Миронов Н.Л., Портнягин М.В. Содержание H2O и CO2 в исходных магмах ключевского вулкана по данным изучения расплавных и флюидных включений в оливине

Геология и геофизика. — 2011. — Т. 52. — № 11. — С. 1718 — 1735.Приведены новые, полученные с помощью ИК-спектроскопии, данные о содержании H₂O и CO₂ в стеклах 26 природно-закаленных и экспериментально частично гомогенизированных расплавных включений во вкрапленниках оливина Fo85—91 из пород Ключевского вулкана. Измеренные содержания H₂O во включениях варьируют от 0.02 до 4 мас. %. Большие вариации содержания H₂O во включениях, не коррелирующие с составом оливина-хозяина и содержанием главных элементов в расплавах, объясняются потерей воды из включений путем диффузии через оливин-хозяин при извержении и последующем застывании пород. Максимальные потери H₂O установлены для включений из образцов лав, медленно остывавших после извержения, минимальные — для образцов быстро закаленных пирокластических пород. Содержания H₂O в родоначальных магмах Ключевского вулкана оцениваются как 3.5 мас. %, что подразумевает более низкие температуры образования первичных магм (на 40 °С ниже сухого солидуса перидотита), чем предполагалось ранее. Диапазон измеренных содержаний CO₂ в стеклах изученных включений составляет от < 0.01 до 0.13 мас. % и не зависит от типа изученных включений и их состава . Расчетные давления H₂O-CO₂ флюида, равновесного с расплавом, во включениях составляют менее 270 МПа. Эти давления существенно ниже оценки давления кристаллизации изученных оливинов (около 500 МПа), сделанной на основе измерения плотности (~ 0.8 г/см³) сингенетичных флюидных включений. Предполагается, что значительное снижение давления внутри расплавных включений после их захвата может объясняться потерей H₂O из включений и перераспределением CO₂ из расплава в дочернюю флюидную фазу. По
сравнению с расплавными включениями сингенетичные флюидные включения несут не зависимую информацию о давлениях кристаллизации и исходных содержаниях CO₂ в магмах, которые составляли для Ключевского вулкана, по этим данным, не менее 500 МПа и 0.35 мас. % соответственно. Максимальные концентрации СО₂ в первичных магмах оценены как 0.8—0.9 мас. %. Кристаллизация исходных магм происходила в декомпрессионном режиме с глубин 30—40 км при постоянном понижении содержания CO₂, повышении (до 6—7 мас. %) и затем понижении (при давлении < 300 МПа) содержаний H₂O в расплавах, что способно объяснить весь спектр расплавных включений и пород Ключевского вулкана.