвулканические тела и некки, а также верхнеплиоцен-нижнеплейстоце-новые лавы. В направлении к вулкану по серии сбросов кровля пород фундамента снижается от 500—600 до 100—200м. В юго-восточном секторе ближайший выход мел-палеогеновых пород фундамента (г. Пекруч) находится на расстоянии около 25 км от активного кратера. Высота их кровли от 140 до 220м. У северного подножия на расстоянии 21—22км от активного кратера кровля неогеновых туфогенных песчаников и алевролитов имеет высоту 260—300 м.

Морфология и строение. Шивелуч — одно из крупнейших вулканических сооружений Камчатки. Поперечник его основания, включая пояс аккумулятивных равнин подножий вулкана, равен 45—50 км, площадь не менее 1300 км2. Аб-солютная высота 3283 м (Главная вершина), высшая точка действующего аппарата (Молодой Шивелуч) около 2800 м. Максимальная относительная высота постройки более 3200 м.

Современная постройка включает три главных элемента: Старый Шивелуч, древнюю кальдеру и активный Молодой Шивелуч (рис. 43).

Старый Шивелуч по морфологии и особенностям геологического строения следует считать сложнопостроенным поли-генным стратовулканом [Меняйлов, 1955]. Основание стратовулкана во всех секторах (кроме южного, уничтоженного при образовании кальдеры) сложено мощной (местами более 1500 м) грубообломочной толщей существенно андезитового состава. В центральной части преобладают разнообразные туфы. В основании разреза большая роль принадлежит отложениям агломератовых потоков и направленных взрывов, что позволяет предположить наличие в ядре стратовулкана большого количества экструзий, как это типично для аналогичных парагенезисов пород исторических извержений андезитовых вулканов. Лавовых потоков в нижней части разрезов немного, выше их доля несколько увеличивается. Среди пород преобладают амфибол-плагиоклазовые андезиты. В средней части разрезов имеются дайки и связанные с ними лавы своеобразных эвпорфировых амфиболовых андезитов, в которых амфибол является крупным (до 2 см) и единственным вкрапленником. Мощность лавовых потоков до 60 м.

Локально, преимущественно в восточном и северо-восточном секторах, на высотах 1500—1800 м наблюдается пачка чередующихся лав и пирокластики состава оливин-пироксеновых андезито-базальтов. Мощность пачки 120—400 м, коэф-фициент эксплозивности 65—70%. Лавовые потоки короткие, мощность от 3 до 12 м. Реконструируется несколько эруп-тивных центров.

В верхней части разрезов стратовулкана пирокластики становится меньше, а доля лав увеличивается. В верховьях р. Правой Карины в пачке мощностью 250 м резко (90% разреза) преобладают лавовые потоки амфибол-двупироксен-плагиоклазовых андезитов и пироксен-плагиоклазовых андезито-базальтов. В подобных пачках на водоразделах в районе ледника Тюшова и в обрыве Главной вершины 60—65% лав при общей мощности разрезов 1000—1500 м. Вблизи экструзии Красная и на правобережье р. Байдарной пачки лав мощностью до 200 м вообще не содержат пирокластики. Они бронируют здесь склоны вулкана, образуя наклонные лавовые равнины. В последних двух случаях состав пород варьирует от двупироксеновых до оливин-пироксеновых и оливин-пироксен-плагиоклазовых андезито-базальтов.

Часть вершины и южный сектор стратовулкана уничтожены кальдерой до 9 км в поперечнике. Высота крутого (местами субвертикального) дугообразного в плане уступа кальдеры составляет от нескольких сот метров до 1500—1600 м (в рай-оне Главной вершины). Первоначальная его высота была намного больше. Морфология кальдеры и ассоциирующиеся с ней отложения указывают на ее комбинированное происхождение, Главными кальдерообразующими агентами при этом были гигантский взрыв (взрывы ?), обрушение, обвально-оползневые процессы. На вероятность обрушения, связанного с массовым выбросом ювенильной пирокластики, может указывать, в частности, наличие пирокластического материала в цоколе террас р. Камчатки в районе с. Камаки. Взрывные и обвальные отложения широко распространены в пределах всего южного сектора подножия Шивелуча на расстоянии до 40—45 км от кальдеры.

По очень приблизительной оценке, первоначальный объем взрывных и обвальных отложений составил 50—60 км3, а мощность достигала многих сотен метров. Даже сейчас видимая мощность этих толщ превышает 200 м.

На дне кальдеры несколько эксцентрично, ближе к ее северо-западному краю, располагается действующий вулкани-ческий аппарат — Молодой Шивелуч, образованный множеством слившихся между собой андезитовых экструзивных куполов и их агломератовых мантий. С частью куполов связаны короткие и мощные (на фронте до 100 м) "каплевидные" лавовые потоки. Поперечник основания постройки Молодого Шивелуча 6X7 км (по внешней границе распространения лавовых потоков). До извержения 1964 г. четыре купола (Центральный, Суелич и др.) были и в привершинной части вулкана. После извержения на их месте возник сдвоенный кратер с крутыми стенками высотой до 600 м. Наибольший диаметр северной воронки 1,7—1,8-км, южной — 1,9—2,0 км. Подобные кратеры образовывались здесь и раньше, о чем свидетельствует наличие хорошо сохранившихся, свежих фрагментов их уступов. В 1980—1982 гг. в северной воронке вырос андезитовый экструзивный купол объемом 0,0207 км3.

Благодаря такому строению Шивелуч можно относить к вулканическим постройкам типа Сомма-Везувий, где сложно построенный полигенный Старый Шивелуч — сомма, а молодой Шивелуч — внутренний конус. Это одно из самых крупных в мире сооружений такого рода.

Первичные склоны Старого Шивелуча сохранились в виде небольших фрагментов, так как он подвергся интенсивному воздействию денудационных процессов — эрозионно-аккумулятивной деятельности постоянных и временных водотоков, а также современных и верхнеплейстоценовых ледников. Поэтому флювиальные (вулканогенно-пролювиальные, пролювиальные, флювиогляциальные равнины, предста.вленные обширными конусами выноса) и ледниковые (поля аккумулятивного холмисто-котловинного рельефа) формы пользуются здесь наибольшим развитием. На склонах Старого Шивелуча имеется несколько групп экструзивных куполов, возникших как в период его формирования, так и позднее. Это группа из 5—6 свежих, почти сохранивших первоначальный облик андезитовых экструзивных куполов в западном секторе (Каран, Шероховатая, Красная и др.), группа Семкарок — из трех более старых, обработанных ледниками андезитовых куполов, андезито-базальтовых экструзивных куполов и тюйи к северо-востоку от Главной вершины.

Возраст и история развития. По соотношению с морскими террасами и следами двухфазного верхнеплейстоценового оледенения предполагается, что вулкан Шивелуч начал формироваться около 60—70 тыс. лет назад. Первоначально это был огромный андезитовый, существенно пирокластический, стратовулкан. Рост вулкана сопровождался образованием многочисленных экструзивных куполов. Преобладающим типом пород были в это время амфибол-плагиоклазовые андезиты.

В структурном плане вулкан был приурочен к зоне дугообразных разломов, по которым породы фундамента ступенчато опускались к юго-западу в направлении центральной части Ключевской группы вулканов. Юго-западнее эта зона разломов переходила в аналогичную зону Харчинско-Заречной группы вулканов, трассируемую эруптивными центрами вулканов Харчинского и Заречного, а также многочисленными базальтовыми шлаковыми и лавовыми конусами, расположенными к северу от них.

Позднее при формировании средней и верхней частей постройки Старого Шивелуча доля пирокластики уменьшилась, а роль эффузивного элемента заметно возросла. Более разнообразным стал состав пород: наряду с андезитами извер-гались андезито-базальты и в небольшом количестве базальты. На склоне постройки возникли насаженные на нее шлаковые и лавовые конусы — центры излияния многочисленных лавовых потоков андезито-базальтового состава; андезитовые экструзивные купола. Если учесть относительную роль лав и пирокластики в формировании Старого Шивелуча, то на этой стадии развития его можно классифицировать как существенно лавовый стратовулкан. Абсолютная высота вулкана, вероятно, достигла в конце рассматриваемой стадии 4000— 4200 м.

Крупным событием в жизни Старого Шивелуча было гигантское извержение, в результате которого возникла 9-километро-вая в поперечнике кальдера, разрушившая его центральную часть и южный сектор. Предполагается следующий ход событий: мощный взрыв, извержение большого количества ювенильной пирокластики, обрушение и образование кальдеры типа Кракатау размером 5—6 км, последующее увеличение размера кальдеры до близкого к современному за счет обваливания ее крутых и высоких стенок. Кальдерообразующее извержение произошло до начала (23—24 тыс. лет назад) второй фазы верхнеплейстоценового оледенения Камчатки.

В дальнейшем дно кальдеры стало главной ареной проявления вулканической деятельности. Преобладали мощные эксплозивные извержения.

Большая высота постройки и резкое похолодание климата Камчатки явились причиной того, что в конце верхнего плейстоцена (в интервале От 24—23 до 11 —10 тыс. лет назад) Шивелуч был одним из самых крупных центров оледенения на полуострове. Овальный в плане ледниковый щит имел размер 80X50 км и площадь около 3000 км2. На юг (его край здесь был на правобережье р. Камчатки) ледник распространился дальше, чем на север. Это было связано с тем, что на юг открывалась кальдера Шивелуча, служившая наиболее благоприятным местом для накопления снега и льда. Под шивелучским ледником находилась и территория г. Ключи.

После окончания оледенения, в голоцене, вулканическая деятельность Шивелуча не претерпела коренных изменений. Преобладали разной силы эксплозивные извержения, в ходе которых выбрасывалось большое количество ювенильной пирокластики андезитового и андезито-дацитового состава. При наиболее мощных извержений объем пирокластического материала достигал 4—5 км3. Их тефра выпадала в радиусе до 500—1000 км, покрывая территорию Камчатки и приле-жащие морские акватории. При каждом таком извержении у подножия вулкана формировались равнины пирокластических потоков площадью в несколько десятков квадратных километров, толщи взрывных отложений мощностью 10—50 м по-крывали еще более обширные (100—150 км2) участки. В голоцене сформировалась современная постройка Молодого Шивелуча, а также возникло несколько экструзивных куполов на западном склоне Старого Шивелуча (Каран и др.).

Всего в голоцене было не менее 60 крупных извержений Шивелуча. Самое старое из точно датированных извержений голоцена имеет возраст около 8700 лет, самое молодое — 260 лет. Несколько сильных извержений произошло и раныше, в самом начале голоцена (в интервале от 10,5 до 8—7 тыс. лет назад).

Голоценовые вулканические образования (постройка Молодого Шивелуча, отложения пирокластических потоков и мощных взрывов) занимают в настоящее время площадь около 300 км2. Видимая мощность слагающих их толщ в современном кратере Молодого Шивелуча превышает 600 м. На южной периферии мощность отложений изменяется от 10—20 до более 50—60 м.

Изверженные породы голоцена, чаще всего рыхлые или слабо уплотненные, интенсивно размывались (и размываются) и переоткладывались у подножия вулкана, образуя обширные вулканогенно-пролювиальные равнины. В голоцене продолжа-лось формирование и флювиогляциальных равнин, так как постройка вулкана Шивелуч является до настоящего времени одним из самых крупных центров современного оледенения Камчатки.

По объему и массе изверженных продуктов, скорости выноса вещества, частоте сильных извержений Шивелуч — одно из самых уникальных вулканических образований Курило-Камчатской области. Так, по предварительной оценке, объем постройки Шивелуча вместе с подножиями равен около 1000км3. Учитывая высокую эксплозивность и большую силу извержений, можно определить общий объем тефры, унесенной за пределы постройки, в 100—200 км3. Тогда вес изверженных про-дуктов составит 2,ЗХ1012 т, а средняя продуктивность за предполагаемое время жизни вулкана — 36X10 т/год. Это примерно в 10 раз выше, чем у большинства "нормальных" вулканов.

В несколько раз чаще (через 100—300 лет), чем на других андезитовых вулканах Курило-Камчатской зоны, на Шивелуче за последние 10 тыс. лет происходили сильные извержения.

Описание извержений. Для последних 10 тыс. лет и исто-рического времени (XIX—XX вв.) для вулкана Шивелуч были характерны преимущественно два типа извержений: катастрофические эксплозивные типа направленных взрывов, ось которых наклонена под острым (40—60°) углом к горизонту, и субвертикальные с близким к вертикальному выбросом пирокластики; слабые и умеренные по силе извержения, сопровождавшие рост экструзивных куполов.

Катастрофические эксплозивные извержения (I тип) с учетом данных, полученных при изучении исторических и более древних извержений такого типа, повторялись через 100— 300 лет. Последние два извержения разделяются отрезком времени в 110 лет (1—2.111 1854 г. и 12.Х1 1964 г.). В ходе подобных извержений выбрасывалось от 1 —1,5 до 5—6 км3 материала, отложения взрывов и пирокластических потоков покрывали площадь в 100—150 км2, а их суммарная площадь достигала местами 50 м и более. В эруптивном центре возникали кратеры, имеющие 1—3 км в поперечнике. Интенсивные пеплопады наблюдались на площадях в десятки и сотни тысяч квадратных километров. По долинам рек и ручьев проходили мощные лахары длиной до 20—30 км. Суммарная энергия извержений оценивается в 1024— 1026 эрг (1017—1019 Дж). На крутых стенках кратеров наблюдались обвалы.

Извержения II типа происходили в промежутках между катастрофическими. Они начинались, вероятно, через 10—30лет после них: например, через 25 лет в 1879 г., позже последнего, через 16 лет в 1980 г., позже последнего из наблю-давшихся катастрофических извержений. Причем рост экструзивных куполов мог предваряться взрывами, а мог начинаться без них и без заметной сейсмической подготовки, как, например, в 1980 г. То же наблюдалось в период формирования экструзивных куполов. Взрывы сопровождались образованием раскаленных лавин и небольших по объему пирокластических потоков, эруптивные облака поднимались на высоту до 5—6 км над кратером. Заметные пеплопады происходили в радиусе 20—50 км. В ходе каждого извержения формировались 1—2 купола объемом от 10—20 до 200—300 млн м3. В отличие от кратковременных (десятки минут — часы) катастрофических извержений длительность извержений второго типа измерялась годами: последние в 1944—1950 и 1980—1982 гг. Интервалы между извержениями составляли от нескольких лет до нескольких десятков лет, в XIX—XX вв. — от 7 до 25 лет. (рис. 51, 53—55).

Продукты извержений. Вулкан Шивелуч сложен преимущест-венно породами андезитового и андезито-базальтового состава, притом явно преобладают первые. Базальты здесь крайне редки, а пород, содержащих более 62,5% 5Ю2, вообще не обнаружено. В ряде случаев в экструзиях и особенно в блоках пемзы среди пемзово-пирокластических отложений наблюдаются такситовые разности с полосами, отвечающими по составу андезитам и андезито-базальтам [Волынец, 1978], что указывает на одновременное существование в недрах вулканической постройки соответствующих расплавов.

Отличительная черта вулканических пород Шивелуча — широкое развитие амфибола, вкрапленники которого встре-чаются не только в андезитах, но и в андезито-базальтах и даже в базальтах. Другая важная особенность — наличие магнезиального оливина, также обычного для всех типов пород. Вместе с тем наряду с оливин- и амфиболсодержащими разностями андезитов и андезито-базальтов отмечаются и двупироксеновые. Иногда амфиболовые и пироксеновые разности андезитов, идентичных по химическому составу, совмещены в пределах одного образца, образуя такситовые породы.

Лавы Шивелуча (особенно лавы экструзий) хорошо раскри-сталлизованы и содержат до 20—30%, (а иногда и более) вкрапленников. Соотношение мафических и салических вкрапленников колеблется от значений 1:2,5—3, характерных для высокоглиноземистых андезитов и андезито-базальтов Камчатки, до 1:1. Некоторые меланократовые базальты совсем не содержат вкрапленников плагиоклаза.

Вкрапленники оливина из лав вулкана Шивелуч отличаются низкой железистостью . Так, по данным микрозондового анализа, ядра вкрапленников оливина в базальтах имеют / = 7,5—10,1%. В андезито-базальтах и андезитах наряду с оливинами того же состава присутствуют и более железистые с / = 14—35%. Вкрапленники низкожелезистого оливина содержат вростки хромистой шпинели (48—55% Сг;0;), а умеренно железистого — хромистого магнетита (10—23% Сг^Оз).

Вкрапленники амфибола в базальтах, андезито-базальтах и большей части андезитов, а также мегакристы в андезитах отвечают по составу гастингситу, тогда как вкрапленники из пемз пирокластических потоков извержения 1964 г. соответ-ствуют магнезиально-железистой обыкновенной роговой обманке. Содержание воды в амфиболах и степень окисленности железа колеблются в широких пределах, так что среди них могут быть выделены и обыкновенные, и базальтические разности. По уровню содержания ТЮг и элементов-примесей гастингситовые амфиболы всех типов пород близки между собой и сходны также с амфиболами габброидных и горнблендитовых включений в лавах. Правда, в последних в ряде случаев повышена концентрация хрома.

В вулканических породах встречаются многочисленные и разнообразные глубинные включения магматических и метаморфических пород, и в этом отношении вулкан Шивелуч является одним из самых уникальных объектов на Камчатке. Среди включений отмечены в основном (в порядке распространенности) амфиболсодержащие кристаллические сланцы и амфиболиты, амфиболовые габброиды, гипербазиты. Из редких типов следует отметить включения кислых пород тоналитового состава, кварца и кремния. Чаще всего включения встречаются в пирокластических отложениях направленных взрывов, представляющих собой материал разрушенных взрывами экструзий, в самих экструзиях, а также в пемзах пемзово-пирокластических потоков, тогда как в лавовых потоках находки включений единичны. Включения в пемзах обычно мельче и интенсивнее переработаны, чем включения в экструзивном материале. Размеры включений от 1—2 до 20—25 см, а иногда и более.

Наиболее разнообразна по составу группа метаморфических включений. Преобладают среди них амфиболиты, пироксен-плагиоклаз-амфиболовые и пироксен-амфиболовые сланцы; достаточно широко распространены также амфиболизирован-ные и ороговикованные базальты; встречаются слюдяные, магнетитовые и гранат-пироксен-плагиоклазовые сланцы. Габброидные включения неоднородны по составу и структурам. Выделяются интенсивно метаморфизованные разности с релик-товым клинопироксеном, структурами перекристаллизации и следами частичного плавления; относительно свежие амфиболовые габбро, в которых содержание амфибола и плагиоклаза варьирует вплоть до появления мономинеральных (горн-блендитовых) разностей, и, наконец, пироксен-амфиболовые габбро-диориты с магматическими структурами и кислым стеклом в интерстициях. Среди гипербазитовых включений наряду с преобладающими дунитами и амфиболизированными клинопироксенитами развиты также гарцбургиты, лерцолиты, верлиты, иногда встречаются также вебстериты и слюдяные перидотиты.

Фумаролы и возгоны. Фумаролы вулкана Шивелуч сосредоточены более чем на 10 площадках в его кратере, образовавшемся после катастрофического извержения 1964 г. (кратер Новый). Режим их деятельности меняется в зависимости от состояния вулкана. Скорость истечения газов для отдельных фумарол колеблется в интервале 10— 150 м/с, температура — в пределах 90—310°С, минерализация конденсата — от 1 до 10 г/л. Наиболее чувствительна к изменению состояния вулкана — температура, а в составе конденсата — содержание серы, хлора, бора и аммония. Все эти параметры режима четко отреагировали накануне выжимания экструзивного купола, начавшегося в 1980 г. в пределах фумаролы 5. Общая тепловая мощность кратера Нового (сосредоточенные выходы пара, площадное пропаривание, теплопроводность) составляет 2Х108кал/с [Кирсанова, Рожков, 1975], причем сосредоточенными выходами пара выносится 6,9X107кал/с. Это одно из наиболее высоких в мире значений выноса тепла вулканом в межэруптивный период.

Возгоны у выходов фумарольных газов разнообразны и представлены серой, опалом, кристобалитом, сассолином, ангидритом, гипсом, галотрихитом, пиккерингитом, миллозевичитом, алуногеном, маловодными разновидностями алу-ногена, сульфидами железа, эпсомитом, астраханитом, тенардитом, безводным сульфатом магния. Следует отметить, что маловодные и безводные соединения, а также тенардит и сассолин появились в составе возгонов фумаролы 5 накануне выжимания экструзивного купола.

Геофизическая характеристика. Вулкан Шивелуч располагается в области высокоинтенсивного положительного магнитного поля.

Вулканическое районирование и прогноз извержения. Сравнительно мало менявшийся за последние 10 тыс. лет, включая и исторический этап (XVII—XX вв.), характер вулканической активности Шивелуча позволяет предполагать, что и в ближайшие столетия главные особенности его вулканической деятельности останутся прежними. Это облегчает вулканическое районирование и долгосрочный прогноз вулканической опасности. Попрежнему главная опасность будет исходить от катастрофических извержений типа тех, которые наблюдались в 1854 и 1964 гг. Поэтому наиболее опасным останется южный сектор вулкана от р. Байдарной до р. Сухой Ильчинец.

Взрывные отложения и отложения пирокластических пото-ков могут закрыть площадь от 100 до 200 км2, а грязевые потоки — лахары — пройдут по долинам всех сухих рек этого сектора. Сильные пеплопады будут происходить в радиусе до 200 км от вулкана. Наиболее опасным в этом плане будет восточный сектор, что определяется ориентировкой струйных течений в атмосфере над вулканами. Вероятность выпадения пепла в других секторах примерно одинакова. По расчетам, ближайшее извержение подобного типа должно произойти не ранее середины XXI в.

До конца XX в. более вероятны слабые и умеренные по силе извержения взрывы, рост экструзивных куполов, излияние коротких вязких лавовых потоков. Сколько-нибудь значительная опаеность от них будет на расстоянии до 10 км от современного кратера. Такие извержения могут начаться в любой момент. Поэтому необходим постоянный мониторинг вулкана, так как возможен сейсмический и геохимический прогноз его извержений: нарастание сейсмической активности и увеличение отношения серы к хлору в газах накануне катастрофического извержения типа "направленного взрыва"; повышение температуры фумарол и увеличение в конденсатах газа содержаний хлора, бора, аммония — накануне выжимания экструзивного купола.

Модель магмообразования по данным изучения включений в вулканитах Шивелуча

В вулканических породах Шивелуча, особенно в андезитах извержения 1964 г., широко представлены разнообразные вклю-чения. Всего описано более 25 петрографических типов и разновидностей пород. Наиболее многочисленную группу образуют амфиболиты, амфибол-пироксеновые и амфибол-плагиоклазовые сланцы — до 33 об. %. Вторая по численности группа состоит из амфиболовых и амфибол-пироксеновых, так называемых "гомеогенных", включений, часто содержащих в ядре реликты ксенолитов, — около 27 об. %. Третья группа (25 об. %) представлена амфиболовыми и амфибол-пироксеновыми габбро и габбро-диоритами. 6% включений приходится на пироксениты, 1,5% — на дуниты, гарцбургиты и верлиты. Встречены также горнблендиты (4%), амфиболовые пироксениты (3%), пироксеновые диориты, гранодиориты, гнейсы и т.д. Размеры включений сильно варьируют, чаще встречаются обломки до 0,3—0,5 м.Наиболее широко распространенная минеральная ассоциация во включениях представлена роговой обманкой, моноклинным пироксеном, плагиоклазом и магнетитом — до 60% всей совокупности пород. Следующая по значимости ассоциация минералов отличается от главной присутствием ромбического пироксена. Шпинель и гранат не обнаружены.

Многие включения несут следы частичного плавления и перекристаллизации. Выделены разные стадии преобразования ксенолитов — от узкой оторочки на его поверхности через гетерофазные включения с ксеногенным ядром до включений, обычно классифицируемых как гомеогенные. Особый интерес представляют сланцевые ксенолиты, в которых реакционное преобразование минералов с плавлением развивается послойно: реакционное замещение преимущественно по меланократовому слою, а плавление — по лейкократовому. В результате таких превращений включение приобретает облик "живого" мигматита с послойным чередованием расплава и реакционно-реликтовых минералов. Образующиеся реакционно-расплавные системы по минералогическому и химическому составу подобны наиболее распространенному на Шивелуче типу пород — андезитам. На этом основании можно предположить, что такие ксенолиты метаморфических пород являются отторженцами среды магмообразования, иллюстрируя его механизм — возникновение расплавов за счет лейкократовых низкоплавких разностей слоистых толщ метаморфитов. Этот механизм может осуществляться почти без привноса в систему петрогенных окислов, о чем свидетельствует близость состава плавленых пород и андезитов вулкана.

Вовлечение в реакционно-расплавные преобразования более тугоплавких основных и ультраосновных метаморфических пород сопровождается привносом в систему салических компонентов. Об этом можно судить по продуктам переработки ксенолитов таких пород. Близкий к конечному продукт реакционно-расплавного преобразования ксенолитов, еще сохраняющий черты индивидуальности в содержащей его магме, — "гомеогенное" включение — является, по существу, "тенью" ксенолита в магме. Состав конечных продуктов переработки кристаллических пород, представленных внешними зонами оторочек на ксенолите и гимеогенными включениями, имеет сходство с базальтами и андезитами вулкана. Некоторый вклад в формирование состава вулканитов могут вносить и плавленые кислые породы — граниты.

Употребление термина "ксенолит" к включениям в вулканических породах Шивелуча, по-видимому, не точно, так каквключения, судя по приведенным данным, не являются чужими содержащей их породе. Они обладают чертами родства, которые наследуются вулканитами, что наглядно выявляется при сравнении вулканитов и включений разных вулканов, например Шивелуча и Безымянного. Включения и вулканиты вулкана Шивелуч характеризуются большей контрастностью пород по содержанию окиси кремния, большей магнезиальностью, насыщенностью водой и преобладанием амфибол- и биотитсодержащих пород. Одинаковое поведение этих признаков для вулканитов и кристаллических пород, значительная часть которых имеет метаморфическое происхождение, может свидетельствовать только об одном — о происхождении магмы вулканов за счет плавления пород фундамента, аналогичных породам включений. Этот вывод подтверждается также поинтервальным сравнением состава вулканических пород и включений . Химические анализы включений и вулканитов были разбиты на интервалы по содержанию окиси кремния, соответствующие их гистограммам. По два наиболее представительных интервала выбраны для расчета среднего поинтервального состава. Содержание компонента во включениях определяет его содержание в вулканите, как это видно из сравнения отдельных значений для интервалов и вулканов. Так, включения Шивелуча обеднены окисью алюминия и кальция, а включения Безымянного, наоборот, характеризуются повышенным содержанием этих окислов. Соответственно распределение их в вулканитах — более глиноземистых и кальциевых для Безымянного. Особенно показательно по-ведение окислов титана и железа. Они распределены таким образом, что делают зависимость состава вулканитов от включений еще более очевидной, так как инверсия в содержании этих окислов при переходе от одного интервала включений к другому повторяется и в вулканитах. Например, в более основных интервалах железо и титан преобладают во включениях Шивелуча, в относительно кислых — во включениях Безымянного. Соответственно распределяется их содержание и в вулканитах. Эти данные прямо указывают на поинтервальную родственность включений и вулканитов.

Следовательно, можно говорить о парагенетических связях между включениями как отторженцами фундамента и вулканитами как продуктами его плавления.

Минеральные ассоциации пород включений типичны для амфиболитовой фации метаморфизма. Довольно часто встречающиеся двупироксеновые ассоциации могут указывать лишь на некоторое приближение к условиям гранулитовой фации. Однако типичных гранулитов среди включений не обнаружено. Все это свидетельствует, что плавление пород субстрата осуществлялось в обстановке амфиболитовой фации и фации, переходной к гранулитовой. Судя по имеющимся экспериментальным данным, это отвечает интервалу 4— 10 кбар, что соответствует глубине 12—35 км. Если учесть, что изученные ассоциации ограничиваются линией устойчивости анортит—форстерит, то давление и глубина для этой ассоциации не превысят 7—8 кбар и 25—30 км.

.Издание «АКТИВНЫЕ ВУЛКАНЫ КАМЧАТКИ» 1991г.

 

Схема проезда
Обратная связь

п. Ключи. Гостевой дом Вулканолог
Наша кнопка =====>>>
Наша кнопка HotLog Рейтинг@Mail.ru