A 3D velocity model of the Earth's crust beneath the Klyuchevskoy volcanic group has been constructed using the seismic tomography method. Anomalies of the velocity parameters related to the zones of magma supply to active volcanoes have been distinguished. Petrological data on the composition, temperature, and pressure of generation and crystallization of primary melts of Klyuchevskoy volcano magnesian basalts have been obtained. The primary melt corresponds to picrite (MgO = 13-14 wt %) with an ultimate saturation of SiO2 (49-50 wt %), a high H2O content (2.2-2.9%), and incompatible elements (Sr, Rb, Ba, Hf). This melt is formed at pressures of 15-20 kbar and temperatures of 1280--1320С . Its further crystallization proceeds in intermediate magma chambers at two discrete pressure levels (i.e., greater than 6, and 1-2 kbar). The results of the petrological studies are in good agreement with the seismotomographic model.

Выделено пять стадий эволюции четвертичного Кекукнайского вулканического массива (западный фланг Срединного хребта Камчатки): 1) докальдерная трахибазальтовая-андезибазальтовая, 2) экструзивная трахиандезит-трахидацитовая, 3) ранняя трахибазальтовая, 4) средняя гавайит-муджиеритовая (с единичными проявлениями андезибазальтов) и 5) поздняя трахибазальт-гавайит-муджиеритовая (с единичными проявлениями андезитов) - ареального вулканизма. По петрологическим данным среди пород массива выделены островодужный и внутриплитный геохимические типы. Ведущую роль в пет-рогенезисе играла динамика флюидной фазы при подчиненной роли процессов фракционной кристаллизации и гибридизма. Последовательное насыщение пород флюидной фазой в ходе эволюции расплавов было прервано в период кальдерообразования, когда осуществилась экстракция большей части флюидомобильных элементов и кремнезема. Геологические и петрологические материалы свидетельствуют о том, что формирование массива произошло в обстановке задугового вулканического бассейна в условиях начавшегося рифтогенеза, при активном участии компонентов мантийного плюма.

Кекукнайский массив сформировался в результате тектоно-магматической деятельности, выразившейся образованием щитообразного вулкана, кальдерной депрессии с сопутствующим внедрением экструзий, и завершившейся интенсивным посткальдерным ареальным вулканизмом. Проведено детальное рассмотрение особенностей минералогического состава пород массива. Использование уже имеющихся и дополнительно выявленных индикаторных возможностей породообразующих минералов позволило восстановить общую картину эволюции магматических расплавов и условия кристаллизации пород (различная флюидонасыщенность-обводненность и окисленность системы). Существенно островодужные или внутриплитные характеристики в составе пород массива проявлены на разных стадиях развития единой флюидно-магматической системы. Декомпрессионная эволюция материнской глубинной базанитовой магмы была реализована появлением в промежуточных очагах дочерних магм трахибазальтового (докальдерный этап развития системы) или гавайитового (ареальный вулканизм) состава. Дальнейшая эманационно-магматическая дифференциация этих расплавов в сочетании с кристаллизационной дифференциации в условиях меняющейся P-T-f02 обстановки и привела к образованию всего многообразия пород Кекукнайского массива.

Поступила в редакцию 1. 11. 2006 г.
Методом сейсмической томографии построена объемная скоростная модель земной коры под Ключевской группой вулканов. Выделены аномалии скоростных параметров связанных с зонами магматического питания активных вулканов. Получены петрологические данные о составе, температуре и давлении генерации и кристаллизации родоначальных расплавов магнезиальных базальтов Ключевского вулкана. Родоначальный расплав отвечает пикриту (MgO=13-14%,мас) с предельным насыщением SiO2 (49-50%, мас.), высоким содержанием H2O (2,2-2.9%) и несовместимыми элементами (Sr, Rb, Ba, Hf). Он образуется при давлениях 15-20 кбар и температурах 1280-13200С. Его дальнейшая кристаллизация проходит в промежуточных магматических камерах при двух дискретных уровнях давлений (более 6 и 1-2 кбар). Результаты петрологических исследований находятся в хорошем соответствии с сейсмотомографической моделью.

As a result of detailed mineralogical and petrochemical research of calc-alcaline magnesial basalts produced by 21 explosive and effusive lateral break-outs of Kliuchevskoy volcano and based on the data of geochcmical thermometry new data obtained on the chemical composition of magnesial basalts, phenocrysts of olivines and clinopyroxenes and condition: of their crystallization in intermediate magmatic chambers. Balance calculations show that magnesial basalts are products of initial high maghesial magmas.

Одной из главных петрологических проблем вулканизма островных дуг является проблема его источника, так как ни один из наиболее распространенных типов высоко-глиноземистых базальтов, развитых в пределах этих структур не может быть получен непосредственным плавлением предполагаемого вещества мантии. Для Ключевской группы вулканов эта проблема стоит наиболее остро, так как здесь на ограниченной площади представлены продукты двух основных типов магм: известково-щелочной и субщелочной. По-видимому, решение проблемы лежит в возможности разноглубинного и частичного плавления вещества мантии и дальнейшего фракционирования и смешения магм в промежуточных магматических камерах. Изучение магматических очагов под Ключевской группой вулканов является одной из актуальных задач вулканологии, тесно связанной с проблемами геодинамики и прогнозом вулканических извержений.

New and published data on the composition of melt inclusions in olivine (Fo73_yi) from volcanoes of the Kamchatka and northern Kurile Arc are used 1) to evaluate the combined systematics of volatiles (H2O, S, Cl, F) and incompatible trace elements in their parental magmas and mantle sources, 2) to constrain thermal conditions of mantle melting, and 3) to estimate the composition of slab-derived components. We demonstrate that typical Kamchatkan arc-type magmas originate through 5-14% melting of sources similar or slightly more depleted in HFSE (with up to -1 wt.% previous melt extraction) compared to MORB-source mantle, but strongly enriched in H2O,B, Be, Li, Cl. F, LILE, LREE, Th and U. Mean H2O in parental melts f 1.8-2.6 wt.%) decreases with increasing depth to the subducting slab and correlates negatively with both 'fluid-immobile* (e.g. Ti, Na, LREE) and most 'fluid-mobile' (e.g. LILE, S, Cl, F) incompatible elements, implying that solubility in hydrous fluids or amount of water does not directly control the abundance of 'fluid-mobile' incompatible elements. Strong correlation is observed between H2O/Ce and B/Zr (or B/LREE) ratios. Both, calculated H2O in mantle sources (0.1-0.4%) and degrees of melting (5-14%) decrease with increasing depth to the slab indicating that the ultimate source of water in the sub-arc mantle is the subducting oceanic plate and that water flux (together with mantle temperature) governs theextent of mantle melting beneath Kamchatka. A parameterized hydrous melting model [Katzetal. 2003, G3,4(9), 1073] is utilized to estimate that mantle melting beneath Kamchatka occurs at or below the dry peridotite solidus (1245-1330 °C at 1.5-2.0 GPa). Relatively high mantle temperatures (yet lower than beneath back-arc basins and ocean ridges) suggest substantial corner flow driven mantle upwelling beneath Kamchatka in agreement with numerical models implying non-isoviscous mantle wedge rheology. Data from Kamchatka, Mexico and Central America indicate that <5% melting would lake place beneath continental arcs without water flux from the subducting slab. A broad negative correlation appears to exist between crustal thickness and the temperature of magma generation beneath volcanic arcs with larger amounts of decompression melting occurring beneath thinner arc crust (Uihosphere). In agreement with the high mantle temperatures, we observe a systematic change in the composition of slab components with increasing slab depth from solute-poor hydrous fluid beneath the volcanic front to solute-rich hydrous melt or supercritical liquid at deeper depths beneath the rear arc. The solute-rich slab component dominates the budget of LILE, LREE,Th and U in the magmas and originates through wet-melting of subducted sediments and/or altered oceanic crust at > 120 km depth. Melting of the upper parts of subducting plates under water flux from deeper luhosphere (e.g. serpentinites), combined with high .emperatures in the mantie wedge, may be a more common process beneath volcanic arcs than has been previously recognized. 0 2006 Klsevier B.V. All rights reserved.