СОДЕРЖАНИЕ H2O и CO2 В ИСХОДНЫХ МАГМАХ КЛЮЧЕВСКОГО ВУЛКАНА ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ РАСПЛАВНЫХ И ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ОЛИВИНЕ
Н.Л. Миронов1, М.В. Портнягин1,2
1Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, 119991, Москва, ул. Косыгина, 19, Россия
2Leibniz Institute of Marine Research, IFM-GEOMAR, Wischhofstrasse 1-3, 24148 Kiel, Germany
Ключевые слова: Расплавные и флюидные включения в оливине, родоначальные магмы, H2O, CO2, Ключевской вулкан, Камчатка.
Страницы: 1718-1735
Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ ЛИТОСФЕРЫ
Аннотация
Приведены новые, полученные с помощью ИК-спектроскопии, данные о содержании H2O и CO2 в стеклах 26 природно-закаленных и экспериментально частично гомогенизированных расплавных включений во вкрапленниках оливина Fo85-91 из пород Ключевского вулкана. Измеренные содержания H2O во включениях варьируют от 0.02 до 4 мас. %. Большие вариации содержания H2O во включениях, не коррелирующие с составом оливина-хозяина и содержанием главных элементов в расплавах, объясняются потерей воды из включений путем диффузии через оливин-хозяин при извержении и последующем застывании пород. Максимальные потери H2O установлены для включений из образцов лав, медленно остывавших после извержения, минимальные - для образцов быстро закаленных пирокластических пород. Содержания H2O в родоначальных магмах Ключевского вулкана оцениваются как 3.5 мас. %, что подразумевает более низкие температуры образования первичных магм (на 40 °С ниже сухого солидуса перидотита), чем предполагалось ранее. Диапазон измеренных содержаний CO2 в стеклах изученных включений составляет от < 0.01 до 0.13 мас. % и не зависит от типа изученных включений и их состава. Расчетные давления H2O-CO2 флюида, равновесного с расплавом, во включениях составляют менее 270 МПа. Эти давления существенно ниже оценки давления кристаллизации изученных оливинов (около 500 МПа), сделанной на основе измерения плотности (~ 0.8 г/см3) сингенетичных флюидных включений. Предполагается, что значительное снижение давления внутри расплавных включений после их захвата может объясняться потерей H2O из включений и перераспределением CO2 из расплава в дочернюю флюидную фазу. По сравнению с расплавными включениями сингенетичные флюидные включения несут независимую информацию о давлениях кристаллизации и исходных содержаниях CO2 в магмах, которые составляли для Ключевского вулкана, по этим данным, не менее 500 МПа и 0.35 мас. % соответственно. Максимальные концентрации СО2 в первичных магмах оценены как 0.8-0.9 мас. %. Кристаллизация исходных магм происходила в декомпрессионном режиме с глубин 30-40 км при постоянном понижении содержания CO2, повышении (до 6-7 мас. %) и затем понижении (при давлении < 300 МПа) содержаний H2O в расплавах, что способно объяснить весь спектр расплавных включений и пород Ключевского вулкана.
|
