ИСТИНА

Проведены геолого-геохимические исследования магматизма вулкана Чанбайшань Тяньчи и детальное петрологическое изучение включений минералообразующих сред в главных типах его пород. Вулкан Чанбайшань Тяньчи (корейское название – Пэктусан) располагается в северо-восточной части архейско-протерозойского Сино-Корейского кратона на границе Китая и Северной Кореи в зоне пересечения рифтовой системы Таньлу северо-восточного простирания с Пэктусанской системой разломов северо-западного направления (Геология…, 1993; Сахно, 2008). Вулкан имеет сложное строение, определяемое сочетанием лав, туфов и агломератов основных (базальты) и щелочно-салических (трахиты, пантеллериты, комендиты) пород. Его формирование происходило в следующей последовательности: 1 – этап излияний лав преимущественно базальтового состава и образование щитового основания вулкана (2.77 (±0.08) – 0.31 (±0.002) млн. лет) (Wei et al., 2007); 2 – этап излияний, главным образом, трахитовых лав, определивший рост конуса (1.12 – 0.1 млн. лет (Wei et al., 2007); 3 – кальдерный этап, связанный с мощнейшей эксплозией огромной массы (>15 км3) пантеллеритовой и комендитовой тефры в 946 г.н.э. (Oppenheimer et al., 2017) и образованием вершинной кальдеры вулкана; 4 – посткальдерный этап. На основе метода изучения включений минералообразующих сред изучены состав и эволюция расплавов, участвовавших в формировании серии вулканических пород, а также оценены физико-химические условия их образования. Показано, что расплавы кристаллизовались в широком интервале температур (от 1220 до 700oC) и давлений (от 3100 до 1000 бар) при резком изменении окислительно-восстановительного потенциала (ΔlgfO2 относительно буфера NNO: +0.92 – +1.42 для базальтовых, -1.61 – -2.09 для трахиандезибазальтовых, -2.63 – -1.89 для комендитовых и -1.55 – -3.15 для пантеллеритовых расплавов). Все изученные базитовые расплавы характеризуются высокими концентрациями TiO2 (до 5 мас.%), FeOобщ. (до 15 мас.%), щелочей (в сумме достигающих 8 мас.%), P2O5 (до 1.4 мас.%), Ba (до 900 ppm) и легкими редкоземельными элементами. Для кислых расплавов также характерны высокие концентрации щелочей, в сумме достигающими 11 мас. %, и FeO (3-7 мас.%) при содержании SiO2 – 68.8-72.7 мас.%. Они резко обогащены редкоземельными элементами, с преобладанием легких РЗЭ над тяжелыми. Содержания РЗЭ в сумме достигают 1300 ppm. В наиболее обогащенных расплавах содержания некоторых элементов достигают практически рудных значений: ZrО2 – до 0.6 мас.% (в некоторых случаях содержания ZrО2 составляют 1 мас.%), Nb - до 520 ppm, Ce – до 600 ppm и т.д Выявлены принципиальные различия в содержаниях H2O как в базитовых, так и кислых расплавах. Содержания H2O в наиболее примитивных базальтовых расплавах, наблюдающихся в качестве включений в оливинах щелочных пемз извержения 946 г.н.э., а также в базитовых расплавах, установленных во включениях в оливине трахиандезибазальтов кальдеры, достигают 1 мас.%. При этом в расплавах, ответственных за формирование щитовых трахиандезибазальтов, концентрации воды не превышают 0.2 мас.%. Комендитовые расплавы также отличаются по содержанию H2O (до 4.6 мас.%) от трахитовых и пантеллеритовых (не более 0.6 мас.%). Вариации в содержаниях H2O связываются с ее потерей в результате дегазации магм. Очевидно, процесс дегазации, контролирующий содержание воды в расплавах, также определяет изменение окислительно-восстановительного режима их кристаллизации. На основе полученных данных о составе и условиях образования магм разработана обобщенная петрологическая модель формирования вулкана Чанбайшань Тяньчи. Исходные магмы, ответственные за формирование серии пород вулкана Чанбайшань Тяньчи, сопоставляются с магмами базальтов океанических островов и были образованы в результате плавления обогащенного мантийного протолита в зоне стабильности граната. Эволюция расплавов, ответственных за формирование пород вулкана, определялась процессами кристаллизационной дифференциации родоначальных базальтовых магм при незначительном участии процессов миксинга и расслоения расплава на силикатную и сульфидную несмешивающиеся жидкости. Возникновение щелочно-салических пород связано с системой малоглубинных магматических камер (13-3.5 км), в пределах которых расплавы испытали глубокую дифференциацию, приведшую к образованию пантеллеритов и комендитов, резко обогащенных редкими элементами (Th, Nb, Ta, Zr, REE).