Potassium alkaline volcanism of Alaid volcano, Kuril Islands: the role of subduction melange in magmogenesis

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

New data are presented on the contents of major elements and trace elements, Sr-Nd-Pb isotopes in the Holocene high-potassium basic lavas of the Alaid volcano, located in the north of the Kuril island arc in the junction zone with the Kamchatka volcanic segment. According to petrochemical criteria, two groups of coeval rocks are distinguished: Ne-normative shoshonites and high-potassium subalkaline basalts, which are similar to each other in a number of geochemical characteristics. Chondrite-normalized REE distribution spectra show enrichment in LREE, with flat HREE distribution spectra, and the absence of Eu and Ce anomalies. MORB-normalized incoherent element concentrations show LILE enrichment and a well-defined negative Ta-Nb-Ti anomaly typical of suprasubduction volcanics. High K2O/Rb and Rb/Sr ratios indicate the presence of biotite and amphibole in the magmatic source, while low Sr/Y ratios and flat distribution spectra of medium and heavy lanthanides indicate the absence of garnet in the restite paragenesis. Significant variations in the contents of macro- and microcomponents at similar MgO concentrations indicate a heterogeneous magmatic source, and taking into account linear mixing trends in isotope and discrimination diagrams, experimental data, suggest the involvement in magmogenesis of not only the peridotite mantle, but also amphibole-clinopyroxene mineral paragenesis. An analysis of the literature data shows that in «cold» island arcs, manifestations of potassium alkaline magmatism are often, if not in all cases, associated with local extension zones. Since such zones are associated with the adiabatic rise of a hot and plastic asthenosphere, it can be assumed that subduction melange formed along the boundary of the slab and supra-subduction mantle, consisting of hydrated fragments of ultrabasites and metamorphosed oceanic crust transformed into amphibole-bearing pyroxenites, was involved in the melting. This mechanism makes it possible to logically explain the geochemical and isotopic features of the anomalous alkaline magmatism of the Kuril island arc and the connection with the anomalous tectonics of its northern segment. The results obtained may be important in discussing the genesis of potassium alkaline magmas manifested in subduction geodynamic settings.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Yu. Martynov

Far Eastern Geological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: rashidva@kscnet.ru
Rússia, Vladivostok

V. Rashidov

Institute of Volcanology and Seismology

Email: rashidva@kscnet.ru
Rússia, Petropavlovsk-Kamchatsky

S. Dril

Vinogradov Institute of Geochemistry, Sibtrian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: sdril@igc.irk.ru
Rússia, Irkutsk

Bibliografia

  1. Абдурахманов А.И., Пискунов Б.Н., Смирнов И.Г., Федорченко В.И. Вулкан Алаид (Курильские острова) // Восточно-Азиатские островные системы (тектоника и вулканизм). Южно-Сахалинск, 1978. С. 85–107.
  2. Абдурахманов А.И., Ким Чун Ун, Пискунов Б.Н., Федорченко В.И. Соотношение содержания окиси калия и некоторых других литофильных элементов в лавах вулканов Курильских островов с глубиной до сейсмофокальной зоны // Древние сейсмофокальные зоны. Владивосток: Ин-т тектоники и геофизики ДВНЦ АН СССР, 1981. С. 55–77.
  3. Авдейко Г.П., Хренов А.П., Флеров Г.Б. и др. Извержение вулкана Алаид в 1972 г. // Бюлл. вулканол. станций. 1974. № 50. С. 64–80.
  4. Авдейко Г.П., Токарев П.И., Меняйлов И.А. и др. Извержение побочного прорыва Олимпийского на вулкане Алаид в 1972 г. // Вулканизм островных дуг. М.: Наука, 1977. С. 55-64.
  5. Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М.: Наука, 2000. 362 с.
  6. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Рашидов В.А., Трусов А.А. Подводный вулкан Григорьева (Курильская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2006а. № 5. С. 17–26.
  7. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Рашидов В.А., Трусов А.А. Вулканический массив Алаид (Курильская островная дуга) // Материалы Международного симпозиума «Проблемы эксплозивного вулканизма» к 50-летию катастрофического извержения вулкана Безымянный. Петропавловск-Камчатский, 25–30 марта 2006 г. / Отв. ред. Е.И. Гордеев. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2006б. С. 135–143.
  8. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С. и др. Наземно-подводные вулканические массивы Курильской островной дуги // Геология морей и океанов: Материалы XXV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Москва, 13–17 ноября 2023 г. М.: ИО РАН, 2023. Т. III. С. 90–94.
  9. Бобошина В.А., Терещенков А.А., Харахинов В.В. Гравитационное поле Охотоморского региона и его интерпретация в комплексе с батиметрическими и сейсмическими данными // Тихоокеанская геология. 1985. № 5. С. 49–59.
  10. Богатиков О.А., Цветков А.А. Магматическая эволюция островных дуг. М.: Наука, 1988. 249 с.
  11. Большаков И.Е., Нуждаев А.А., Кузнецов Р.А. и др. Экспедиция на вулканы Алаид и Эбеко (Курильские острова) летом 2023 года // Вест. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2023. № 4. Вып. 60. С. 105–113. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-4-60-105-113
  12. Геолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островной системы // Под ред. К.С. Сергеева, М.Л. Красного. Л.: ВСЕГЕИ, 1987. 36 листов.
  13. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 288 с.
  14. Горшков Г.С., Богоявленская Г.Е. К петрографии современных вулканичеких пород Курильской островной дуги (Северные Курильские острова) // Общие вопросы вулканизма. Тр. лаборатории вулканологии. 1962. Вып. 21. С. 3–32.
  15. Давыдова М.Ю., Мартынов Ю.А., Перепелов А.Б. Эволюция изотопно-геохимического состава пород вулкана Уксичан (Срединный хребет, Камчатка) и ее связь с неогеновой тектонической перестройкой Камчатки // Петрология. 2019. Т. 27. № 3. С. 283–308. https://doi.org/10.31857/S0869-5903273282-307
  16. Диденко А.Н., Рашидов В.А., Марков Г.П. и др. Петромагнитная и геохимическая характеристика вулканитов извержения 2015–2016 гг. вулкана Алаид, Курильская островная дуга // Вулканология и сейсмология. 2021. № 1. С. 3–21. https://doi.org/10.31857/S0203030621010028
  17. Злобин Т.К., Пискунов В.Н., Фролова Т.И. Новые данные о структуре земной коры в центральной части Курильской островной дуги // Докл. АН СССР. 1987. Т. 293. № 2. C. 185–187.
  18. Мартынов Ю.А. Основы магматической геохимии. Владивосток: Дальнаука, 2010. 228 с.
  19. Мартынов Ю.А., Рашидова В.А. Калиевый щелочной и субщелочной базальтовый вулканизм Курил – петрология, магмогенезис и геодинамика // Современные направления развития геохимии. Материалы Всероссийской конференции (с участием зарубежных ученых), посвященной 65-летию Института геохимии им. А.П. Виноградова и 105-летию со дня рождения академика Л.В. Таусона. Иркутск, 21–25 ноября 2022 г. Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2022. Т. 2. С. 40–42.
  20. Мартынов Ю.А., Дриль С.И., Чащин А.А. Геохимия базальтов островов Кунашир и Итуруп – роль несубдукционных факторов в магмогенезисе Курильской островной дуги // Геохимия. 2005. № 4. С. 369–383.
  21. Мартынов Ю.А., Кимура Дж.И., Ханчук А.И. и др. Магматические источники четвертичных лав Курильской островной дуги: новые данные по изотопии стронция и неодима // Докл. АН. 2007. Т. 416. № 5. С. 670–675.
  22. Мартынов Ю.А., Рыбин А.В., Дриль С.И., Мартынов А.Ю. Зоны аномального вулканизма Курильских островов, остров Парамушир // Вестник ДВО РАН. 2009а. № 4. С. 17–243.
  23. Мартынов Ю.А., Рыбин А.В., Дриль С.И., Мартынов А.Ю. Продольная геохимическая зональность Курильских остров – роль субдукционных компонентов и мантийной гетерогенности в магмогенезисе // Вулканизм и геодинамика (материалы IV Всеросийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2009б. Т. 1. С. 425–428.
  24. Мартынов Ю.А., Ханчук А.И., Кимура Дж.'И. и др. Геохимия и петрогенезис четвертичных вулканитов Курильской островной дуги // Петрология. 2010. Т. 18. № 5. С. 512–535.
  25. Мартынов Ю.А., Кимура Дж.И., Мартынов А.Ю. и др. Присутствие мантии индийского MORB-типа под Курильской островной дугой: результаты изотопных исследований мафических лав о-ва Кунашир // Петрология. 2012. Т. 20. № 1. С. 102–110.
  26. Мархинин Е.К. Роль вулканизма в формировании земной коры. М.: Наука, 1967. 355 с.
  27. Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование. М.: Наука, 1980. 211 с.
  28. Некрылов Н.А., Попов Д.В., Плечов П.Ю. и др. Гранат-пироксенитовый источник расплавов на Камчатке: состав расплавных включений и оливина голоценовых пород Кекукнайского вулкана // Петрология. 2018. Т. 26. № 4. С. 335–357. https://doi.org/10.1134/S0869590318040052
  29. Перепелов А.Б. Кайнозойский магматизм Камчатки на этапах смены геодинамических обстановок. Дисс. … док. геол.-мин. наук. Иркутск: ИГХ СО РАН, 2014. 361 с.
  30. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Ю.М. Пущаровский. М.: Наука, 1992. 528 с.
  31. Пискунов Б.Н., Абдурахманов А.И., Ким Ч.У. Соотношение состав–глубина для вулканов Курильской островной дуги и его петрологическое значение // Вулканология и сейсмология. 1979. № 4. С. 57–67.
  32. Рашидов В.А. К 90-летию образования побочного вулкана Такетоми (остров Атласова, Курильская островная дуга) // Вест. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2023. № 3. Вып. № 60. С. 81–99. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-4-60-81-89
  33. Саватенков В.М., Морозова И.М., Левский Л.К. Поведение изотопных систем (Sm-Nd; Rb-Sr; K-Ar; U-Рb) при щелочном метасоматозе (фениты зоны экзоконтакта щелочно-ультраосновной интрузии) // Геохимия. 2004. № 10. С. 1027–1049.
  34. Сергеев К.Ф. Геологическое строение и развитие района Северной группы Курильских островов. М.: Наука, 1966. 149 с.
  35. Федорченко В.И., Абдурахманов А.И., Родионова Р.И. Вулканизм Курильской островной дуги: геология и петрогенезис. М.: Наука, 1989. 237 с.
  36. Федотов С.А., Иванов Б.В., Флеров Г.Б. и др. Изучение извержения вулкана Алаид (Курильские острова) в 1981 г. // Вулканология и сейсмология. 1982. № 6. С. 9–28.
  37. Флеров Г.Б., Хренов А.П., Петрова В.В. Пемзовые и пемзовидные включения в базальтах четвертичных вулканов Камчатки и Курил (первичная природа, состав и процессы пироматаморфизма) // Включения в вулканических породах Курило-Камчатской островной дуги / Отв. ред. Б.Г. Лутц, К.Н. Рудич, В.А. Ермаков. М.: Наука, 1978. С. 200–218.
  38. Флеров Г.Б., Иванов Б.В., Андреев В.Н. и др. Вещественный состав пород продуктов извержения вулкана Алаид в 1981 г. // Вулканология и сейсмология. 1982. № 6. С. 28–42.
  39. Хренов А.П. Динамика извержений и процессы кристаллизации магм. М.: Наука, 1982. 129 с.
  40. Allègre C.J., Turcotte D.L. Implications of a two-component marble-cake mantle // Nature. 1986. V. 323. P. 123–127.
  41. Baranov B.V., Werner R., Hoernle K.A. et al. Evidence for compressionally induced high subsidence rates in the Kurile Basin (Okhotsk Sea) // Tectonophysics. 2002. V. 350. P. 63–97.
  42. Bergal-Kuvikas O. Geochemical studies of volcanic rocks from the northern part of Kuril-Kamchatka arc: Tectonic and structural constraints on the origin and evolution of arc magma. Thesis for Doctor of Philosophy Hokkaido University. August, 2015. 191 p. http://hdl.handle.net/2115/60073
  43. Birck J.L. Precision K-Rb-Sr isotopic analyses: application to Rb-Sr chronology // Chemical Geol. 1986. V. 56. Iss. 1–2. P. 73–83.
  44. Cruz-Uribe A.M., Marschall H.R., Gaetani G.A. et al. Generation of alkaline magmas in subduction zones by partial melting of mélange diapirs – An experimental study Alkaline lavas occur globally in subduction-related volcanic arcs // Geology. 2018. V. 46. № 4. P. 343–346. https://doi.org/10.1130/G39956.1
  45. Defant M.J., Drummond M.S. Mount St. Helens: potential example of the partial melting of the subducted lithosphere in a volcanic arc // Geology. 1993. V. 21. № 6. P. 547–550.
  46. Dreyer B.M., Morris J.D., Gill J.B. Incorporation of subducted slab-derived sediment and fluid in arc magmas: B-Be-10Be-εNd systematics of the Kurile convergent margin, Russia // J. Petrol. 2010. V. 51. Is. 8. P. 1761–1782. https://doi.org/10.1093/ petrology/egq038
  47. Edwards C.M.S., Menzies M.A., Thirlwall M.F. et al. The transition to potassic alkaline volcanism in Island Arcs: The Ringgit-Beser Complex, East Java, Indonesia // J. Petrol. 1994. V. 35. № 6. P. 1557–1595. https://doi.org/10.1093/petrology/35.6.1557
  48. Espinoza F., Morata D., Polvé M. et al. Bimodal back-arc alkaline magmatism after ridge subduction: Pliocene felsic rocks from Central Patagonia (47°S) // Lithos. 2008. V. 101. № 3. P. 191–217. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.07.002
  49. Falloon T.J., Danyushevsky L.V., Green D.H. Peridotite melting at 1 GPa: reversal experiments on partial melt compositions produced by peridotite-basalt sandwich experiments // J. Petrol. 2001. V. 42. P. 2363–2390
  50. Gill J.B. Orogenic andesites and plate tectonics. Berlin: Springer-Verlag, 1981. 392 p.
  51. Guo Z., Wilson M., Zhang L. et al. The role of subduction channel mélanges and convergent subduction systems in the petrogenesis of post-collisional K-rich mafic magmatismin NW Tibet // Lithos. 2014. V. 198–199. P. 184–201.
  52. Gutie´rrez F., Gioncadab A., Gonza´lez Ferrana O. et al. The Hudson Volcano and surrounding monogenetic centres (Chilean Patagonia): An example of volcanism associated with ridge–trench collision environment // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2005. V. 145. P. 207–233
  53. Herzberg C. Identification of source lithology in the Hawaiian and Canary Islands: implications for origins // J. Petrol. 2011. V. 52. № 1. P. 113–146.
  54. Imai N., Terashima S., Itoh S., Ando A. 1994 compilation of analytical data for minor and trace elements in seventeen GSJ geochemical reference samples, Igneous rock series // Geostandards Newsletter. 1995. V. 19. № 2. P. 135–213.
  55. Ingle S.G., Mahoney J.J., Chazey W. et al. Mechanisms of geochemical and geophysical variations along the western Galapagos Spreading Center // Geochem. Geophys. Geosyst. 2010. V. 11. Q04003. https://doi.org/10.1029/2009GC002694
  56. Irvine T.N., Baragar W.R.A. A guide to the chemicat classification of the common volcanic rocks // Can. J. Earth Sci. 1971. V. 8. P. 523–548.
  57. Ishikawa T., Tera F. Sourse, composition and distribution of the fluid in the Kurile mantle wedge: Constraints from across-arc variations of B/Nb and B isotopes // Earth Planet. Sci. Lett. 1997. V. 152. № 1–4. P. 123–138.
  58. Ishizuka O., Taylor R.N., Milton J.A. et al. Variation in the mantle sources of the northern Izu arc with time and space – Constraints from high-precision Pb isotopes // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2006. V. 156. Iss. 3–4. P. 266–290.
  59. Kayazar T.M., Nelson B.K., Bachmann O. et al. Deciphering petrogenic processes using Pb isotope ratios from time-series samples at Bezymianny and Klyuchevskoy volcanoes, Central Kamchatka Depression // Contrib. Mineral. Petrol. 2014. V. 168. P. 1067. https://doi.org/10.1007/s00410-014-1067-6
  60. Kelley K.A., Plank T., Newman S. et al. Mantle melting as a function of water content beneath the Mariana Arc // J. Petrol. 2010. V. 51. P. 1711–1738.
  61. Kimura J.-I. Modeling chemical geodynamics of subduction zones using the Arc Basalt Simulator version 5 // Geosphere. 2017. V. 13. № 4. P. 992–1025. https://doi.org/10.1130/GES01468.1
  62. Kimura J.-I., Gill J.B., Kunikiyo T. et al. Diverse magmatic effects of subducting a hot slab in SW Japan: Results from forward modeling // Geochem. Geophys. Geosyst. 2014. V. 15. P. 691–739. https://doi.org/10.1002/2013GC005132
  63. Kimura J.-I., Sakuyama T., Miyazaki T. et al. Plume-stagnant slab-lithosphere interactions: Origin of the late Cenozoic intra-plate basalts on the East Eurasia margin // Lithos. 2018. V. 300–301. P. 227–249. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2017.12.003
  64. Klein E.M., Langmuir C.H., Zindler A. et. al. Isotope evidence of a mantle convection boundary of the Australian–Antarctic Discordance // Nature. 1988. V. 333. P. 623–629.
  65. Kogiso T., Hirose K., Takahashi E. Melting experiments on homogeneous mixtures of peridotite and basalt: application to the genesis of ocean island basalts // Earth Planet. Sci. Lett. 1998. V. 162. P. 45–61.
  66. Kuno H. Petrology of Alaid volcano, north Kurile // Japanese J. Geol. Geography. 1935. V. 12. P. 153–162. http://catalog.hathitrust.org/Record/000503403
  67. Kushiro I. Partial melting of a fertile mantle peridotite at high pressires: An experimental study using aggregates of diamond // Eds. A. Basu, S.R. Hart. Earth Processes: Reading Isotopic Code. AGU Geophys. Monograph. 1996. V. 95. P. 109–122.
  68. Leeman W.P. Old/new subduction zone paradigms as seen from the Cascades // Frontiers Earth Sci. 2020. V. 8. P. 535–879. https://doi.org/10.3389/feart.2020.535879
  69. Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek A. et al. A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms. Oxford: Blackwell, 1989.
  70. Le Maitre R.W., Streckeisen A., Zanettin B. et al. Igneous Rocks. A Classification and Glossary of Terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission of the Systematics of Igneous Rocks. Cambridge University Press, 2002. 236 p.
  71. Li H.-Y., Ch. Xie, J.G. Ryan et al. Slab dehydration and magmatism in the Kurile arc as a function of depth: An investigation based on B-Sr-Nd-Hf isotopes // Chemical Geol. 2023a. 621121373. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2023.121373
  72. Li H.-Y., Ch. Xie, J.G. Ryan et al. Pb-Sr isotopes of the Kurile arc provide evidence for Indian-type oceanic crust in the Pacific basin // Lithos. 2023b. V. 448–449. 107174. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2023.107174
  73. Miyashiro A. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins // Amer. J. Sci. 1974. V. 274. P. 321–355.
  74. Manhes G., Allegre C.J., Provost A. U-Th-Pb systematics of the eucrite “Juvinas”. Precise age determination and evidence for exotic lead // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. № 12. P. 2247–2264.
  75. Marschall H.R., Schumacher J.C. Arc magmas sourced from mélange diapirs in subduction zones // Nature Geosci. 2012. V. 5. P. 862–867.
  76. Martynov A.Yu., Kimura J.-I., Martynov Yu.A., Rybun A.V. Geochemistry of late Cenozoic lavas on Kunashir Island, Kurile Arc // Island Arc. 2010. V. 19. Is. 1. P. 86–104.
  77. Maunder B., van Hunen J., Bouilhol P. et al. Modeling slab temperature: a reevaluation of the thermal parameter // Geochem. Geophys. Geosyst. 2019. V. 20. № 2. Р. 673–687. https://doi.org/10.1029/2018GC007641
  78. Mori L., Gomez-Tuena A., Schaaf P. et al. Lithospheric removal as a trigger for flood basalt magmatism in the Trans-Mexican Volcanic Belt // J. Petrol. 2009. V. 50. P. 2157–2186.
  79. Moghadam H.S., Griffin W.L., Kirchenbaur M. et al. Roll-back, extension and mantle upwelling triggered eocene potassic magmatism in NW Iran // J. Petrol. 2018. V. 59. № 7. P. 1417–1465. https://doi.org/10.1093/petrology/egy067
  80. Morgan J.P. Thermodynamics of pressure release melting of a veined plum pudding mantle // Geochem. Geophys. Geosyst. 2001. V. 2 № 4. Paper number 2000GC000049. https://doi.org/10.1029/2000GC000049
  81. Miyashiro A. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins // Amer. J. Sci. 1974. V. 274. P. 321–355.
  82. Nebel O., Munker C., Nebel–Jacobsen Y.J. Hf-Nd-Pb isotope evidence from Permian arc rocks for the long-term presence of the Indian–Pacific mantle boundary in the SW Pacific // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2006.11.046
  83. Nikulin A., Levin V., Carr M., Herzberg C. et al. Evidence for two upper mantle sources driving volcanism in Central Kamchatka // Earth Planet. Sci. Lett. 2012. V. 321–322. P. 14–19.
  84. Peccerillo A., Taylor S.R. Geochemistry of eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu Area, Northern Turkey // Contrib. Mineral. Petrol. 1976. V. 58. P. 63–81. http://dx.doi.org/10.1007/BF00384745
  85. Pertermann M., Hirschmann M.M. Partial melting experiments on a MORB-like pyroxenite between 2 and 3 GPa: Constraints on the presence of pyroxenite in basalt source regions from solidus location and melting rate // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. № B2. 2125. https://doi.org/10.1029/2000JB000118
  86. Plank T., Langmuir Ch.H. The chemical composition of subducting sediment and its consequences for the crust and mantle // Chemical Geol. 1998. V. 145. P. 325–394.
  87. Portnyagin M., Bindeman I., Hoernle K. Geochemistry of primitive lavas of the Central Kamchatka Depression: magma generation at the edge of the Pacific Plate // Geophysical Monograph. 2007. V. 172. P. 199–239.
  88. Portnyagin M., Duggen S., Hauff F. et al. Geochemistry of the Late Holocene rocks from the Tolbachik volcanic field, Kamchatka: towards quantitative modelling of subduction-related open magmatic systems // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2015. V. 307. P. 133–155.
  89. Pearce J.A., Kempton P.D., Nowell G.M., Noble S.R. Hf-Nd element and isotope perspective on the nature and provenance of mantle and subduction components in western Pacific arc-basin systems // J. Petrol. 1999. V. 40. P. 1579–1611.
  90. Rehkamper M., Hofmann A.W. Recycled oceanic crust and sediment in Indian Ocean MORB // Earth Planet. Sci. Lett. 1997. V. 147. P. 93–106.
  91. Rudge J.F., Reynolds B.C., Bourdon B. The double spike toolbox // Chemical Geol. 2009. V. 265. P. 420–431. https://doi.org/110.1016/j.chemgeo.2009.05.010
  92. Ryan J.G., Chauvel C. The subduction-zone filter and the impact of recycled materials on the evolution of the mantle // Treatise on Geochemistry (2nd Ed). 2014. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00211-4
  93. Sakuyama T., Tian W., Kimura J.-I. et al. Melting of dehydrated oceanic crust from the stagnant slab and of the hydrated mantle transition zone: Constraints from Cenozoic alkaline basalts in eastern China // Chemical Geol. 2013. V. 359. P. 32–48. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.09.012
  94. Sobolev A.V., Hofmann A.W., Kuzmin D.V. et al. The amount of recycled crust in sources of Mantle-Derived Melts // Science. 2007. V. 316. P. 412–417.
  95. Sorbadere F., Médard E., Laporte D. et al. Experimental melting of hydrous peridotite–pyroxenite mixed sources: Constraints on the genesis of silica-undersaturated magmas beneath volcanic arcs // Earth Planet. Sci. Lett. 2013. V. 384. P. 42–56.
  96. Stern C.R., Kilian R. Role of the subducted slab, mantle wedge and continental crust in the generation of adakites from the Andean Austral Volcanic Zone // Contrib. Mineral. Petrol. 1996. V. 123. P. 263–281.
  97. Stolper E., Newman S. The role of water in the petrogenesis of Mariana trough magmas // Earth Planet. Sci. Lett. 1994. V. 121. № 3–4. P. 293–325.
  98. Straub S.M., Gomez-Tuena A., Zellmer G.F. et al. The processes of melt differentiation in arc volcanic rocks: insights from OIB-type arc magmas in the Central Mexican Volcanic Belt // J. Petrol. 2013. V. 54. № 4. P. 665–701. https://doi.org/10.1093/petrology/egs081
  99. Syracuse E., Abers G. Global compilation of variations in slab depth beneath arc volcanoes and implications // Geochem. Geophys. Geosyst. 2006. V. 7. № 5. https://doi.org/10.1029/2005GC001045
  100. Syracuse E.M., van Keken P.E., Abers G.A. The global range of subduction zone thermal models // Phys. Earth Planet. Int. 2010. V. 183. № 1–2. P. 73–90.
  101. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Eds. D. Saunders, M.J. Norry. Magmatism in the Ocean Basins. Geol. Soc. Special Publ. London. 1989. P. 313–345.
  102. Tanaka T., Togashi S., Kamioka H. et al. JNdi-1: a neodymium isotopic reference in consistency with LaJolla neodymium // Chemical Geol. 2000. V. 168. P. 279–281.
  103. Tanakadate H. Taketomi-to, a new volcanic island in Chishima, Japan // J. Japanese Association Mineral. Petrol. Econom. Geol. 1935а. V. 1. № 1. P. 1–16.
  104. Tanakadate H. Chemical composition of coriaceous lavas which were effused from Io-jima, Kagoshima Prefecture and Taketomi-jima, Chishima: Ganseki Kōbutsu Kōshōgaku // J. Japanese Association Mineral. Petrol. Econom. Geolog. 1935b. V. 14. № 1. P. 36–38. https://www.jstage.jst.go.jp/article/ganko1929/14/1/14_1_36/_article/-char/ja/
  105. Tanakadate H. Morphological development of the volcanic islet Taketomi in the Kuriles // Proc. Jap. Acad. 1942. V. 10. № 8. P. 494–497.
  106. Tanakadate H., Kuno H. The volcanological and petrographical note of the Taketomi Islet in the Kuriles // Proceedings of the Imperial Academy. 1935. V. 11. № 4. P. 155–157.
  107. Tatsumi Y. The subduction factory: How it operates in the evolving Earth // GSA Today: Publ. Geol. Soc. Amer. 2005. V. 15. P. 4–10. https://doi.org/10.1130–1052-5173015
  108. Till C.B., Grove T.L., Withers A.C. The beginnings of hydrous mantle wedge melting // Contrib. Mimeral. Petrol. 2012. V. 163. P. 669–688.
  109. Tollstrup D.L., Gill J.A., Kent A. et al. Across-arc geochemical trends in the Izu-Bonin arc: Contributions from the subducting slab, revisited // Geochem. Geophys. Geosyst. 2010. V. 11. https://doi.org/10.1029/2009GC002847
  110. van Keken P.E., Hacker B.R., Syracuse E.M. et al. Subduction factory: 4. Depth-dependent flux of H2O from subducting slabs worldwide // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. P. 1–15. B1. https://doi.org/10.1029/2010JB007922
  111. Varekamp J.C., Hesse A., Mandeville C.W. Back-arc basalts from the Loncopue graben (Province of Neuquen, Argentina) // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2010. V. 197. № 1–4. P. 313–328.
  112. Verma S.P. Continental rift setting for the central part of the Mexican Volcanic Belt: A statistical approach // Open Geol. J. 2009. V. 3. P. 8–29.
  113. Volynets A., Churikova T., Wörner G. et al. Mafic Late Miocene–Quaternary volcanic rocks in the Kamchatka back arc region: implications for subduction geometry and slab history at the Pacific-Aleutian junction // Contrib. Mineral. Petrol. 2010. V. 159. № 5. P. 659–687.
  114. Yang Y.-H., Chu Zh.Y., Wu F.-Y. et al. Precise and accurate determination of Sm, Nd concentrations and Nd isotopic compositions in geological samples by MC-ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. 2011. V. 26. P. 1237–1244. https://doi.org/10.1039/c1ja00001b
  115. Yücel C., Arslan M., Temizel İ. et al. Evolution of K-rich magmas derived from a net veined lithospheric mantle in an ongoing extensional setting: Geochronology and geochemistry of Eocene and Miocene volcanic rocks from Eastern Pontides (Turkey) // Gondwana Res. 2017. V. 45. P. 65–86.
  116. Wang Q. Wyman D. A., Xu J. et al. Eocene melting of subducting continental crust and early uplifting of central Tibet: Evidence from central-western Qiangtang high-K calc-alkaline andesites, dacites and rhyolites// Earth Planet. Sci. Lett. 2008. V. 272. P. 158–171.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Schematic map of the Kuril Islands, according to (Martynov et al., 2010) with minor modifications.

Baixar (171KB)
Metadados
3. Fig. 2. Schematic diagram of the structure of the Alaid volcanic massif (a), according to (Abdurakhmanov et al., 1978; Bloch et al., 2006a, 2006b) with modifications. 1 - ancient cone of Alaid volcano; 2 - young cone of Alaid volcano and its lava flows; 3 - lava flows of the central cone of Alaid volcano; 4 - terminal (a) and subsidiary lateral cinder cones (b) of Alaid volcano; 5 - lava flows of the internal and subsidiary cinder cones of Alaid volcano; 6 - craters (a) and erosional scarps (b) of Alaid volcano; 7 - marine terrace (a) and pyroclastic formations of Taketomi crater (b); 8 - isobaths (m); 9 - submarine lava cones; 10 - Grigorieva submarine volcano. Alaid volcano 02.10.2020, view from the southeast (b). Olympic Breakthrough (c). Photo by V.A. Rashidov. SA – Alaid seismic station, Sv – Svechka rock, BA – Alaidskaya Bay, BB – Baklan Bay.

Baixar (323KB)
Metadados
4. Fig. 3. Classification diagrams (Irvine, Baragar, 1971).

Baixar (143KB)
Metadados
5. Fig. 4. Classification diagrams (a) K2O–SiO2 (Le Maitre et al., 1989, 2002; Peccerilo, Tailor, 1976) and (b) FeO*/MgO–SiO2 (Miyashiro, 1974). For legend, see Fig. 3.

Baixar (157KB)
Metadados
6. Fig. 5. Variations in the contents of petrogenic oxides in the lavas of the Alaid volcano depending on the concentration of MgO. Oxides in wt. %. Filled field – alkaline lavas. For legend, see Fig. 3.

Baixar (162KB)
Metadados
7. Fig. 6. Variations in trace element contents in Alaid volcano lavas depending on MgO concentration. Oxides in wt. %, trace elements in g/t. Filled area – alkaline lavas. See Fig. 3 for legend.

Baixar (166KB)
Metadados
8. Fig. 7. Distribution spectra of trace elements in lavas of the Alaid volcano, normalized to N-MORB (a) and chondrite (b) (Sun, McDonough, 1989). See Fig. 3 for legend.

Baixar (195KB)
Metadados
9. Fig. 8. Th/Yb–Ba/Yb diagram. See Fig. 3 for legend. Gross composition of oceanic sediments in the frontal zone of the Kuril Islands (KR) and Kamchatka (KM) (Plank, Langmuir, 1998). AOC – altered oceanic crust.

Baixar (70KB)
Metadados
10. Fig. 9. Indicator geochemical features of amphibole, phlogopite and restitic garnet, after (Defant, Drummond, 1990) with modifications. See Fig. 3 for legend.

Baixar (129KB)
Metadados
11. Fig. 10. CaO/Al2O3–FeO* diagram for Ne-normative shoshonites and high-K subalkaline lavas of Alaid volcano. See Fig. 3 for legend.

Baixar (63KB)
Metadados
12. Fig. 11. Sr–Nd (a) and 206Pb/204Pb–208Pb/204Pb (b) isotope ratios in lavas of Alaid volcano, after (Martynov, 2010; Martynov et al., 2007, 2009a, 2009b, 2010) with additions. 1, 2 – see Fig. 3; 3 – frontal zone basalts (Paramushir Island). Calculated isotope composition of subduction fluid (Ishikawa, Tera, 1997). The fields outline the compositions of basalts: the Pacific (filled with dark gray) and Indian (contour - solid line) oceans, hydrated oceanic lavas (contour - dashed line), Quaternary volcanoes of Kamchatka and the FZ (frontal zone) of the South Kuril Islands (dotted line), the rear zone of the Japanese island arc (contour - dashed-dotted line). The dashed blue line outlines the field of Quaternary volcanoes of the RZ (rear zone) of the South Kuril Basin. The lava field of volcanoes of the Kuril island arc according to (Didenko et al., 2021; Martynov et al., 2009a, 2009b; http://www.kscnet.ru/ivs/grant/grant_06/06-3-A-08-326/index.html). The inset shows a larger scale in Fig. (b). BMS (Bulk Marine Sediment) – bulk composition of oceanic sediment (Plank, Langmuir, 1998). NHRL (North Hemisphere Reference Line) – line of average compositions of basalts of the northern hemisphere.

Baixar (175KB)
Metadados
13. Fig. 12. Compositions of Alaid volcano lavas in the coordinates of the end-member isotope layers of the subduction system of the northern Kamchatka Peninsula, after (Davydova et al., 2019) with additions. NWPS – sediments of the Northwest Pacific, MORB-AOC – average MORB composition from Kamchatka ophiolites, NKMW – composition of the mantle wedge of Northern Kamchatka after (Portnyagin et al., 2015); CX+CKD – Pliocene rocks of the Sredinny Range (Volynets et al., 2010) and the Central Kamchatka Depression after (Kayazar et al., 2014; Portnyagin et al., 2015). MORB field of the Pacific Ocean after (Perepelov, 2014; Tollstrup et al., 2010). Inset – enlarged scale. See Fig. for legend. 3.

Baixar (96KB)
Metadados
14. Fig. 13. 143Nd/144Nd–SiO2 ratios in Alaid volcano lavas, after (Martynov et al., 2010) with additions. FC – fractional crystallization, AFC – fractional crystallization + crustal contamination, S – source composition variations. Inset – larger scale. For legend, see Fig. 3.

Baixar (85KB)
Metadados
15. Fig. 14. Geochemical signatures of peridotite and pyroxenite sources, after (Kimura et al., 2018) with simplifications and additions. Mantle components: FOZO – focal zone mantle; DMM – depleted MORB mantle source; HNB – high-Nb basalts; EM I – enriched I-type mantle. Dashed lines show fractional crystallization pathways. Melt fields: from carbonated peridotites after (Sakuyama et al., 2013), from peredotites after (Kogiso et al., 1998), from pyroxinites after (Pertermann, Hirschmann, 2003). See Fig. 3 for legend.

Baixar (119KB)
Metadados
16. Description and coordinates of samples of Alaid volcano, Atlasovo Island, Kuril Islands
Baixar (825KB)
Metadados
17. Content of petrogenic oxides and trace elements in representative samples of the Alaid volcano
Baixar (597KB)
Metadados
18. Isotopic composition of Sr, Nd and Pb in basalts of Alaid volcano
Baixar (196KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».