Использование сравнительного анализа распространения и происхождения кальдер с базальт-андезитовым составом магм для изучения генезиса миоценовых игнимбритов Восточного вулканического пояса Камчатки
https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-3-0443
Аннотация
На основе статистической обработки базы данных Глобальной программы вулканизма (ГПВ) Смитсоновского института и опубликованных материалов представлен сравнительный анализ кальдерообразующих извержений вулканов Земли. Показаны геодинамические позиции и условия формирования кальдер с базальт-андезитовым составом магм. В основном искомые кальдеры – это щитовые вулканы. Большинство из них имеют массивные лавовые потоки, только в нескольких случаях были описаны игнимбриты с базальт-андезитовым составом магм. Объединяющими признаками происхождения базальт-андезитовых игнимбритов являются контакты горячего пирокластического потока с «внешней» водой. Палеогеодинамические реконструкции Камчатки миоценового времени и анализ материалов геологического картирования базальт-андезитовых игнимбритов Восточного вулканического пояса Камчатки подтверждают их образование в прибрежно-морской обстановке, что согласуется с приведенными результатами изучения происхождения базальт-андезитовых игнимбритов вулканов в других регионах Земли. Полученные данные показывают значимость реконструкций палеогеодинамических обстановок в изучении типов палеовулканов и рельефообразующих пирокластических пород.
Об авторах
О. В. Бергаль-Кувикас
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН; Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Россия
Россия
Бергаль-Кувикас Ольга Валерьевна - PhD, старший научный сотрудник.
683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9; 119017, Москва, Старомонетный пер., 35, строение 2.
А. Н. Рогозин
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
Россия
Россия
Рогозин Алексей Николаевич - научный сотрудник.
683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9.
Е. С. Кляпицкий
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
Россия
Россия
Кляпицкий Евгений Сергеевич - младший научный сотрудник.
683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9.
Список литературы
1. Abbot C.G., Fowle F.E., 1913. Volcanoes and climate. Smithsonian Miscellaneous Collections 60 (29), 1–24. Available from: https://repository.si.edu/bitstream/handle/10088/23463/SMC_60_Abbot_1913_29_1-24.pdf.
2. Алискеров А.А. Оруденение малоглубинного магматизма (Авачинско-Кетхойская зона поднятий). М.: Наука, 1980. 94 c.
3. Avdeiko G.P., Bergal-Kuvikas O.V., 2015. The geodynamic conditions for the generation of adakites and Nb-rich basalts (NEAB) in Kamchatka. Journal of Volcanology and Seismology 9 (5), 295–306. https://doi.org/10.1134/S0742046315050024.
4. Авдейко Г.П., Савельев Д.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Принцип актуализма: критерии для палеотектонических реконструкций на примере Курило-Камчатского региона // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2003. № 1. C. 32–60.
5. Avdeiko G.P., Savelyev D.P., Palueva A.A., Popruzhenko S.V., 2007. Evolution of the Kurile-Kamchatkan volcanic arcs and dynamics of the Kamchatka-Aleutian Junction. In: J. Eichelberger, E. Gordeev, P. Izbekov, M. Kasahara, J. Lees (Eds.), Volcanism and subduction: The Kamchatka Region. Geophysical Monograph Series, vol. 172, p. 37–55. https://doi.org/10.1029/172GM04.
6. Beaumais A., Bertrand H., Chazot G., Dosso L., Robin C., 2016. Temporal magma source changes at Gaua volcano, Vanuatu island arc. Journal of Volcanology and Geothermal Research 322, 30–47. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2016.02.026.
7. Биндеман И.Н. Тайная жизнь супервулканов // Химия и химики. В мире науки. 2006. № 10. С. 66–86.
8. Bindeman I.N., Leonov V.L., Izbekov P.E., Ponomareva V.V., Watts K.E., Shipley N.K., Schmitt A.K., 2010. Large-volume silicic volcanism in Kamchatka: Ar–Ar and U–Pb ages, isotopic, and geochemical characteristics of major pre-Holocene caldera-forming eruptions. Journal of Volcanology and Geothermal Research 189 (1), 57–80. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2009.10.009.
9. Bindeman I.N., Simakin A.G., 2014. Rhyolites – Hard to produce, but easy to recycle and sequester: Integrating microgeochemical observations and numerical models. Geosphere 10 (5), 930–957. https://doi.org/10.1130/GES00969.1.
10. Braitseva O.A., Melekestsev I.V., 1991. Eruptive history of Karymsky volcano, Kamchatka, USSR, based on tephra stratigraphy and 14C dating. Bulletin of Volcanology 53 (3), 195–206. https://doi.org/10.1007/BF00301230.
11. Cas R.A.F., Simmons J.M., 2018. Why deep-water eruptions are so different from subaerial eruptions. Frontiers in Earth Science 6, 198. https://doi.org/10.3389/feart.2018.00198.
12. Cas R.A., Wright J.V., 1991. Subaqueous pyroclastic flows and ignimbrites: an assessment. Bulletin of Volcanology 53 (5), 357–380. https://doi.org/10.1007/BF00280227.
13. Cashman K.V., Giordano G., 2014. Calderas and magma reservoirs. Journal of Volcanology and Geothermal Research 288, 28–45. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2014.09.007.
14. Chesner C., Rose W.I., Deino A.L., Drake R., Westgate J.A., 1991. Eruptive history of Earth's largest Quaternary caldera (Toba, Indonesia) clarified. Geology 19 (3), 200–203. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1991)019<0200:EHOESL>2.3.CO;2.
15. De Rita D., Giordano G., Esposito A., Fabbri M., Rodani S., 2002. Large volume phreatomagmatic ignimbrites from the Colli Albani volcano (Middle Pleistocene, Italy). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 118 (1), 77–98. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(02)00251-2.
16. Demonterova E.I., Ivanov A.V., Karmanov N.S., 2009. Basaltic ignimbrite-like rocks on Saikhan Volcano, northeastern Khangai, Mongolia: Mineralogic and geochemical evidence. Journal of Volcanology and Seismology 3 (4), 260–268. https://doi.org/10.1134/S0742046309040034.
17. Druitt T.H., Sparks R.S.J., 1984. On the formation of calderas during ignimbrite eruptions. Nature 310 (5979), 679–681. https://doi.org/10.1038/310679a0.
18. Егоров О.Н. Структурообразование и магмогенез над верхнемантийными плюмами в вулканическом поясе зоны перехода океан – конти¬нент – центры эндогенной активности. М.: ИФЗ РАН, 2009. Available from: http://repo.kscnet.ru/id/eprint/2613.
19. Eichelberger J.C., Izbekov P.E., 2000. Eruption of andesite triggered by dyke injection: contrasting cases at Karymsky Volcano, Kamchatka and Mt Katmai, Alaska. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 358 (1770), 1465–1485. https://doi.org/10.1098/rsta.2000.0599.
20. Fedorov P.I., Kovalenko D.V., Bayanova T.B., Serov P.A., 2008. Early Cenozoic magmatism in the continental margin of Kamchatka. Petrology 16 (3), 261–278. https://doi.org/10.1134/S086959110803003X.
21. Fernández W.P., 2007. Basaltic Plinian and Violent Surtseyan Eruptions from the Masaya Caldera Complex, Nicaragua. Doctoral dissertation, Universitätsbibliothek Kiel. 194 p. Available from: https://macau.uni-kiel.de/receive/dissertation_diss_00002063.
22. Freundt A., 2003. Entrance of hot pyroclastic flows into the sea: experimental observations. Bulletin of Volcanology 65 (2–3), 144–164. https://doi.org/10.1007/s00445-002-0250-1.
23. Freundt A., Schmincke H.U., 1995. Eruption and emplacement of a basaltic welded ignimbrite during caldera formation on Gran Canaria. Bulletin of Volcanology 56 (8), 640–659. https://doi.org/10.1007/BF00301468.
24. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Серия Южно-Камчатская. Листы N-57-XXVII, N-57-XXXIII. Объяснительная записка. М.: ВСЕГЕИ, 2000. 302 c.
25. Gertisser R., Self S., Thomas L.E., Handley H.K., Van Calsteren P., Wolff J.A., 2011. Processes and timescales of magma genesis and differentiation leading to the great Tambora eruption in 1815. Journal of Petrology 53 (2), 271–297. https://doi.org/10.1093/petrology/egr062.
26. Gladenkov A.Y., Gladenkov Y.B., 2004. Onset of connections between the Pacific and Arctic Oceans through the Bering Strait in the Neogene. Stratigraphy and Geological Correlation 12 (2), 175–187.
27. Гладенков Ю.Б., Синельникова В.Н., Гладенков Ю.Б. Моллюски и климатические оптимумы миоцена Камчатки. М.: Наука, 1990. 453 c.
28. Gleckler P.J., Wigley T.M.L., Santer B.D., Gregory J.M., Achuta Rao K., Taylor K.E., 2006. Volcanoes and climate: Krakatoa's signature persists in the ocean Nature 439 (7077), 675. https://doi.org/10.1038/439675a.
29. Global Volcanism Program, 2017. Database of Smithsonian Institution. Washington. Available from: http://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm.
30. Gudmundsson A., 2015. Collapse-driven large eruptions. Journal of Volcanology and Geothermal Research 304, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.07.033.
31. Gudmundsson A., 2016. The mechanics of large volcanic eruptions. Earth-Science Reviews 163, 72–93. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2016.10.003.
32. Gutmann J.T., 2002. Strombolian and effusive activity as precursors to phreatomagmatism: eruptive sequence at maars of the Pinacate volcanic field, Sonora, Mexico. Journal of Volcanology and Geothermal Research 113 (1), 345–356. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(01)00265-7.
33. Haq B.U., Hardenbol J., Vail P.R., 1987. The new chronostratigraphic basis of Cenozoic and Mesozoic sea level cycles. In: Special Publication, Cushman Foundation for Foraminiferal Research, vol. 24, p. 7–13.
34. Hughes G.R., Mahood G.A., 2008. Tectonic controls on the nature of large silicic calderas in volcanic arcs. Geology 36 (8), 627–630. https://doi.org/10.1130/G24796A.1.
35. Huppert H.E., Sparks R.S.J., 1988. The generation of granitic magmas by intrusion of basalt into continental crust. Journal of Petrology 29 (3), 599–624. https://doi.org/10.1093/petrology/29.3.599.
36. Кувикас О.В. Реконструкция динамики кальдерообразующего извержения вулкана Пра-Карымский (7800 14С лет назад) // Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции. Иркутск: Институт земной коры, 2008. С. 168–170.
37. Lander A.V., Shapiro M.N., 2007. The origin of the modern Kamchatka subduction zone. In: J. Eichelberger, E. Gordeev, P. Izbekov, M. Kasahara, J. Lees (Eds.), Volcanism and subduction: the Kamchatka region. Geophysical Monograph Series, vol. 172, p. 57–64. https://doi.org/10.1029/172GM05.
38. Леонов В.Л., Биндеман И.Н., Рогозин А.Н. Новые данные по Ar-Ar датированию игнимбритов Камчатки // Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога (27–29 марта 2008 г.). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2008. С. 187–197. Available from: http://www.kscnet.ru/ivs/publication/volc_day/2008/art23.pdf.
39. Леонов В.Л., Рогозин А.Н., Биндеман И.Н., Кувикас О.В., Кляпицкий Е.С. Выделение новой кальдеры на Камчатке: границы, возраст, комплекс внутрикальдерных отложений, нерешенные вопросы // Вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы ежегодной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2011. С. 53–56. Available from: http://repo.kscnet.ru/3007/1/Leonov%20et%20al.,%202011.pdf.
40. Леонов В.Л., Гриб Е.Н. Структурные позиции и вулканизм четвертичных кальдер Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 2004. 189 c.
41. Leonov V.L., Rogozin A.N., 2007. Karymshina, a giant supervolcano caldera in Kamchatka: Boundaries, structure, volume of pyroclastics. Journal of Volcanology and Seismology 1 (5), 296–309. https://doi.org/10.1134/S0742046307050028.
42. Lind E.M., Wastegård S., 2011. Tephra horizons contemporary with short Early Holocene climate fluctuations: new results from the Faroe Islands. Quaternary International 246 (1–2), 157–167. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2011.05.014.
43. Lipman P.W., 1984. The roots of ash flow calderas in western North America: windows into the tops of granitic batholiths. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 89 (B10), 8801–8841. https://doi.org/10.1029/JB089iB10p08801.
44. Lohmar S., Robin C., Gourgaud A., Clavero J., angel Parada M., Moreno H., Ersoy O., Lopez-Escobar L., Naranjo J.A., 2007. Evidence of magma-water interaction during the 13,800 years BP explosive cycle of the Licán Ignimbrite, Villarrica volcano (Southern Chile). Andean Geology 34 (2), 233–248. https://doi.org/10.5027/andgeoV34n2-a04.
45. Карта новейшей тектоники СССР и сопредельных областей. Масштаб: 1:5000000. Л.: ВСЕГЕИ, 1977.
46. Карта палеогеографических характеристик СССР. Масштаб: 1:100000000. М., 1983.
47. Martí J., Geyer A., Folch A., Gottsmann J., 2008. A review on collapse caldera modelling. In: J. Gottsmann, J. Martí (Eds.), Caldera volcanism: analysis, modelling and response. Developments in volcanology, vol. 10, p. 233–283. https://doi.org/10.1016/S1871-644X(07)00006-X.
48. Мелекесцев И.В. Основные этапы формирования современного рельефа Курило-Камчатской области // История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Камчатка, Курильские и Командорские острова / Ред. О.М. Адаменко, С.А. Архипов, И.В. Лучицкий, В.А. Николаев, Н.А. Флоренсов, Г.И. Худяков. М.: Наука, 1974. С. 337–345.
49. Miller C.F., Wark D.A., 2008. Supervolcanoes and their explosive supereruptions. Elements 4 (1), 11–15. https://doi.org/10.2113/GSELEMENTS.4.1.11.
50. Oppenheimer C., 2003. Climatic, environmental and human consequences of the largest known historic eruption: Tambora volcano (Indonesia) 1815. Progress in Physical Geography 27 (27), 230–259. https://doi.org/10.1191/0309133303pp379ra.
51. Rachmat H., Rosana M.F., Wirakusumah A.D., Jabbar G.A., 2016. Petrogenesis of Rinjani Post-1257-Caldera-Forming-Eruption Lava Flows. Indonesian Journal on Geoscience 3 (2), 107–126. https://doi.org/10.17014/ijog.3.2.107-126.
52. Robin C., Eissen J.P., Monzier M., 1993. Giant tuff cone and 12-km-wide associated caldera at Ambrym Volcano (Vanuatu, New Hebrides Arc). Journal of Volcanology and Geothermal Research 55 (3–4), 225–238. https://doi.org/10.1016/0377-0273(93)90039-T.
53. Robin C., Eissen J.P., Monzier M., 1994. Ignimbrites of basaltic andesite and andesite compositions from Tanna, New Hebrides Arc. Bulletin of Volcanology 56 (1), 10–22. https://doi.org/10.1007/BF00279725.
54. Robin C., Eissen J.P., Monzier M., 1995. Mafic pyroclastic flows at Santa Maria (Gaua) volcano, Vanuatu: the caldera formation problem in mainly mafic island arc volcanoes. Terra Nova 7 (4), 436–443. https://doi.org/10.1111/j.1365-3121.1995.tb00539.x.
55. Рогозин А.Н., Леонов В.Л., Кувикас О.В. Необычные игнимбриты Верхнеавачинской кальдеры (Камчатка): строение разрезов и петрохимические особенности // Вулканизм и геодинамика: Материалы V Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2011. С. 234–237.
56. Schmidt R., van den Bogaard C., Merkt J., Müller J., 2002. A new Lateglacial chronostratigraphic tephra marker for the south-eastern Alps: The Neapolitan Yellow Tuff (NYT) in Längsee (Austria) in the context of a regional biostratigraphy and palaeoclimate. Quaternary International 88 (1), 45–56. https://doi.org/10.1016/S1040-6182(01)00072-6.
57. Шанцер А.E. Этапы развития палеорельефа // История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Камчатка, Курильские и Командорские острова / Ред. О.М. Адаменко, С.А. Архипов, И.В. Лучицкий, В.А. Николаев, Н.А. Флоренсов, Г.И. Худяков. М.: Наука, 1974. С. 58–82.
58. Шанцер А.Е., Краевая Т.С. Формационные ряды наземного вулканического пояса: на примере позднего кайнозоя Камчатки. М.: Наука, 1980. 164 с.
59. Sheth H.C., Ray J.S., Bhutani R., Kumar A., Smitha R.S., 2009. Volcanology and eruptive styles of Barren Island: an active mafic stratovolcano in the Andaman Sea, NE Indian Ocean. Bulletin of Volcanology 71 (9), 1021–1039. https://doi.org/10.1007/s00445-009-0280-z.
60. Simkin T., Fiske R.S., 1983. Krakatau 1883. Earthquake Information Bulletin (USGS) 15 (4), 128–133.
61. Sparks R.S.J., Sigurdsson H., Wilson L., 1977. Magma mixing: a mechanism for triggering acid explosive eruptions. Nature 267 (5609), 315–318. https://doi.org/10.1038/267315a0.
62. Stern R.J., 1979. On the origin of andesite in the northern Mariana island arc: Implications from Agrigan. Contributions to Mineralogy and Petrology 68 (2), 207–219. https://doi.org/10.1007/BF00371901.
63. Stern R.J., 2002. Subduction zones. Reviews of Geophysics 40 (4), 1012. https://doi.org/10.1029/2001RG000108.
64. Walker G.P., 1988. Three Hawaiian calderas: an origin through loading by shallow intrusions? Journal of Geophysical Research: Solid Earth 93 (B12), 14773–14784. https://doi.org/10.1029/JB093iB12p14773.
65. Walker J.A., Williams S.N., Kalamarides R.I., Feigenson M.D., 1993. Shallow open-system evolution of basaltic magma beneath a subduction zone volcano: the Masaya Caldera Complex, Nicaragua. Journal of Volcanology and Geothermal Research 56 (4), 379–400. https://doi.org/10.1016/0377-0273(93)90004-B.
66. Williams H., 1941. Calderas and their origin. Bulletin of the Department of Geology of the University of California 25 (6), 239–346.
67. Witter J.B., Self S., 2007. The Kuwae (Vanuatu) eruption of AD 1452: potential magnitude and volatile release. Bulletin of Volcanology 69 (3), 301–318. https://doi.org/10.1007/s00445-006-0075-4.
68. Заварицкий А.Н. Вулканы Камчатки. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 512 с.
Рецензия
Для цитирования:
Бергаль-Кувикас О.В., Рогозин А.Н., Кляпицкий Е.С. Использование сравнительного анализа распространения и происхождения кальдер с базальт-андезитовым составом магм для изучения генезиса миоценовых игнимбритов Восточного вулканического пояса Камчатки. Геодинамика и тектонофизика. 2019;10(3):815-828. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-3-0443
For citation:
Bergal-Kuvikas O.V., Rogozin A.N., Klyapitsky E.S. The analysis of spatial distributions, origins of caldera-forming eruptions with basaltic-andesitic magma compositions, and genesis of Miocene ignimbrites of the Eastern volcanic belt, Kamchatka. Geodynamics & Tectonophysics. 2019;10(3):815-828. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-3-0443
Просмотров: 1079
Послать статью по эл. почте 