Основываясь на характере зональности шпинелей, составе минералов и расплавных включений, историю эволюции ксенолитов гарцбургитов рассматри-ваемого вулкана можно представить в виде пяти стадии (табл.7 и 8). Первая стадия представлена относительно железистыми оливинами и пироксенами, которые встречаются в виде узников в шпинелях или в виде срастаний с наиболее ранними генерациями этого минерала. Вторая, третья и четвертая стадии представлены теми же минералами, но уже встречающимися в виде дочерней фазы расплавных включений в шпинели. В общем случае наблюдается направленное уменьшение железистости шпинелей, оливинов, клинопироксенов и составов расплавных включений. Вторая и третья стадии отличаются тем, что в близком диапазоне изменения состава шпинелей встречаются расплавные включения высоко- и низкожелезистые с соответствующим изменением составов оливинов. К пятой стадии относятся минералы, образовавшиеся после шпинелей-консервантов в жильных пироксенитах, а также в образцах интенсивно перекристаллизованных гарцбургитов. Первые четыре стадии характеризуют различные этапы кристаллизации исходных бонинитовых расплавов. С последней стадией связана, в основном, субсолидусная перекристаллизация ранее образовавшейся ("ксенолитной") кристаллической фазы. Отдельные этапы кристаллизации бонинитовых расплавов характеризуются резкой сменой физико-химических условий: повышением температуры минеральных равновесий, возрастанием окислительного потенциала. Подобные аномальные явления наблюдались также при анализе истории эволюции бонинитовых расплавов в некоторых бонинит-офиолитовых ассоциациях [7,8]. Обьясняются они дифференциацией бонинитового расплава при участии восстановленного, существенно водородного флюида. Обилие газово-жидких включений, сохранившихся в некоторых образцах ксенолитов, свидетельствует о том, что магмы авачинских бонинитов могли быть насыщены восстановленным флюидом, окисление которого в приповерхностной обстановке способствовало скачкообразному повышению температур.
Таким образом, в качестве индикатора первичных расплавов для содержащих ультраосновные включения толеитовых серий восточного вулканического пояса Камчатки можно рассматривать бонинитовую ассоциацию. Эти породы в последнее время привлекают пристальное внимание исследователей [7,30,36,38,39]. Обычно они встречаются в составе вулканитов энсиматических островодужных систем: Идзу-Бонинской, Марианской, Японской, Тонга, Ново-Гвинейской. Недавно бонинит-офиолитовая ассоциация была обнаружена в аккреционной призме Восточного Сахалина [8]. Существуют представления [30] о том, что бониниты и сопутствующие им марианиты возникают на относительно малых глубинах (от 10 до 30 км) при очень высоких температурах (1400-1430oC) как результат взаимодействия мантийного диапира с породами земной коры. Экспериментальные исследования [43] показали, что бонинитовые расплавы могут находиться в равновесии с хромитсодержащими гарцбургитами при P=1 атм. - 5 кбар и T=1200-1400oC даже в относительно сухих условиях. Именно такая связь хромитсодержащих гарцбургитов и высокомагнезиальных кремнеземистых расплавов характерна для ряда содержащих ультраосновные включения вулканов фронтальной вулканической зоны Камчатки.
Выводы.
1. Проявления позднекайнозойского вулканизма в пределах камчатской островодужной системы характеризуются наличием трех ассоциаций включений ультрамафитов: 1) дунит-гарцбургитовой; 2)дунит-верлит-пироксенитовой и 3) верлит-пироксенитовой. Первые две обнаруживают связь с островодужными вулканитами, третья является особенностью проявления базальтоидов внутриплитного геохимического типа. Ксенолиты первой ассоциации наблюдаются на вулканах фронтальной зоны, второй - обнаружены в связи с вулканитами Ключевской группы вулканов. Зональность в проявлении первых двух ассоциаций прослеживается и в характере пространственного расположения различных типов плутонических гипербазитов Камчатки.
2. Несмотря на сходство составов сериальных и формационных типов ксенолитов гипербазитов, с одной стороны, и плутонических ультрамафитов с другой, между ними имеются существенные различия. Так, шпинели плутонических гарцбургитов существенно более глиноземистые и менее хромистые, чем те же минералы из ксенолитов близкого состава, а пироксены - более глиноземистые, более хромистые и менее кальциевые. Тренды изменения составов минералов свидетельствуют о том, что эти различия вряд ли могут быть вызваны процессами перекристаллизации ксенолитов плутонических ультрамафитов при попадании их в базальтовые расплавы.
3. Обнаруженные в ксенолитах гарцбургитов и верлитов Авачинского вулкана первичные расплавные включения, широко проявленная зональность шпинелей, а иногда и пироксенов включений свидетельствуют о первично магматической природе этих образований. Вместе с тем, они характеризуются интенсивно проявленными процессами их вторичной перекристаллизации в связи с изменением P-T- fO2. условий.
4. Ксенолиты дунит-гарцбургитовой и дунит-верлит-пироксенитовой ассоциаций вместе с сопутствующими им метаморфическими и метаморфизованными породами меланократового фундамента отражают состав современного переходного слоя "коро-мантийной смеси", выделенного геофизическими методами под активными вулканами Камчатки. Базит-гипербазитовые плутонические ассоциации совместно с вмещающими их метаморфическими и метаморфизованными породами меланократового фундамента являются отражением выведенного в настоящее время на земную поверхность переходного слоя "коро-мантийной смеси", который существовал здесь в верхнемеловое-палеогеновое время.
5. Анализ ранних стадий образования включений позволяет высказать предположение о том, что первичными расплавами для пород толеитовых серий фронтальной зоны, несущих ультраосновные ксенолиты, были выскомагнезиальные и высококремнеземистые расплавы, близкие к бонинитам, а для вулканитов известково-щелочных и субщелочных серий - близкие к базанитам внутриплитного геохимического типа.
Авторы благодарны Т.Г.Чуриковой за работу по гомогенизации и микрозондовому изучению расплавных включений, а также Г.П.Пономареву за консультации при использовании геотермометров и геобарометров.
Список литературы
Бабанский А.Д., Рябчиков И.Д. Происхождение известково- щелочных магм островных дуг по экспериментальным данным // Петрология и геохимия островных дуг и окраинных морей. М.: Наука, 1987. С. 277-293.
Балеста С.Г. Земная кора и магматические очаги областей современного вулканизма. М.: Наука, 1981. 133 с.
Включения в вулканических породах Курило-Камчатской островной дуги. М. : Наука, 1978. 222 с.
Волынец О.Н. Петрология и геохимическая типизация вулканических серий современной островодужной системы: Дис. док. геол-мин.наук. М., 1993 . 67 с.
Волынец О.Н., Ананьев В.В. Хромистые амфиболы и слюды ультраосновных включений в четвертичных лавах Камчатки и Курил // Докл. АН СССР. 1989. Т. 307. N5. С. 1203-1206.
Волынец О.Н., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В., Ягодзински Дз. М. Харчинский и Заречный вулканы-уникальные центры позднеплейстоценовых магнезиальных базальтов на Камчатке: вещественный состав вулканических пород // Вулканология и сейсмология. 1999. N1. С. 31-45
Высоцкий С.В. Офиолитовые ассоциации островодужных систем Тихого океана. Владивисток : ДВО АН СССР, 1989. 196 с.
Высоцкий С.В., Говоров Г.И., Кемкин И.В., Сапин В.И. Бонинит-офиолитовая ассоциация Восточного Сахалина: геология и некоторые особенности петрогенезиса // Тихоокеанская геология. 1998. Т. 17. N6. С. 3-15.
Геохимическая типизация магматических и метаморфических пород Камчатки / Ред. А.П. Кривенко. Новосибирск, 1990. 258 с.
Глубинное сейсмическое зондирование Камчатки. М.: Наука, 1978. 130 с.
Глубинные ксенолиты и верхняя мантия. Новосибирск: Наука, 1975. 271 с.
Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука, 1991. Т.1. С. 106-153. Т.2. 300 с.
Заварицкий А.Н. Эксплозивные обломки вулканов Авача и Козельской сопки // Труды ИГН АН СССР. 1940. 53 с.
Кадик А.А., Луканин О.А., Лапин И.В. Физико-химические условия эволюции базальтовых магм в приповерхностных очагах / Ред. Л.В. Дмитриев. М.: Наука, 1990. 346 с.
Колосков А.В. Ультраосновные включения и вулканиты как саморегулирующаяся геологическая система. М.: Научный мир, 1999. 223 с.
Колосков А.В., Хотин М.Ю. Включения ультраосновного состава в лава современных вулканов Камчатки // Включения в вулканических породах Курило-Камчатской островной дуги. М.: Наука, 1978. С. 36-66.
Колосков А.В., Щека С.А. О сопряженности составов включений и содежащих их вулканитов (на примере Курило-Камчатской зоны) // Тез. Докл. 5 Всес. Вулканол. Совещ. Тбилиси, 1980. II симпозиум. 131 с.
Колосков А.В., Волынец О.Н., Пономарев Г.П., Федоров П.И. Ксенолиты ультрамафитов в различных геохимических типах вулканитов островодужной системы // Петрология. 1997. Т. 5. С. 485-502.
Колосков А.В., Пузанков М.Ю., Флеров Г.Б., Чурикова Т.Г., Дорендорф Ф. Опыт Sr-изотопной систематики пироксенов базит-гипербазитовых ассоциаций // Тез. .докл. "Магматизм и метаморфизм Северо-востока Азии". Магадан, 2000. С. .203-206.