Для студентов МГУ им. Ломоносова по предмету ГеологияПетрологические особенности современного эруптивного цикла вулкана Безымянный, КамчаткаПетрологические особенности современного эруптивного цикла вулкана Безымянный, Камчатка
2019-03-132019-03-13СтудИзба
Диссертация: Петрологические особенности современного эруптивного цикла вулкана Безымянный, Камчатка
Описание
Актуальность работы.
Понимание закономерностей процессов островодужного вулканизма является одной из наиболее актуальных научных задач. Для построения корректных петрологических моделей вулканических систем необходимо знание многих параметров. Вулкан Безымянный, в силу своей высокой эруптивной активности, позволяет исследовать островодужные магматические системы в реальном времени и поэтому является природной лабораторией. Детальное исследование в. Безымянный позволяет проводить его сравнение со схожими хорошо изученными вулканическими центрами (вулканы Сент-Хеленс, Унзен, Суфриере Хиллз и др.), что ведет к пониманию общих закономерностей андезитового островодужного вулканизма.
Цели и задачи работы.
Целью работы является исследование эволюции магматической системы вулкана Безымянный с 1956 по 2007 гг. и выявление причин возникновения антидромной последовательности продуктов извержений. Основные задачи, стоящие перед работой:
1. Петрологическое исследование эруптивных продуктов последнего эруптивного цикла вулкана Безымянный.
2. Детальное петрологическое исследование продуктов извержения 1956 г., характеризующих начало эруптивного цикла.
3. Детальное петрологическое исследование продуктов серии извержений 2000-2007 гг., характеризующих современный этап эруптивного цикла.
4. Петрологическое изучение темноцветных включений и перидотитовых ксенолитов для изучения магматической системы в. Безымянный.
5. Построение петрологической модели магматической системы вулкана Безымянный.
Научная новизна.
В работе впервые произведено детальное петрологическое исследование серии продуктов последовательных извержений 2000-2007 гг.
Проведено детальное экспериментальное исследование фазовых равновесий для роговообманковых андезитов извержения 1956 г. в диапазоне давлений 50-200 МПа.
Впервые проведено петрологическое исследование мафических включений и ксенолитов в продуктах извержений современного эруптивного цикла.
Фактический материал и методы исследования.
Большая часть каменного материала была собрана автором в ходе совместных полевых работ российско-американского проекта PIRE (Partnership in International Research and Education) на в. Безымянный в 2007-2009 гг. Образцы извержений 2000-2007 гг. были частично отобраны автором, а частично предоставлены Павлом Избековым, Александром и Мариной Белоусовыми и Филиппом Кайлом. Для исследования было изготовлено более 40 прозрачно-полированных шлифов, около 10 препаратов из эпоксидной смолы с монофракциями минералов. При исследовании было получено более 500 фотографий в отраженных электронах и проведено более 1500 микрозондовых анализов минералов и стекол. Для характеристики состава пород были проведены 8 анализов содержания петрогенных окислов рентгено-флуоресцентным методом и 8 анализов содержаний редких и рассеянных элементов методом масс-спектрометрии индуктивно-связанной плазмы. При исследовании содержаний редкоземельных элементов в минералах было проведено 15 анализов на масс-спектрометре индуктивно-связанной плазмы с лазерной экстракцией. В ходе экспериментальных исследований было проведено 20 серий экспериментов на установках типа газовой бомбы с внешним нагревом длительностью 8-165 часов.
Основные защищаемые положения.
1. Перед извержением вулкана Безымянный 1956 года магма испытала значительный подъем и последующую кристаллизацию при давлениях 50-100 МПа. Время нахождения магмы на этой глубине, оцененное по незавершенным минеральным реакциям составляет от одной до нескольких недель.
2. На основе зональности вкрапленников плагиоклаза установлено, что в 2000-2007 гг. магматический очаг пополнялся новыми порциями магмы перед каждым извержением. При смешении главенствующую роль играл теплообмен, приводящий к периодическому растворению плагиоклаза и формированию ритмичной зональности в нем.
3. Магма, питавшая очаг вулкана Безымянный в 2000-2007 гг., имеет андезибазальтовый состав. В процессе подъема к поверхности она ассимилировала материал глубинного магматического очага, представленный роговообманковыми андезитами. Гарцбургитовые ксенолиты, выносимые на поверхность этой магмой, имеют мантийное происхождение и образовались в результате 20-30% плавления мантийного субстрата и последующей метасоматической проработки богатым некогерентными элементами флюидом.
Структура и объем работы.
Работа состоит из 5 глав, введения и заключения, общим объемом 145 страниц с 43 иллюстрациями и 22 таблицами. Список литературы содержит 129 наименований.
Апробация работы.
По теме диссертационной работы В.Д. Щербаковым опубликовано 13 научных работ, включая 4 статьи в периодических научных изданиях (в том числе 4 публикаций из списка ВАК) и 9 тезисов докладов на Всероссийских и Международных конференциях. Результаты исследований докладывались на ежегодном совещании американского геофизического союза (AGU 2008, 2010) конференциях Japan-Kamchatka-Aleutian subduction processes (2009, 2011).
Благодарности.
Автор выражает признательность всем тем, кто оказывал помощь и поддержку при работе над диссертацией на стадиях отбора полевого материала, препаратоподготовки, инструментальных исследований и осмысления материала. Автор благодарит своего научного руководителя Павла Юрьевича Плечова за колоссальную поддержку, терпение и участие в становлении петрологического мировоззрения автора. Автор выражает благодарность преподавателям и сотрудникам кафедры петрологии геологического факультета МГУ. Неоценимый вклад в работу сделан участниками проекта PIRE – Дж. Айхельбергером, П.Э. Избековым, Е.И. Гордеевым, С.В. Ушаковым, С. Сероветниковым, В. Пилипенко, О. Ниллом, Т. Кайзар, Т. Лопес, О. Кривомазовой, М.Г. Белоусовой, А.Б. Белоусовым. В микрозондовых исследования неоценимую помощь оказали В.О. Япаскурт, Е.В. Гусева, Н.Н. Коротаева, О. Нил, К. Северин. Автор благодарит А.Б. Перепелова, Ю.А. Костицина и А.А. Плечову за помощь в проведении анализов валового и изотопного состава пород; П.Э. Избекова, Дж. Ларсен и коллектив лаборатории экспериментальной петрологии Университета Аляски за содействие при проведении экспериментальных исследований; Д. Ионова, А.Бернара, Т. Сиссона, Ч. Бэйкона, Дж. Вудена за проведение анализов на ионном микрозонде. Автор благодарит О. Нила, Ф. Рупперта, М. Хамфрейс, Р.Р. Альмеева, Б. Скаиллета за плодотворные обсуждения и ценные комментарии в ходе написания работы. Автор весьма признателен П.Э. Избекову за постоянную всестороннюю поддержку в ходе экспедиций и работы над материалом. При обработке материала и создании иллюстраций помощь оказала В.О. Давыдова. Написание работы, пожалуй, было бы невозможным без постоянной поддержки членов семьи – Е.И. Родионовой, Д.Е. Щербакова и Т.Д. Щербаковой.
Понимание закономерностей процессов островодужного вулканизма является одной из наиболее актуальных научных задач. Для построения корректных петрологических моделей вулканических систем необходимо знание многих параметров. Вулкан Безымянный, в силу своей высокой эруптивной активности, позволяет исследовать островодужные магматические системы в реальном времени и поэтому является природной лабораторией. Детальное исследование в. Безымянный позволяет проводить его сравнение со схожими хорошо изученными вулканическими центрами (вулканы Сент-Хеленс, Унзен, Суфриере Хиллз и др.), что ведет к пониманию общих закономерностей андезитового островодужного вулканизма.
Цели и задачи работы.
Целью работы является исследование эволюции магматической системы вулкана Безымянный с 1956 по 2007 гг. и выявление причин возникновения антидромной последовательности продуктов извержений. Основные задачи, стоящие перед работой:
1. Петрологическое исследование эруптивных продуктов последнего эруптивного цикла вулкана Безымянный.
2. Детальное петрологическое исследование продуктов извержения 1956 г., характеризующих начало эруптивного цикла.
3. Детальное петрологическое исследование продуктов серии извержений 2000-2007 гг., характеризующих современный этап эруптивного цикла.
4. Петрологическое изучение темноцветных включений и перидотитовых ксенолитов для изучения магматической системы в. Безымянный.
5. Построение петрологической модели магматической системы вулкана Безымянный.
Научная новизна.
В работе впервые произведено детальное петрологическое исследование серии продуктов последовательных извержений 2000-2007 гг.
Проведено детальное экспериментальное исследование фазовых равновесий для роговообманковых андезитов извержения 1956 г. в диапазоне давлений 50-200 МПа.
Впервые проведено петрологическое исследование мафических включений и ксенолитов в продуктах извержений современного эруптивного цикла.
Фактический материал и методы исследования.
Большая часть каменного материала была собрана автором в ходе совместных полевых работ российско-американского проекта PIRE (Partnership in International Research and Education) на в. Безымянный в 2007-2009 гг. Образцы извержений 2000-2007 гг. были частично отобраны автором, а частично предоставлены Павлом Избековым, Александром и Мариной Белоусовыми и Филиппом Кайлом. Для исследования было изготовлено более 40 прозрачно-полированных шлифов, около 10 препаратов из эпоксидной смолы с монофракциями минералов. При исследовании было получено более 500 фотографий в отраженных электронах и проведено более 1500 микрозондовых анализов минералов и стекол. Для характеристики состава пород были проведены 8 анализов содержания петрогенных окислов рентгено-флуоресцентным методом и 8 анализов содержаний редких и рассеянных элементов методом масс-спектрометрии индуктивно-связанной плазмы. При исследовании содержаний редкоземельных элементов в минералах было проведено 15 анализов на масс-спектрометре индуктивно-связанной плазмы с лазерной экстракцией. В ходе экспериментальных исследований было проведено 20 серий экспериментов на установках типа газовой бомбы с внешним нагревом длительностью 8-165 часов.
Основные защищаемые положения.
1. Перед извержением вулкана Безымянный 1956 года магма испытала значительный подъем и последующую кристаллизацию при давлениях 50-100 МПа. Время нахождения магмы на этой глубине, оцененное по незавершенным минеральным реакциям составляет от одной до нескольких недель.
2. На основе зональности вкрапленников плагиоклаза установлено, что в 2000-2007 гг. магматический очаг пополнялся новыми порциями магмы перед каждым извержением. При смешении главенствующую роль играл теплообмен, приводящий к периодическому растворению плагиоклаза и формированию ритмичной зональности в нем.
3. Магма, питавшая очаг вулкана Безымянный в 2000-2007 гг., имеет андезибазальтовый состав. В процессе подъема к поверхности она ассимилировала материал глубинного магматического очага, представленный роговообманковыми андезитами. Гарцбургитовые ксенолиты, выносимые на поверхность этой магмой, имеют мантийное происхождение и образовались в результате 20-30% плавления мантийного субстрата и последующей метасоматической проработки богатым некогерентными элементами флюидом.
Структура и объем работы.
Работа состоит из 5 глав, введения и заключения, общим объемом 145 страниц с 43 иллюстрациями и 22 таблицами. Список литературы содержит 129 наименований.
Апробация работы.
По теме диссертационной работы В.Д. Щербаковым опубликовано 13 научных работ, включая 4 статьи в периодических научных изданиях (в том числе 4 публикаций из списка ВАК) и 9 тезисов докладов на Всероссийских и Международных конференциях. Результаты исследований докладывались на ежегодном совещании американского геофизического союза (AGU 2008, 2010) конференциях Japan-Kamchatka-Aleutian subduction processes (2009, 2011).
Благодарности.
Автор выражает признательность всем тем, кто оказывал помощь и поддержку при работе над диссертацией на стадиях отбора полевого материала, препаратоподготовки, инструментальных исследований и осмысления материала. Автор благодарит своего научного руководителя Павла Юрьевича Плечова за колоссальную поддержку, терпение и участие в становлении петрологического мировоззрения автора. Автор выражает благодарность преподавателям и сотрудникам кафедры петрологии геологического факультета МГУ. Неоценимый вклад в работу сделан участниками проекта PIRE – Дж. Айхельбергером, П.Э. Избековым, Е.И. Гордеевым, С.В. Ушаковым, С. Сероветниковым, В. Пилипенко, О. Ниллом, Т. Кайзар, Т. Лопес, О. Кривомазовой, М.Г. Белоусовой, А.Б. Белоусовым. В микрозондовых исследования неоценимую помощь оказали В.О. Япаскурт, Е.В. Гусева, Н.Н. Коротаева, О. Нил, К. Северин. Автор благодарит А.Б. Перепелова, Ю.А. Костицина и А.А. Плечову за помощь в проведении анализов валового и изотопного состава пород; П.Э. Избекова, Дж. Ларсен и коллектив лаборатории экспериментальной петрологии Университета Аляски за содействие при проведении экспериментальных исследований; Д. Ионова, А.Бернара, Т. Сиссона, Ч. Бэйкона, Дж. Вудена за проведение анализов на ионном микрозонде. Автор благодарит О. Нила, Ф. Рупперта, М. Хамфрейс, Р.Р. Альмеева, Б. Скаиллета за плодотворные обсуждения и ценные комментарии в ходе написания работы. Автор весьма признателен П.Э. Избекову за постоянную всестороннюю поддержку в ходе экспедиций и работы над материалом. При обработке материала и создании иллюстраций помощь оказала В.О. Давыдова. Написание работы, пожалуй, было бы невозможным без постоянной поддержки членов семьи – Е.И. Родионовой, Д.Е. Щербакова и Т.Д. Щербаковой.
Характеристики диссертации
Тип
Предмет
Учебное заведение
Семестр
Просмотров
108
Скачиваний
0
Размер
1,17 Mb
Список файлов
Хочешь зарабатывать на СтудИзбе больше 10к рублей в месяц? Научу бесплатно!
Начать зарабатывать
Начать зарабатывать