name: «Петрогенезис посткальдерных вулканитов кальдеры Медвежья на примере вулкана Меньший Брат, о. Итуруп»
keyword_list: Курильская островная дуга Мантийно-коровое взаимодействие Базальты расплавные и флюидные включения летучие компоненты кальдерные извержения
abstract: Кальдерообразующие извержения вызывают особенный интерес в связи со своей сильной
  эксплозивностью и большими объемами изверженного материала. Крупные кальдерные
  извержения характеризуются объемами выброшенного вещества в десятки и сотни км3
  .
  Самыми известными в истории человечества катастрофическими событиями являются
  извержения Кракатау (1883) (Self, Rampino, 1981; Carey et al., 2001), Тамбора (1815)
  (Oppenheimer, 2003; Self et al., 2004), Катмая в 1912, Пинатубо в 1991, извержения Везувия и
  Мон-Пеле.
  Кальдерный вулканизм наиболее характерен для субдукционных областей. Основное
  количество работ по кальдерному вулканизму в надсубдукционных обстановках посвящены
  наиболее крупным извержениям вулканов Тоба (Williams et al., 2009), Пинатубо (Koyaguchi,
  Ohno, 2001), Санторин (Cadoux et al., 2014; Druitt, 2014), Тамбора и Кракатау.
  Природа вулканизма, связанного с образованиями кальдер, является предметом широких
  дискуссий. Одним из важнейших вопросов является длительность формирования очагов
  кальдерных извержений и особенности их питания. Несмотря на то, что образование кальдер
  протекает в относительно короткий период времени, процесс подготовки такого извержения и
  последующий вулканизм могут охватывать от одного до нескольких миллионов лет. Именно
  поэтому большое внимание уделяется крупным кальдерам, возраст которых менее миллиона
  лет, где активно проявляется посткальдерный вулканизм. Посткальдерным вулканизмом
  называют возобновление вулканической активности, происходящее после главной фазы
  кальдерообразования внутри контура обрушения. Он характерен для многих крупных кальдер
  и является свидетельством того, что магматический очаг остается активным и при
  благоприятных условиях способен привести к повтору катастрофического извержения.
  Актуальность работы. Изучение происхождения и эволюции крупных кальдер вызывает
  большой научный интерес в связи с катастрофичностью связанных с ними извержений и
  большим влиянием на экосистему планеты (Borisova et al., 2005; Chesner, Luhr, 2010; Lane et al.,
  2013). Необходимо отметить, что наиболее крупные катастрофические извержения связаны с
  кислым вулканизмом, в связи с чем причины и условия образования больших объемов кислых
  магм в пределах современных островных дуг являются актуальной проблемой.
  Изучение состава и Р-Т параметров эволюции исходных мантийных и коровых магм
  позволяют оценить их роль в формировании крупных кальдер в надсубдукционных остановках.
  Прямые данные о составе и Р-Т параметрах отделяющихся от расплавов газов оказывают
  большую помощь в понимании динамики катастрофических извержений и могут помочь в
  определении источников вещества при формировании уникальной рудно-магматической
  системы кальдеры Медвежья.
  На сегодняшний день кальдеры Курильской островной дуги изучены слабо, самой
  крупной из них является кальдера Медвежья (Рыбин и др., 2018). Среди всех посткальдерных
  построек в ней выделяется вулкан Меньший Брат, лавовые потоки которого представлены
  магнезиальными базальтами, которые позволяют реконструировать составы мантийных магм
  и условия их генерации. Эти базальты формировались из наименее измененных мантийных
  расплавов, послуживших источником тепла и летучих компонентов при образовании
  приповерхностного очага кислой магмы, что могло привести к кальдерообразующему
  извержению.
  Объект исследования. Основным объектом исследования являются плейстоценголоценовые эффузивы слагающие купол и лавовые потоки вулкана Меньший Брат.
  Цель работы: установить происхождение и эволюцию расплавов, участвовавших в
  образовании комплекса вулканических пород от базальтов до риолитов, слагающих вулкан
  Меньший Брат.
  4
  Основные задачи исследования:
  1. Определение химического состава породообразующих минералов и пород, слагающих
  вулканическую постройку вулкана Меньший Брат.
  2. Поиск и классификация включений минералообразующих сред во вкрапленниках
  вулканических пород, слагающих вулкан Меньший Брат. Определение Р-Т параметров
  кристаллизации и составов минералообразующих расплавов, из которых кристаллизовались
  вкрапленники.
  3. Определение содержания летучих компонентов в магмах, участвовавших в
  образовании вулкана Меньший Брат.
  4. Определение состава и параметров образования исходных магм, которые участвовали
  в образовании вулкана Меньший Брат с применением современных подходов к изучению
  включений минералообразующих сред во вкрапленниках эффузивных горных пород.
  5. Построение петрологической модели образования вулкана Меньший Брат.
  Фактический материал:
  В основу работы легла представительная коллекция образцов изверженных пород,
  слагающих синкальдерные и посткальдерные вулканы кальдеры Медвежья, отобранная в ходе
  полевых работ 2014 г. на о. Итуруп сотрудниками ИГМ СО РАН. Для исследования было
  использовано 26 образцов пород вулкана Меньший Брат, среди которых 21 образец базальтов и
  андезибазальтов слагающих лавовые потоки, 4 – образцы купола вулкана и 1 образец пемзовых
  туфов у основания вулкана. Для минералогических исследований и работы с включениями
  минералообразующих сред было изготовлено более 26 петрографических шлифов, более 50
  двусторонне полированных пластинок. Для определения состава минералов вкрапленников и
  исследования расплавных включений в минералах было отобрано более 50 мономинеральных
  проб. В ЦКП многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (ИГМ СО РАН) было
  выполнено 19 анализов пород на главные элементы методом РФА и 17 анализов пород на
  редкие и редкоземельные элементы методом ICP MS. Методом ICP MS с лазерным
  пробоотбором вещества в НГУ, Новосибирск выполнено 32 анализа минералов и стекол
  первичных расплавных включений (РВ). Методом КР спектроскопии проведено 48
  определений составов газовой фазы РВ и качественного и количественного определения воды
  в стеклах РВ. Выполнено более 800 анализов главных и некоторых редких элементов в
  минералах пород и стеклах РВ методами рентгеноспектрального микроанализа. Проведено 75
  термометрических экспериментов по гомогенизации РВ. Выполнено 5 определений редких,
  редкоземельных элементов и летучих компонентов в стеклах РВ методом ВИМС в филиале
  ФТИАН РАН, г. Ярославль.
  Научная новизна:
  Полученные данные и результаты проведенного исследования включений
  минералообразующих сред позволили оценить соотношение кристаллизационной
  дифференциации, плавления и смешения в магматических процессах, приведших к
  образованию вулкана Меньший Брат.
  Впервые оценены параметры генерации мантийных магм, участвовавших в образовании
  вулкана Меньший Брат.
  Впервые определен состав летучих компонентов и оценены исходные концентрации воды
  и параметры дегазации первичных расплавов. Установлена высокая роль углеводородных
  соединений в составе летучих компонентов.
  Защищаемые положения:
  1 – Ликвидусная ассоциация базальтов вулкана Меньший Брат представлена оливином
  (Fo85-90) и хромистой шпинелью (Cr# 0,46-0,60). Её кристаллизация протекала при температуре
  1090-1220 °С, фугитивности кислорода на уровне кислородного буфера NNO+0,3 лог. ед. и
  содержании воды в расплаве до 5 мас. %. Исходные расплавы, из которых кристаллизовались
  оливин и шпинель имели пикробазальтовый состав.
  5
  2 – Вкрапленники плагиоклаза, энстатита и авгита являются ксенокристами для базальтов
  вулкана Меньший Брат. Они кристаллизовались в кислом расплаве при температуре 895-1190
  ºС и фугитивности кислорода, соответствующей кислородному буфферу NNO+3 лог. ед. Эти
  расплавы соответствуют низкокалиевым дацитам.
  3 – Всё разнообразие пород вулкана Меньший Брат образовано при взаимодействии
  базитовой магмы, образовавшейся при плавлении мантийного клина, и кислой магмы,
  образовавшейся при плавлении островодужной коры.
  Практическая значимость.
  Полученные данные будут существенным вкладом в понимание мантийно-коровых
  процессов, протекающих в пределах южной части Курильской островной дуги, их связи с
  вулканизмом, кальдеро- и рудообразованием.
  Апробация работы и публикации
  Результаты работы представлены в 15 публикациях. Среди них 4 статьи в рецензируемых
  изданиях, 3 из которых опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК, а также 11 тезисов
  докладов на отечественных и международных конференциях.
  Структура и объем работы.
  Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и включает в себя 68 рисунков и 4
  таблицы. Приложения содержат 18 таблиц с большими массивами аналитических данных.
  Список литературы состоит из 233 наименований.
  Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю к.г.-
  м.н., с.н.с. лаб. 436 Дмитрию Владимировичу Кузьмину за помощь в выборе объекта
  исследований, постановку задач, поддержку при выполнении исследований и при
  интерпретации полученных результатов. Отдельная благодарность выражается Сергею
  Захаровичу Смирнову за многочисленные ценные рекомендации в ходе работы; Татьяне
  Юрьевне Тиминой за помощь в проведении аналитических работ. За предоставление коллекции
  образцов, которая является фактическим материалом данной работы благодарность
  выражается А.Я. Шевко, М.П. Горе, С.З. Смирнову, Т.Ю. Тиминой и Дмитрию Владимировичу.
  Большую помощь и многочисленные рекомендации по работе внесли сотрудники лаборатории
  термобарогеохимии ИГМ СО РАН: Шохонова Л.А., Секисова В.С., Шарыгин В.В., Старикова
  А.Е., Котов А.А., Максимович И.А., Бульбак Т.А., во главе с заведующим лабораторией -
  Анатолием Алексеевичем Томиленко.
  Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 19-35-90038, 16-05-
  00894, 18-05-00819), а также Министерства науки и высшего образования РФ по
  государственному заданию ИГМ СО РАН. Исследование состава расплавных включений и
  реконструкция составов расплавов выполнена при финансовой поддержке Российской
  Федерации в лице Министерства науки и высшего образования РФ № 13.1902.21.0018
  (соглашение 075-15-2020-802).
chairman_dissertation_council.name: Андрей
chairman_dissertation_council.surname: Изох
chairman_dissertation_council.patronymic: Эмильевич
chairman_dissertation_council.position: главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор геолого-минералогических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: O-2456-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6701523041
chairman_dissertation_council.rinc_id: 60477
chairman_dissertation_council.url: https://www.igm.nsc.ru/index.php/component/comprofiler/userprofile/izokh
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Татьяна
organization_supervisor.surname: Дзюбенко
organization_supervisor.patronymic: Викторовна
organization_supervisor.position: ведущий инженер
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 38.35.19
rubrics.name: Включения в минералах
rubrics.code: 38.41.29
rubrics.name: Химический метод исследований. Спектральный анализ минералов, горных пород и руд
rubrics.code: 38.37.25
rubrics.name: Вулканология
rubrics.code: 38.37.17
rubrics.name: Породообразующие минералы
rubrics.code: 38.37.19
rubrics.name: Магматизм и магматические горные породы
oecds.code: 01.05.KY
oecds.name: GEOLOGY
speciality_codes.name: Петрология, вулканология
speciality_codes.code: 1.6.3.
supervisors.fio: Кузьмин Д.В.
supervisors.scientific_degree: Кандидат геолого-минералогических наук
supervisors.speciality_code: Минералогия, кристаллография
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Плечов П.Ю.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Петрология, вулканология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Мартынов Ю.А.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ СО РАН; ИГМ СО РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ ИМ. В.С. СОБОЛЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1065473055713
protection_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
protection_organization.supervisor_surname: КРУК
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ СО РАН; ИГМ СО РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ ИМ. В.С. СОБОЛЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1065473055713
author_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
author_organization.supervisor_surname: КРУК
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения