На камчатском вулкане обнаружили необычные породы: что с ними не так

Российские ученые обнаружили в кальдере вулкана Хангар на Камчатке редкие метаандезиты — гибридные породы с четырьмя контрастными минеральными ассоциациями.
Автор Hi-Tech Mail
Кальдера вулкана Хангар
Кальдера вулкана Хангар сейчас заполнена водой. Последний раз вулкан извергался 400 лет назад. Высота горы над уровнем моря составляет 1967 метролв.Источник: https://commons.wikimedia.org/

Российские геологи сделали важное открытие на вершинах Срединного хребта Камчатки — в кальдере вулкана Хангар обнаружены необычные гибридные породы, называемые мeтаандезитами. Они обладают редкой структурой и составом, никогда ранее не фиксировавшимся на Камчатке. Результаты исследования были опубликованы в журнале Petrology.

Исследователи установили, что дайки (геологический термин, означающий интрузивное тело с секущими контактами, длина которого во много раз превышает ширину, а плоскости эндоконтактов практически параллельны) метаандезитов залегают рядом с базальтовым шлако-лавовым конусом Голодьяк, возраст которого оценивается примерно в 300 000 лет. Однако сами метаандезиты куда древнее: радиоизотопное датирование методом K–Ar показывает возраст около 7 млн лет.

Образец дайки
Лампрофировая дайка возле вулканической пробки Шипрок (штат Нью-Мексико, США), обнажённая в результате эрозии, удалившей более мягкие породы.Источник: https://commons.wikimedia.org/

Главная особенность этих гибридных пород — внушительное сочетание четырех очень разных минеральных ассоциаций, почти не встречающихся друг с другом. В их составе присутствуют:

  • Мелкие зерна магнезиального оливина;
  • Крупные округлые кристаллы кварца и полевого шпата;
  • Амфибол и плагиоклаз средней крупности;
  • Минералы пропилитового типа — кальцит, альбит, эпидот и хлорит.

Ученые определили диапазоны температур, в которых формировались эти минералы: оливин кристаллизовался при ~ 1250°C, амфиболы и плагиоклазы — в диапазоне 750–1050°C, а «флюидные» минералы (эпи-дот, хлорит и др.) — при гораздо более низких температурах, около 220–345°C.

Вулкан Хангар с кратерным озером
Вулкан Хангар с кратерным озером. Пунктирной линией отмечены границы котловины, заштрихованное поле — ареал гибридных метаандезитовИсточник: Новости РАН

На основании химического анализа и термометрии авторы исследования смоделировали механизм образования этих гибридных пород. Вероятно, в глубине происходило взаимодействие горячих мантийных базальтовых расплавов с гранодиоритовыми породами фундамента. Это взаимодействие породило расплав гранодиоритового состава, который затем подвергался дальнейшей трансформации под воздействием жидкостей — автометасоматозу.

Открытие российских геологов имеет глубокое научное значение. Оно позволяет переосмыслить происхождение андезитовых пород, показывая, что они могут формироваться не только напрямую из магмы среднего состава, но и в результате сложного смешивания мантийных и коровых расплавов.

Более того, найденные метаандезиты, представляющие одни из самых древних вулканитов Срединного хребта, открывают перед ученым новое окно в раннюю историю вулканизма Камчатки, в особенности на стадии миоцена.

Горные породы
Вкрапленники 1-3 минеральных ассоциаций. Ol — оливин, Q — кварц, Amph — амфибол, Pl — плагиоклаз. Пунктиром выделено расплавное включение в оливинеИсточник: Новости РАН

Вулкан Хангар оказывается не просто геологической достопримечательностью, но и ключевым ориентиром для понимания глубинных магматических процессов полуострова.