Приводятся новые данные о строении подводных вулканов, гайотов и вулканических островов западной части Тихого океана, полученные в рамках интеграции ученых различной специализации академической, вузовской и отраслевой науки в области наук о Земле при проведении комплексных геолого-геофизических исследований в 2015-2016 гг.

Проведенное сравнение особенностей вулканизма гайотов мелового возраста, расположенных в разных частях протяженной системы внутриплитных поднятий Маркус-Неккер в Тихом океане, выявило значительные различия в геохимических характеристиках, слагающих их пород, что указывает на существование латеральной и (или) вертикальной мантийной неоднородности в этом регионе. Исследованные вулканические породы относятся к щелочным сериям. В отдельных случаях, в них наблюдается низкие значения Na2O/K2O. Подобный вулканизм не характерен для большинства других внутриплитных поднятий Мирового океана. Отчетливых закономерностей между составом вулканических пород того или иного гайота, временем его формирования и (или) географическим положением не наблюдается. Незакономерное расположение разновозрастных подводных гор создает трудности при применении модели горячих точек для объяснения образования этой провинции внутриплитного магматизма. Положение подводных гор в структуре системы поднятий и всей этой системы в структуре дна Тихого океана не противоречит предположению об их связи с закономерной сетью разломных зон. Разломы способны инициировать плавление геохимически неоднородного верхнемантийного субстрата и приводить к формированию внутриплитных вулканических поднятий. Предполагается, что глубинные флюидные потоки могут быть еще одним фактором, приводящим к масштабному внутриплитному магматизму.

The paper presents geological and geochemical characteristics of Cretaceous guyots of Marcus-Necker intraplate rise in the Pacific Ocean. Comparison of guyots located in different parts of the extended system revealed significant differences in their geochemical characteristics, which suggest lateral and (or) vertical mantle heterogeneity in the region. The studied volcanic rocks belong to the alkaline series. In some cases, they exhibit low values of Na2O/K2O. This volcanism is not typical for most of intraplate ocean rises. No consistency is observed between volcanic rock composition of guyots, their age and (or) geographic position. A complex pattern of magnetic anomaly lineations and irregular location of seamounts of different age cause difficulties in applying hot spot model to explain the formation of this intraplate magmatic province. The location of seamounts in the structure of the rise system and the entire system in the structure of the Pacific Ocean does not contradict the formation of fault zones, which initiate melting of upper mantle geochemically inhomogeneous substrate and lead to the formation of intraplate rises. Deep fluid flows may cause a large-scale melting of the upper mantle.

Происхождение алмазов, найденных в лаве и пепле недавнего извержения (2012–2013 гг.) вулкана Толбачик на Камчатке, загадочно. В минеральном составе вмещающих пород нет никаких признаков существования высокого давления, которое необходимо для образования алмазов. Мы изучили изотопный состав углерода алмазов и дисперсного углерода в лаве Толбачика, который мог служить субстратом для синтеза алмазов, и установили, что они схожи. Есть свидетельства того, что формирование алмазов Толбачика связано с динамикой флюида. На основании полученных результатов предполагается, что микроалмазы Толбачика образовались в процессе кавитации, возникшем при быстром движении вулканического флюида. Ранее нами была показана теоретическая возможность образования алмазов в процессе кавитации, и эта гипотеза была подтверждена экспериментально. Ультравысокое давление при кавитации создается в локальных точках (схлопывающиеся пузырьки); при этом давление окружающей среды не является определяющим для синтеза алмаза. Условия возникновения кавитации достаточно обычны в геологических процессах. Поэтому микроалмазы подобного происхождения могут быть распространены в природе гораздо шире, чем это предполагалось ранее.

The origin of diamonds in the lava and ash of the recent Tolbachik eruption of 2012–2013 (Kamchatka) is enigmatic. The mineralogy of the host rocks provides no evidence for the existence of the high pressure that is necessary for diamond formation. The analysis of carbon isotope systematics showed a similarity between the diamonds and dispersed carbon from the Tolbachik lava, which could serve as a primary material for diamond synthesis. There are grounds to believe that the formation of Tolbachik diamonds was related to fluid dynamics. Based on the obtained results, it was suggested that Tolbachik microdiamonds were formed as a result of cavitation during the rapid movement of volcanic fluid. The possibility of cavitation-induced diamond formation was previously theoretically substantiated by us and confirmed experimentally. During cavitation, ultrahigh pressure is generated locally (in collapsing bubbles), while the external pressure is not critical for diamond synthesis. The conditions of the occurrence of cavitation are rather common in geologic processes. Therefore, microdiamonds of such an origin may be much more abundant in nature than was supposed previously.