Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата

Магмообразование вкрест простирания Камчатской дуги

Рис. 13

 Мы показали, что: (1) различные источники вовлечены в формирование магм Камчатской дуги; (2) обогащенный компонент типа OIB наблюдается в мантийном источнике тыловой части, (3) субдуговая мантия подобна или слегка обеднена в сравнении с источником NMORB; (4) общий привнос флюидной компоненты в мантийные источники меняется незначительно вкрест дуги.

Рисунок 13 суммирует наши результаты и иллюстрирует модель формирования Камчатского дугового вулканизма. Глубина субдуцируемой под Камчатку плиты увеличивается от 100 км под ВВФ до 200 км под ЦКД и далее на запад, достигая 400 км под СХ. Специфика размещения ЦКД заключается в её расположении над тройным сочленением плит, где Тихоокеанская плита субдуцирует под Евроазиатскую, формируя внутридуговой рифт.

Степень плавления вкрест Камчатской дуги изменяется от 9-12 % (для СХ и ЦКД) до 20% (для ВВФ), что согласуется с опубликованными данными для других вулканических дуг. Вероятно, высокая степень плавления в ВВФ вызвана большим количеством водного флюида, высвобождающегося из субдуцируемой плиты на первой ступени ее обезвоживания. Субдукция Гавайского Императорского подводного хребта в этом районе может играть важную роль в формировании такого флюида. Плавление в зоне ЦКД строго обусловлено двумя факторами: дегидратацией плиты, и восхождением мантийных потоков в результате внутри - дугового рифтогенеза. Плавление в СХ также обязано высвобождению флюида при глубинной дегидратации плиты, но в меньших объемах, чем в других зонах.

Выше было показано, что общий вклад флюидной составляющей в источники Камчатских лав довольно однороден вкрест простирания дуги. Это, однако, не обязательно подразумевает одинаковый поток флюида во всех трех вулканических зонах Камчатки. Одинаковые содержания микроэлементов могут быть получены двумя путями: (1) одинаковым количеством одинакового по составу флюида или (2) различным количеством флюида с разным содержанием микроэлементов. В результате высоких P-T условий и разложения высокотемпературных минералов, глубинные флюиды под СХ, будут, вероятно, более обогащены несовместимыми элементами. Бюре и Кепплер [8] показали, что флюиды, полученные при дегидратации амфибола будут преимущественно водными и низкокремнистые, но обогащенные LILE и, возможно, хлоридами. Такие флюиды высокоподвижны, формируя большие объемы расплава, как мы и наблюдаем в ВВФ и ЦКД. В отличие от них, глубинные флюиды (более 100 км), образованные при распаде лавсонита и других высокотемпературных минералов, будут обеднены водой, но обогащены кремнием и, вероятно, могут переносить некоторые количества HFSE. Такие флюиды более вязкие и менее подвижны. Высокие F и F/Cl в расплавных включениях из лав и ксенолитов СХ указывают, что в отличие от ВВФ и ЦКД, мантийный источник в тыловой части обогащен фтором, что может быть результатом плавления насыщенных фтором фаз (например, флогопита), либо обогащения глубинного флюида этим элементом. Поскольку глубина субдуцируемой плиты меняется от ВВФ к СХ в 4 раза, роль халькофильных элементы во флюиде значительно варьирует вкрест дуги [18], отношения B/La, B/Nb, B/Be, и B/Zr стремительно уменьшаются от фронта дуги к тылу от значений 5, 12, 55, и 0,25 (EVF) до менее, чем 0,5, 1,0, 10, и 0,05, соответственно [18], а расплавы СХ обогащены фтором, мы склонны придерживаться второго сценария. Мы считаем, что в то время, как плавление в ВВФ инициируется большим количеством относительно бедного микроэлементами флюида, плавление под СХ вызвано меньшим количеством более обогащенного флюида.

Район ЦКД характеризуется наивысшей продуктивностью магмы на Камчатке. Вероятно, это связано с внутридуговым рифтингом и восходящими мантийными потоками в этой области. Несмотря на то, что степень плавления в этом регионе не очень высока (около 12%), благодаря массивной декомпрессии под рифтовой зоной, большой объем мантийного вещества мог вовлекаться в плавление. Вероятно, высокая магмопродуктивность ЦКД вызвана сочетанием двух процессов: (1) внутридуговым рифтингом с последующим восхождением мантийных масс и декомпрессионным плавлением и (2) обильным флюидным потоком, отделяющимся от субдуцируемого под Камчатку Императорского подводного хребта.

Выводы

1. Распределение макро- и микроэлементов в породах северного Камчатского пересечения типично островодужное. Систематические вариации от вулканического фронта на вулкане Комарова к тыловой части дуги на вулкане Ичинский уверенно указывают на наличие одной зоны субдукции в настоящее время на Камчатке.

2. Наблюдаемая геохимическая зональность обусловлена тремя главными факторами: (1) в разной степени обедненными или обогащенными мантийными источниками; (2) переменными степенями плавления мантии и (3) составом флюида, отделенного от субдуцируемой плиты.

3. В сравнении с источником NMORB, мантия под Камчаткой обеднена в разной степени: от слегка обедненной в районе ВВФ и ЦКД до существенно обогащенной в СХ.

4. Мантийный источник под СХ обогащен компонентом типа OIB, причем в меньшей степени это проявлено в островодужных лавах вулканов СХ, но играет заметную роль в формировании шлако-лавовых конусов (ВПТ-лавы).

5. Согласно распределению редких элементов, общая добавка субдукционого флюидного компонента примерно одинакова в породах всех трех зон дуги. Однако, содержания халькофильных элементов и бора в лавах, а так же фтора в расплавных включениях варьируют вкрест дуги, что предполагает разнообразный состав флюида под Камчаткой.

6. Величина и скорость производства магмы зависят от интенсивности флюидного потока и глубинной геодинамики мантийного клина, заметно возрастая в зонах растяжения.

Авторы крайне благодарны А.Колоскову, Г.Флерову, О.Волынцу, К.Ойстерхуз, П.Плечову и А.Максимову за продуктивное обсуждение материала и помощь в течение полевых работ. Эта работа была поддержана проектами DFG Wo362/15-1+2, INTAS No. 94-3129, грантами DFG-РФФИ No. 98-05-04103 и 00-0504000 и фондом Фольксвагена.

Список литературы

Авдейко Г.П., Антонов А.Ю., Волынец О.Н., Цветков А.А.. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги. Москва: Наука, 1993. 528 с.

Балеста, С.Т.. Строение земной коры и магматические очаги областей современного вулканизма Камчатки // Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука, 1991. С.36-45.

Волынец О.Н., Успенский В.С., Аношин Г.Н., Валов М.Г., Патока М.Г., Пузанков Ю.М., Ананьев В.В., Шипицын Ю.Г.. Эволюция геодинамического режима магмообразования на Восточной Камчатке в позднем кайнозое (по геохимическим данным) // Вулканология и сейсмология. 1990. N 5. С.14-27.

Горельчик В.И., Гарбузова В.Г., Дрознин Д.В., Левина В.И., Фирстов П.П., Чубарова О.С., Широков В.А.. Вулкан Шивелуч: глубинное строение и прогноз извержения по данным детальной сейсмичности 1962-1994 гг. // Вулканология и сейсмология. 1996. .N 4-5. С.54-76.

Цветков А.А., Гладков Н.Г. , Волынец О.Н.. Проблема субдукции и изотоп 10Be в лавах Курильско-Камчатской островной дуги // Докл. АН СССР. 1989. Т.306. N5. С.1318-1322.

Ayers J.. Trace element modeling of aqueous fluid - peridotite interaction in the mantle wedge of subduction zones // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1998. V.132. P.390-404.

Brenan J.M., Shaw H.F., Ryerson F.J., Phinney D.L. Mineral-aqueous fluid partitioning of trace elements at 900 degrees C and 2.0 GPa; constraints on the trace element chemistry of mantle and deep crustal fluids // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. V.59. P.3331-3350.

Bureau H., Keppler H.. Complete miscibility between silicate melts and hydrous fluids in the upper mantle; experimental evidence and geochemical implications // Earth and Planetary Science Letters 1999. V.165. P. 187-196.

Churikova T., Dorendorf F, Wцrner G. Sources and fluids in the mantle wedge below Kamchatka, evidence from across-arc geochemical variation // Journal of Petrology 2001a.. In revision.

Churikova T, Wцrner G, Kronz A, Plechov P. S, Cl and F in olivine melt inclusions from mafic arc rocks in Kamchtka. EUG 11. Strasbourg: Terra Abstracts. 2001b. In press.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат россия скачать, реферат горы.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5 | Следующая страница реферата