Проведены исследования расплавных включений в минералах некоторых вулканов Курило-Камчатского региона. Изучены андезитобазальты и андезиты вулканов, расположенных в пределах Центральной Камчатской депрессии (вулканы Шивелуч и Безымянный), Восточно-Камчатского вулканического пояса (вулканы Авачинский и Карымский) и на о. Итуруп, Южные Курилы (вулкан Кудрявый). Кроме того, изучены базальты извержения 1996 г. Карымского вулканического центра и дациты вулкана Дикий Гребень (Южная Камчатка). Использованы методы гомогенизации расплавных включений и анализ закаленных стекол этих включений с помощью электронного и ионного микрозонда. Изучено более 260 расплавных включений в минералах из 31 образца вулканических пород. Установлено, что составы расплавных включений во вкрапленниках андезитов сильно варьируют по основности: содержания SiO2 меняются от 56 до 80 мас. %, причем с ростом кремнезема закономерно уменьшаются содержания Аl2О3, FeO, MgO, CaO и увеличиваются содержания Na2O и К2О. При этом большая часть (~80 %) стекол включений имеет дацитовый и риолитовый состав. Однако составы кислых расплавов (SiO2 > 65 маc. %), формирующих андезиты, существенно отличаются от таковых, образующих дациты и риолиты, по содержаниям ТЮ2, FeO, MgO, CaO и К2О. На всех изученных вулканах также были обнаружены высококалиевые расплавы (К2О = 3.8-6.8 маc. %) независимо от содержаний в этих расплавах SiO2; (диапазон от 51.4 до 77.2 маc. %), что свидетельствует об участии в процессе генерации магматических расплавов всего региона какого-то компонента, селективно обогащенного калием. Впервые установленное широкое разнообразие состава расплавных включений в одних и тех же вкрапленниках плагиоклаза из андезитов вулкана Безымянный свидетельствует о сложной истории кристаллизации этих вкрапленников и, соответственно, эволюции расплавов, приведших к формированию андезитов. По содержаниям летучих компонентов расплавы разных вулканов значительно различаются. Максимальные концентрации Н2О установлены в расплавах вулканов Шивелуч (от 3.0 до 7.2 маc. % при среднем значении 4.7 маc. %) и Авачинский (4.7-4.8 маc. %), более низкие концентрации - в расплавах вулканов Кудрявый (0.1-2.6 маc. %), Дикий Гребень (0.4-1.8 маc. %) и Безымянный (<1 маc. %). Концентрации хлора в расплавах также различны: минимальные значения определены в расплавных включениях в минералахвулкана Безымянный (в среднем 0.09 маc. %), максимальные значения - в расплавных включениях в минералах андезитов вулкана Карымский (в среднем 0.26 маc. %). Промежуточные значения концентраций хлора в расплавах (0.13-0.20 маc. %) установлены для вулканов Авачинский, Дикий Гребень, Кудрявый и Шивелуч. По флюидным включениям СО2 в плагиоклазах андезитов вулкана Шивелуч определено давление, равное 350-1600 бар, что соответствует глубине магматической камеры 1.5-6 км. Определены концентрации 17 элементов-примесей в стеклах расплавных включений в плагиоклазах 5 вулканов (Авачинский, Безымянный, Дикий Гребень, Кудрявый и Шивелуч). По характеру распределения содержаний этих элементов изученные расплавы близки между собой: для всех отмечаются относительные минимумы по Nb и Ti и максимумы по В, К, Be, Li. По величине отношений Sr/Y, La/Yb, K/Ti и Ca/Sr расплавы близки типичным магмам островных дуг, а их различия между собой обусловлены региональными геохимическими особенностями. Кривые распределения редкоземельных элементов свидетельствуют о различной степени дифференцированности расплавов: на вулкане Кудрявый они более примитивны, а на вулкане Шивелуч наиболее дифференцированы.

Исследованы расплавные включения во вкрапленниках оливина и плагиоклаза из разновозрастных пород вулканического центра Горелый (Южная Камчатка): магнезиального базальта, андезитобазальтов, андезита, игнимбрита и дацита. Использован метод гомогенизации включений и анализ стекол 100 расплавных включений на электронном микрозонде и 24 включений на ионном микрозонде. Установлен весьма широкий диапазон кремнекислотности расплавов – от 45 до 74 мас. % SiO2. Сильно варьируют и содержания других петрогенных компонентов. Выделено 7 типов расплавов, различающихся по содержаниям кремния, натрия, калия, титана и фосфора. Среди расплавов основного состава (45–53% SiO2) обнаружены калиевые (в среднем 4.2% K2O, 1.7% Na2O, 1.0% TiO2, 0.20% P2O5), натровые (3.2% Na2O, 1.1% K2O, 1.1% TiO2, 0.40% P2O5) и титанистые с высоким содержанием фосфора (2.2% TiO2, 1.1% P2O5, 3.8% Na2O, 3.0% K2O). Среди расплавов среднего состава (53–64% SiO2) также встречаются как калиевые (5.6% K2O, 3.4% Na2O, 1.0% TiO2, 0.4% P2O5), так и натровые (4.3% Na2O, 2.8% K2O, 1.3% TiO2, 0.4% P2O5). Среди расплавов кислого состава (64–74% SiO2) имеются калиевые (4.5% K2O, 3.6% Na2O, 0.7% TiO2, 0.15% P2O5) и натровые (4.5% Na2O, 3.1% K2O, 0.7% TiO2, 0.13% P2O5). Таким образом, отличительной чертой вулканического центра Горелый является постоянное присутствие высококалиевых разностей во всем диапазоне кремнекислотности расплавов. Включения расплавов разных типов иногда обнаруживаются не только в одном и том же образце, но и в одних и тех же вкрапленниках. Натровые и калиевые типы расплавов различаются и по содержаниям хлора и фтора: в натровых расплавах больше хлора, а калиевые расплавы существенно обогащены фтором. Впервые для Курило-Камчатского региона установлены калиевые расплавы с очень высоким содержанием фтора – до 2.7 мас. % при среднем содержании 1.19 мас. % (17 анализов). Для натровых расплавов среднее содержание фтора равно 0.16 мас. % (37 анализов) Микроэлементный состав расплавов отличает обогащенность элементами разных групп – крупноионными литофилами (LILE), редкоземельными (особенно HREE) элементами, высокозарядными элементами (кроме Nb). В целом, все расплавы несут черты геохимического родства. Концентрации элементов закономерно возрастают от основных расплавов к кислым (за исключением содержаний Sr и Eu, что объясняется активным фракционированием плагиоклаза, а также Ti, входящего в рудную фазу). Сведены все опубликованные данные по вулканическим породам Курило-Камчатского региона, при исследовании которых обнаружены расплавные включения с высоким содержанием K2O (K2O/Na2O > 1). Сделан вывод о широком распространении высококалиевых расплавов, которые обнаружены на вулканах Авачинский, Безымянный, Большой Семячек, Дикий Гребень, Карымский, Кекукнайский, Кудрявый, Шивелуч, а также в хребтах Валагинский и Тумрок.

Показана роль проточных периферических и коровых магматических очагов Мутновско-Гореловской группы вулканов (Камчатка) в тепловом питании Мутновской гидротермальной системы. Выполнено численное исследование динамики роста и развития размеров нескольких верхнекоровых разновозрастных магматических очагов Мутновско-Гореловской группы вулканов, питающихся одной магматической системой. При построении моделей динамики роста очагов учтено влияние флюидов в передаче тепла во вмещающую эти очаги среду. Результаты моделирования динамики роста магматических очагов использованы для решения нестационарной задачи оценки распределения температур в среде вокруг магматических очагов, меняющих свои размеры. Это позволило выполнить расчеты температурных полей вокруг них и оценить запасы накопленного тепла во вмещающих очаги породах. Кроме того, определена величина доступного для энергетического использования теплового потока в районе Мутновского геотермального месторождения.

The role of flowing peripheral and crustal magma chambers in the Mutnovskii-Gorelyi volcanic cluster, Kamchatka is demonstrated for the thermal supply of the Mutnovskii hydrothermal system. A numerical study of the growth and evolution in size for several upper crustal magma chambers of various ages has been carried out for the Mutnovskii-Gorelyi volcanic cluster, which has a common magma system as the source of supply. The influence of fluids for heat transfer to the host rocks has been incorporated in our models. The results from this modeling of magma chamber growth were used to deal with the nonstationary problem of estimating the temperature distribution around size-varying magma chambers. This enabled us to compute the temperature fields around the chambers and to assess the heat stored in the host rocks. In addition, we found how much of the heat flow in the Mutnovskii geothermal field can be used to produce consumable energy.