Условия формирования андезитов острова Сулавеси (Индонезия)

Объект исследования. Андезитовые комплексы кальдеры Тондоно и вулканической постройки Локон-Эмпунг в северо-восточной части о-ва Сулавеси (Индонезия). Цель работы заключается в определении условий формирования андезитов северо-востока о-ва Сулавеси (Индонезия) на основе детальных исследований эффузивов кальдеры Тондоно и влк. Локон-Эмпунг.

Материал и методы. Исследовалась коллекция эффузивных пород, собранная И.Ю. Сафоновой в северо-восточной части о-ва Сулавеси (Индонезия). Наряду с традиционными (петрохимическими, геохимическими и минералогическими) методами для выяснения условий формирования андезитов большое внимание уделено изучению расплавных включений, составы которых анализировались на сканирующем микроскопе MIRA 3 LMU с системой микроанализа Aztec Energy XMax 80, а также с помощью КР- спектроскопии на приборе Horiba LabRam HR800. РТ-параметры кристаллизации вкрапленников оценены на основе данных по включениям с помощью программ из работ K.D. Putirka, F. Yavuz и D.K. Yıldırım.

Результаты. Андезиты о-ва Сулавеси формировались при участии толеитовых и известково-щелочных островодужных магм. Пироксены кристаллизовались из расплавов, эволюционировавших с накоплением щелочей и кремнезема. Для кислых магм, из которых образовались плагиоклазы, характерно уменьшение роли щелочей. Стекла в основной массе показывают участие кислых расплавов с максимальным содержанием щелочей. По данным о составе минералов и стекол (во включениях и основной массе) определены РТ-параметры формирования андезитов. Выяснено, что пироксены кристаллизовались в двух промежуточных магматических очагах (на глубинах 27.6–14.6 и 11.3–7.2 км) при температурах от 1150 до 970ºС. Образование вкрапленников плагиоклаза происходило в интервалах 930–910 и 900–890ºС. Кристаллизация микрокристаллов плагиоклаза в основной массе осуществлялась при более низких температурах – 875–865, 840–810ºС.

Выводы. Андезиты о-ва Сулавеси формировались при участии островодужных расплавов, переходных от толеитов к известково-щелочным и показывающих некоторое сходство с бонинитами, что свидетельствует о возможном влиянии магматизма внутриокеанических островных дуг. Среди андезитобразующих магм выделяются (согласно результатам анализа стекол во включениях и основной массе) три разных по составу расплава. Кристаллизация пироксенов из этих расплавов происходила в двух магматических очагах на глубинах 27.6–7.2 км и при температурах 1150–970ºС. Плагиоклаз образовался при более низких температурах – 930–810ºС.

1. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Кулаков Р.И., Карманов Н.С. (2016) Физико-химические параметры кристаллизации расплавов в промежуточных надсубдукционных камерах (на примере вулканов Толбачинский и Ичинский, Камчатка). Геология и геофизика, 57(7), 1265-1291. http://dx.doi.org/10.15372/GiG20160701

2. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Карманов Н.С. (2019) Физико-химические параметры магматизма вулканов Уксичан и Ичинский (Срединный хребет Камчатки): данные по расплавным включениям. Геология и геофизика, 60(10), 1353-1383. https://doi.org/10.15372/GiG2019100

3. Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Кулаков И.Ю., Котляров А.В. (2017) Проблемы фильтрации флюидов и расплавов в зонах субдукции и общие вопросы теплофизического моделирования в геологии. Геология и геофизика, 58(5), 701-722. https://doi.org/10.15372/GiG20170503

4. Королюк В.Н., Лаврентьев Ю.Г., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. (2008) О точности электронно-зондового анализа породообразующих минералов на микроанализаторе JXA-8100. Геология и геофизика, 49(3), 221-225.

5. Котов А.А., Смирнов С.З., Плечов П.Ю., Персиков Э.С., Черткова Н.В., Максимович И.А., Карманов Н.С., Бухтияров П.Г. (2021) Методика определения содержания воды в природных расплавах риолитового состава методами спектроскопии комбинационного рассеяния и электронно-зондового микроанализа. Петрология, 29(4), 429-448. https://doi.org/10.31857/S086959032104004X

6. Кузьмин М.И. (1985) Геохимия магматических пород фанерозойских подвижных поясов. Новосибирск: Наука, 198 с.

7. Куренков С.А., Диденко А.Н., Симонов В.А. (2002) Геодинамика палеоспрединга. М.: ГЕОС, 249 с.

8. Лаврентьев Ю.Г., Королюк В.Н., Усова Л.В., Нигматулина Е.Н. (2015) Рентгеноспектральный микроанализ породообразующих минералов на микроанализаторе JXA-8100. Геология и геофизика, 56(10), 1813- 1824. http://dx.doi.org/10.15372/GiG20151005

9. Низаметдинов И.Р. (2022) Петрогенезис посткальдерных вулканитов кальдеры Медвежья на примере вулкана Меньший Брат, о. Итуруп. Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 23 с.

10. Низаметдинов И.Р., Кузьмин Д.В., Смирнов С.З., Тимина Т.Ю., Шевко А.Я., Гора М.П. (2017) Происхождение магнезиальных базальтов вулкана Меньший Брат (кальдера Медвежья, о. Итуруп). Петрология магматических и метаморфических комплексов. Мат-лы IX Всерос. конф. с междунар. участием. Томск: Томский центр науч.-техн. информации, 333-338.

11. Низаметдинов И.Р., Кузьмин Д.В., Смирнов С.З., Рыбин А.В., Кулаков И.Ю. (2019) Вода в родоначальных базальтовых магмах вулкана Меньший Брат (о. Итуруп, Курильские о-ва). Докл. АН, 468(1), 93-97. https://doi.org/10.31857/S0869-5652486193-97

12. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. (2009) Изд-е третье, испр. и доп. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 200 с.

13. Симонов В.А. (1993) Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 247 с.

14. Симонов В.А., Добрецов Н.Л., Котляров А.В., Карманов Н.С., Боровиков А.А. (2021) Особенности кристаллизации минералов на разных стадиях развития магматизма вулкана Горелый (Камчатка): данные по расплавным и флюидным включениям. Геология и геофизика, 62(1), 103-133. https://doi.org/10.15372/GiG2020164

15. Симонов В.А., Котляров А.В., Смирнов С.З., Котов А.А., Перепелов А.Б., Карманов Н.С., Боровиков А.А. (2022) Условия образования игнимбритов вулкана Хангар (Камчатка): данные по стеклам и включениям. Добрецовские чтения: Наука из первых рук. Матлы Первой Всеросс. науч. конф., посвящ. памяти академика РАН Н.Л. Добрецова. Новосибирск: СО РАН, 292-295. https://doi.org/10.53954/9785604782484

16. Соболев А.В., Слуцкий А.Б. (1984) Состав и условия кристаллизации исходного расплава сибирских меймечитов в связи с общей проблемой ультраосновных магм. Геология геофизика, 12, 97-110.

17. Arculus R.J., Pearce J.A., Murton B.J., Van der Laan S.R. (1992) Igneous stratigraphy and major-element geochemistry of holes 786a and 786b. Proc. Ocean Drill. Progr.: Sci. Results, 125, 143-169.

18. Boynton W.V. (1984) Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. Rare earth element geochemistry. (Ed. P. Henderson). Oxford-Amsterdam: Elsevier, 63-114.

19. Condie K.C. (2005) Earth as an Evolving Planetary System. L.: Elsevier Acad. Press, 447 p.

20. DeBari S.M., Greene A.R. (2011) Vertical stratification of composition, density, and inferred magmatic processes in exposed arc crustal sections. Arc-continent collision. Frontiers in Earth Sciences. Berlin: Springer-Verlag, 121-144. https://doi.org/10.1007/978-3-540-88558-0_5

21. Gavrilenko M., Ozerov A., Kyle P.R., Carr M.J., Nikulin A., Vidito C., Danyushevsky L. (2016) Abrupt transition from fractional crystallization to magma mixing at Gorely volcano (Kamchatka) after caldera collaps. Bull. Volcanol., 78(7), 1-28.

22. Global Volcanism Program. Database Volcanoes of the World v. 5.0.0. (Ed. E. Venzke). (2022) Smithsonian Institution. https://doi.org/10.5479/si.GVP.VOTW5-2022.5.0

23. Hall R. (2002) Cenozoic geological and plate tectonic evolution of SE Asia and the SW Pacific: computerbased reconstructions, model and animations. J. Asian Earth Sci., 20, 353-431. https://doi.org/10.1016/S1367-9120(01)00069-4

24. Kunrat S.L. (2017) Soputan volcano, Indonesia: petrological systematics of volatiles and magmas and their bearing on explosive eruptions of a basalt volcano. Ph.D. thesis. 119 p.

25. Kushendratno, Pallister J.S., Kristianto, Bina F.R., McCausland W., Carn S., Haerani N., Griswold J., Keeler R. (2012) Recent explosive eruptions and volcano hazards at Soputan volcano – a basalt stratovolcano in north Sulawesi, Indonesia. Bull. Volcanol., 74(7), 1581-1609. https://doi.org/10.1007/s00445-012-0620-2

26. Murton B.J., Peate D.W., Arculus R.J., Pearce J.A., Van der Laan S.R. (1992) Trace-element geochemistry of volcanic rocks from site 786: the Izu-Bonin forearc. Proc. Ocean Drilling Progr.: Sci. Results, 125, 211-235.

27. Putirka K.D. (2008) Thermometers and barometers for volcanic systems. Rev. Mineral. Geochem., 69(1), 61-120. https://doi.org/10.2138/rmg.2008.69.3

28. Sobolev A.V., Danyushevsky L.V. (1994) Petrology and geochemistry of boninites from the north termination of the Tonga Trench: constraints on the generation conditions of primary high-Ca boninite magmas. J. Petrol., 35, 1183-1211.

29. White L.T., Hall R., Armstrong R.A., Anthony J.B., Fadel M.B., Baxter A., Wakita K, Manning C., Soesilo J. (2017) The geological history of the Latimojong region of western Sulawesi, Indonesia. J. Asian Earth Sci., 138, 72-91. dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2017.02.005

30. Yavuz F., Yıldırım D.K. (2018) A Windows program for pyroxene-liquid thermobarometry. Periodico di Mineralogia, 87(2), 149-172. http://dx.doi.org/10.2451/2018PM787

31. Zhang X.R., Huang T.-N., Chung S.-L., Maulana A., Mawaleda M., Tien C.-Y., Lee H.-Y., Liu P.-P. (2022) Late Eocene subduction initiation of the Indian Ocean in the North Sulawesi Arc, Indonesia, induced by abrupt Australian plate acceleration. Lithos, 422-423, 106742 https://doi.org/10.1016/j.lithos.2022.106742