Сотрудники лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН, совместно с российскими коллегами, провели серию геохимических, петрологических и геохронологических исследований с целью выявить наиболее ранние стадии вулканизма, связанного с субдукцией Тихоокеанской плиты – ее «подныриванием» под континентальную плиту - в районе северо-востока Камчатского полуострова (Рис.1). Впервые, на северо-востоке Камчатки, возле вулкана Шивелуч, обнаружены лавы возрастом около 1 млн лет. Геохимические особенности этих пород свидетельствует о связи их происхождения с субдукционными процессами, а также с плавлением вещества коры, в частности, древних осадочных пород. Результаты опубликованы в журнале Вулканология и сейсмология.

Современный этап вулканизма Северной Камчатки ранее удавалось проследить лишь до возраста 0.3 млн лет, хотя процесс субдукции Тихоокеанской плиты в этом районе начался около 2 млн лет назад. В работе рассматриваются вулканические центры Байдара и Семкорок, датировки которых калий-аргоновым методом составили 0.7 и 1.3 млн лет, соответственно. Эти центры расположены непосредственно у основания крупного андезитового вулкана Шивелуч, возраст которого менее 0.1 млн лет.

Геохимические особенности этих пород, в первую очередь, низкие концентрации ниобия и тантала, свидетельствуют о субдукционном происхождении породообразующих расплавов. Следовательно, этот впервые обнаруженный импульс вулканизма (1.3-0.7 млн лет) может быть проявлением начальных стадий активизации субдукционных процессов Северной Камчатки, что существенно удлиняет историю современного вулканизма в этом интереснейшем районе.

Кроме того, лавы вулканических центров Сёмкорок и Байдара отличают низкие содержания легких редкоземельных элементов, в частности, лантана и церия, и существенно отличаются от пород Шивелуча - соседнего крупного долгоживущего вулканического комплекса. Эти особенности можно объяснить масштабным вовлечением в процесс плавления осадочного материала коры.

Особенности минерального состава вулканических пород изученных объектов и следы неравновесности в системе (Рис. 2), которая связана с процессами магматического смешения, могут свидетельствовать о существовании масштабных коровых очагов кислого состава уже 1.3 млн лет назад.

Основные выводы по результатам исследований:

1. В юго-восточном секторе подножия вулкана Шивелуч располагаются активные в прошлом вулканы, сходные с Шивелучем по составу, но гораздо более древние по возрасту (0.7 и 1.3 млн. лет).

2. Особенности геохимии магматических пород изучаемых вулканов свидетельствуют о наличии у них иного, чем у вулкана Шивелуч, магматического источника. Можно предположить наличие коровых очагов специфического состава, вероятно, обусловленного составом вмещающих осадочных толщ.

3. Для наиболее древних вулканитов характерны неравновесные парагенезисы минералов, связанные с процессами смешения при поступлении в кислый очаг порций базальтовых магм.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Публикация: М. Л. Толстых, А. Д. Бабанский, М. Д. Смирнова, М. М. Певзнер, В. А. Лебедев, Ю. О. Ларионова, Ю. В. Кущева, А. В. Парфенов (2023) Вулканизм начальной фазы заложения северного сегмента субдукции тихоокеанской плиты. Вулканология и сейсмология, 2, 52-68.