Множественность источников островодужных магм и динамика их взаимодействия

• Автор: Плечов, Павел Юрьевич
• Шифр специальности: 25.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 328 с. : ил.

Содержание работы:

Огр.

Глава 1. Общая характеристика островодужного вулканизма и

типизация островодужных вулканических серий

1.1 Вулканические дуги и конвергентные обстановки

1.2 Типы надсубдукционных обстановок

1.3 Вулканические серии островных дуг

1.3.1. Принципы типизации вулканических серий

1.3.2. Критерии типизации вулканических серий

1.4 Роль субдукции океанической плиты в магмогенерации

1.5 Оценка степени плавления островодужной мантии

1.6 Окислительно-восстановительная обстановка в островодужной мантии
1.7 «Небазальтовый» вулканизм островных дуг
1.7.1. Андезитовый островодужный вулканизм
1.7.2. Высококалисвый островодужный магматизм
1.8 Связь вулканизма с эволюцией островных дуг t
1.9. Актуальность работы
1.10. Цель и задачи работы
1.11. Фактический материал
1.12. Научная новизна и личный вклад автора
1.13. Практическое значение
1.14. Основные защищаемые положения
1.15. Апробация работы
1.16. Благодарности
Глава 2. Методы исследования
2.1 Аналитические методы
2.1.1. Валовые химические анализы
2.1.2. Анализы минералов и стекол
2.1.3. Содержания микроэлементов
2.1.4. Содержания воды
2.2 Фотографии шлифов
2.3 Экспериментальные методы
2.4 Эффекты, влияющие на состав расплавных включений
2.4.1. Оценка влияния «граничного слоя» на состав включений
2.4.2. Переуравновешивание включений с оливином-хозяином
2.4.3. Декрепитация расплавных включений
2.5 Методика определения мощности реакционных кайм
Глава 3. Методы моделирования
3.1. Моделирование равновесной и фракционной кристаллизации с помощью
программы Petrolog 111.
3.1.1. Модели минерал-расплав.
3.1.2. Определение ликвидусного минерала в системе с несколькими фазами.
3.1.3. Котектические и перитектические соотношения кристаллизующихся минералов
3.1.4. Степень фракционирования минералов при кристаллизации.
3.1.5. Моделирование поведения рассеянных элементов в магматической системе
3.1.6. Моделирование поведения воды в магматической системе
3.1.7. Закрытая система и буферирование фугитивности кислорода.

3.1.8. Численное моделирование кристаллизации.
3.2. Интерфейсная часть программы Pctrolog-III.
3.2.1. Моделирование кристаллизации.
3.2.2. Работа со стартовыми составами.
3.2.3. Способы определения содержания воды в системе.
3.2.4. Содержания рассеянных элементов.
3.2.5. Выбор моделей минерал-расплав.
3.2.6. Возможности определения давления.
3.2.7. Возможности контроля фугитивности кислорода.
3.2.8. Выбор моделей для расчета вязкости и плотности расплава
3.2.9. Основные опции программы Petrolog-III
3.2.10. Дополнительные файлы.
3.3. Сравнение с программой Comagmat
3.4 Численное моделирование термического уравновешивания с учетом теплот кристаллизации минералов в базальтовом расплаве
3.4.1. Описание системы, начальных и граничных условий
3.4.2. Уравнение, описывающее процесс тсплопереноса
3.4.3. Моделирование кристаллизации
3.4.4. Численный метод
Глава 4. Геологическое строение Курило-Камчатской островной дуги
4.1 Геологическое положение
4.2 Тектоническое деление
4.2.1. Восточный вулканический фронт
4.2.2. Центрально-Камчатская депрессия
4.2.3. Южная Камчатка
4.2.4. Срединный хребет Камчатки
4.3 Мощность земной коры
4.4 Вариации глубин сейсмофокальной зоны
4.5 Сейсмотомография мантии
4.6 Сценарий тектонического развития
4.7 Современная геодинамика
4.8 Связь геодинамики и вулканизма Камчатки
Глава 5. Составы родоначальных низкокалиевых островодужных магм и их источники
5.1 Общая характеристика низкокалиевых островодужных серий развитых островных дуг
5.2 Включения оливин-анортитовых кумулятов в вулканитах
5.3 Отбор образцов алливалитов
5.4 Характерные особенности алливалитов
5.5 Минералогия алливалитов
5.5.1. Плагиоклаз
5.5.2. Оливии
5.5.3. Клинопироксен
5.5.4. Ортопироксен
5.5.5. Титапомагнетит
5.5.6. Хромшпинелид
5.5.7. Вулканическое стекло
5.6 Расплавные включения и дочерние фазы в них
5.6.1. Дочерние минералы расплавных включений
5.6.2. Метод восстановления составов исходных расплавов алливалитов

5.7 Температура образования алливалитов
5.8 Обсуждение кумулятивной природы алливалитов и альтернативных гипотез
5.8.1. Свидетельства магматического происхождения алливалитов
5.8.2. Ревизия гипотез происхождения алливалитов
5.9 Соотношение составов алливалитов, расплавных включений, интерстициальных 115 стекол и вулканических пород
5.10 Происхождение текстурного разнообразия алливалитов
5.11 Условия кристаллизации и состав исходных расплавов
5.12 Характеристика родоначальных расплавов островодужных низкокалиевых 121 серий
5.13 Обсуждение модели магмо генерации низкокалиевых островодужных серий ]
5.14 Выводы данной главы
Глава 6. Петрологическая характеристика умеренно-калиевых и
высоко-калиевых базальтов Камчатки.
6.1 Понятие моногенного вулканизма
6.2 Поля ареальных вулканитов Камчатки
6.3 Моногенный вулканизм Восточного вулканического фронта
6.3.1. Моногенный вулканизм в пределах Авачинской группы вулканов
6.3.2. Моногенный вулканизм района вулкана Бакенинг
6.3.3. Моногенный вулканизм района вулкана Карымский
6.3.4. Пстрохимические особенности моногенного вулканизма ВВФ
6.4 Ареальный вулканизм Южной Камчатки
6.4.1. Моногенный вулканизм района вулкана Вилючинский
6.4.2. Моногенный вулканизм Толмачева Дола
6.4.3. Моногенный вулканизм ареальной зоны р. Саван
6.4.4. Петрохимические особенности моногенных вулканитов Южной Камчатки
6.5 Моногенный вулканизм Срединного Хребта Камчатки
6.5.1. Моногенный вулканизм ареальной зоны Седанкинского дола
6.5.2. Моногенный вулканизм ареальной зоны р-навлк. Ичинский
6.5.3. Петрохимические особенности моногенных вулканитов Срединного Хребта Камча тки
6.6 Общая характеристика изученных ареальных вулканитов
6.7 Возможные источники магм моногенных вулканитов Камчатки
Глава 7. Мантийные источники островодужных магм
7.1 Высокомагнезиальные и высокоглиноземистые базальты Ключевского вулкана
7.2 Высокомагнезиальные базальты Авачинского вулкана
7.2.1. Авачиты
7.2.2. Находки авачитов
7.2.3. Описание авачитов
7.2.4. Расплавные включения в оливинах из авачитов
7.2.5. Примитивные расплавы авачитов
Глава 8. Динамические системы гибридизации магм
8.1 Факторы, препятствующие смешению магм
8.2 Признаки смешения магм
8.3 Признаки смешения магм в породах вулкана Кизимен
8.3.1. Сложнозональные плагиоклазы
8.3.2. Несовместимые вкрапленники
8.3.3. Реакции разложения роговой обманки
8.3.4. Ортопироксены с кислыми расплавными включениями
8.3.5. Физико-химические условия приповерхностного магматического очага

методики приведены в работе [Sobolev, Chaussidon 1996]. Погрешность анализа составляла 10-15 отн.% при концентрациях более 1 г/т, 15-30 отн.% в интервале концентраций 0.1-1 г/т. Предел обнаружения для разных элементов составлял 0
г/т.
2.1.4. Содержания воды.
Содержания воды водных стекол были проанализированы методом вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS), с использованием САМЕСА ims-3f, Институт микроэлектроники (Ярославль) и САМЕСА ims-4f, университет Эдинбурга (Англия). Измеренное отношение H/Si было откалибровано по эталонным водосодержащим стеклам для определения содержаний воды. Для измерения фона использовались оливины или плагиоклазы, не содержащие включений.
2.2 Фотографии шлифов.
Фотографии шлифов пород были выполнены при помощи цифровой фотокамеры Nikon CoolPix4500, которая с помощью специального переходника соединяется с окуляром Zeizz 10х. Данный окуляр подходит к любым видам отечественных и зарубежных микроскопов. В работе использованы фотографии, полученные на поляризационных микроскопах Opton (Carl Zeizz, Германия) и Meiji (Япония). Для получения резкого изображения объемных объектов при больших увеличениях (400х и выше) фотографировалась серия изображений с фокусировкой на различных частях объекта, которые затем совмещались в единое изображение при помощи программы PhotoShop-7.0.
Фотографии детальных взаимоотношений в породе выполнены с помощью электронных микроскопов, описанных выше, в режиме отраженных электронов при с тандартном напряжении 20 kV.
2.3 Экспериментальные методы.
Термометрический эксперимент с визуальным контролем проводился при ПОМОЩИ малоинерционной микротермокамеры конструкции Соболева-Слуцкого (ГЕОХИ РАН) [Sobolev et al., 1980]. Использовалась стандартная методика, описанная в [Портнягин и др., 2005Ь].
Использование легкого инертного газа в экспериментах определялось необходимостью предотвращения окисления оливина при высокой температуре и быстрой конвекцией этого газа, обеспечивающей эффективную закалку при окончании эксперимента. Температура на нагревателе измерялась с использованием термопары Pt-PtRhio, калиброванной в каждом эксперименте по точке плавления золота (1064°С). В ходе экспериментов полированные с двух сторон индивидуальные зерна оливина нагревались