CC BY
23
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2018 Геология Том 17, № 4
УДК 551.21: 551.217.24
Пеплы 2017 года с вулканов Ключевского и Камбального: сравнительный минералого-геохимический анализ
В.И. Силаева, Г.А. Карповб, Д.В. Киселёвав, Л.П. Вергасоваб, Б.А. Макеева, К.В. Тарасовб, А.Ф. Хазова
аИнститут геологии Коми НЦ УрО РАН, 167982, Сыктывкар, ул. Первомайская, 54. E-mail: silaev@geo.komisc.ru
бИнститут вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9. E-mail: karpovga@kscnet.ru вИнститут геологии и геохимии УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15. E-mail: podarenka@mail.ru
(Статья поступила в редакцию 19 июня 2018 г.)
Приведены результаты сравнительных минералого-геохимических исследований материала пеплов вулканов Ключевского и Камбального, практически одновременно извергавшихся на Камчатке в марте-апреле 2017 г. Определены химический, фазовый, нормативно-минеральный и микроэлементный составы вещества. Проанализирован состав водных вытяжек из пеплов. По комплексу данных сделан вывод о том, что в обоих случаях пеплы в значительной степени имеют изначальное расплавное происхождение и обнаруживают 75 %-ное сродство с недифференцированным в коровых условиях, т. е. глубинным по источнику, магматоген-ным веществом. В пеплах Ключевского вулкана обнаружены нитевидные формы и частицы конденсированного абиогенного органополимерного вещества СNО-состава. В пеплах Камбального вулкана, вероятно, имеется примесь резургентно-го материала из древней постройки кратера, а также минералов гидротермального происхождения. Предложен вероятный сценарий образования преимущественно плагиоклазовых по минеральному составу вулканических пеплов. Ключевые слова: вулканы, Ключевской, Камбальный, пеплы, химический и минеральный состав, микроэлементы, абиогенные органополи-меры.
DOI: 10.17072/psu.geol.17.4.326
Введение
Весной 2017 г., с 25 марта по 9 апреля, произошли мощные пепловые выбросы на вулкане Камбальном (Гирина и др., 2017). Практически в это же время активизировался и вулкан Ключевской (рис. 1). Наиболее впечатляющим было извержение Камбального вулкана, поскольку оно произошло, вероятно, впервые за последние 600 лет (Рудич, 1978; Литасов, Важе-евская, 1991; Ponomareva е1 а1., 2007). Выброс пепла из кратера Камбального вулкана достиг высоты 5-7 км, а образо-
вавшееся газово-пепловое облако распространилось на 160 км в юго-восточном, южном и юго-западном направлениях. На Ключевском вулкане в указанный период произошли пять последовательных эруп-ций с выбросом пеплов на высоту 6-7 км и их сносом к юго-западу и юго-востоку на расстояние до 250 км. Через несколько дней после начала извержений были сделаны отборы пеплов этих вулканов специалистами Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (НА. Малик, А.Ю. Озеров, С.Н. Рычагов и др. с вулкана Камбального и Ю.В. Демянчук с Ключев-
© Силаев В.И., Карпов Г.А., Киселёва Д.В., Вергасова Л.П., Макеев Б.А., Тарасов К.В., Хазов А.Ф., 2018
ского), часть которых была передана нам для комплексных исследований.
Рис. 1. Пепловые извержения вулканов Ключевского и Камбального на Камчатке весной 2017 г. (фотографии Ю.В. Демянчука (Ключевской) и А.В. Сокоренко (Камбальный))
Материал одновременных извержений вулканов, отстоящих друг от друга на значительном расстоянии и находящихся в различных геологических структурах (Ключевской - на севере, в Центрально-Камчатской депрессии, а Камбальный - на юго-восточном окончании Восточно-
Для оценки состава аэрозольной компоненты, осевшей на материале пеплов, а также с целью получения данных о составе водорастворимой части пеплов, из валовых проб были сделаны водные вытяжки. Так как пробы пепла были отобраны в полиэтиленовые мешки со снега и поступили в лабораторию в замороженном виде, то методика водной вытяжки состояла в том, что материал пеплов со снегом вы-
Камчатского вулканического пояса) интересен с позиции сравнительных исследований их минералого-геохимических особенностей, учитывая неоднородность глубинного строения и различие типов вулканических извержений в пределах Камчатской островодужной системы (Федотов и др., 2019; Хубуная и др., 2009; Гонтовая и др., 2010; Гонтовая и др., 2017; Гонтовая и др., 2010; Роиошагеуа а. а1, 2007).
Объекты и методы исследований
Объектом исследований послужили пробы тонкозернистого материала вулканических пеплов, отобранные 12 апреля 2017 г. на южном склоне Камбального вулкана (проба № 9001), там же, где была взята проба Камб./2017-1 (Рычагов и др., 2017), и 21 апреля 2017 г. на вулкане Ключевском (у подножья восточного склона, проба № 9000). Из этих проб были выделены алевритовые (> 0.08 мм) и пе-литовые (< 0.08 мм) гранулометрические фракции. Кроме того, анализировались электромагнитные и магнитные концентраты алевритовых фракций (табл. 1).
стаивался в стеклянной посуде при комнатной температуре в течение 1-2 суток. Отделенный фильтрат исследовался стандартным методом в Аналитическом Центре ИВиС ДВО РАН.
Комплексные исследования пеплов были проведены в АЦ ИВиС ДВО РАН, в ЦКП «Геонаука» Института геологии Коми НЦ УрО РАН и в ЦКП «Геоаналитик» Института геологии и геохимии УрО
Таблица 1. Реестр образцов и фракций вулканических пеплов
№ обр Вулкан Степень фракционирования Гранулометрия, мм
9000/3 Ключевской Валовая проба, вес 11.65 г > 0.08
9000/3-1 Немагнитный концентрат, плотность < 2.8 г/см3
9000/3-2 Немагнитный концентрат, плотность > 2.8 г/см3
9000/3-3 Электромагнитный концентрат, плотность > 2.8 г/см3
9000/3-4 Электромагнитный концентрат, плотность < 2.8 г/см3
9000/3-5 Магнитный концентрат
9000/4 Валовая проба, вес 18.5 г < 0.08
9001/1 Камбальный Валовая проба < 0.08
9001/2 « > 0.08
РАН. При этом использовались методы оптической микроскопии, рентгеновской дифрактометрии (Shimadzu XRD-6000), термографии (Shimadzu DTG-60A/60AH), рентгенофлуоресцентной спектрометрии (S4 PIONEER, Shimadzu XRF-1800) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (Perkin Elmer ELAN 9000).
Результаты исследований
По внешнему виду пробы и фракции пеплов несколько различались. В частности, пеплы с Камбального вулкана были заметно светлее пеплов с Ключевского, а в пределах проб пеплов алевритовые фракции были гораздо темнее пелитовых (рис. 2).
Рис. 2. Внешний вид основных фракций и концентратов, выделенных из вулканических пеплов 2017 г. с вулканов Камбального (а, б) и Ключевского (в-д). Фракции: а, в - алевритовые, валовые; б, д - пелитовые валовые; г -электромагнитный концентрат из алевритовой фракции
Морфология и размеры частиц. Форма и размеры частиц в алевритовых фракциях пеплов исследовались с использованием метода СЭМ. Согласно полученным данным, все фракции характеризуются
большой однородностью по гранулометрии, форме и характеру угловатости частиц, но при этом пеплы с Ключевского и Камбального вулканов нетождественны (рис. 3). Частицы в алевритовой фракции пепла Камбального вулкана статистически в три раза крупнее (рис. 4), менее вытянутые (коэффициент удлинения = 1.44 ± 0.42, против (1.57—1.72) ± 0.48 у частиц в пеплах с Ключевского) и характеризуются более сильной прямой корреляцией минимальных и максимальных размеров (г = 0.66 против г = 0.44 у частиц в пеплах Ключевского).
Рис. 3. Размер и морфология частиц в алевритовых фракциях пеплов 2017 г. с вулканов Ключевского (а-г) и Камбального (д-е). СЭМ-изображения в режимах вторичных (а, в, д) и упруго-отраженных (б, г, е) электронов
При этом коэффициенты вариации линейных размеров и коэффициентов удлинения частиц в пеплах Ключевского и Камбального вулканов довольно близки, располагаясь в узких пределах 23-32 %. Полученные данные свидетельствуют о гранулометрической однородности исследованных образцов пеплов, материалом для которых в обоих случаях послужили магматические породы.
Ширина, мкм
50 100 150 200 250 300
Длина, мкм
Рис. 4. Статистика (среднее ± СКО) размеров частиц во фракциях пеплов 2017 г. с вулканов Ключевского (9000) и Камбального (9001)
Химический состав водных вытя-
Согласно полученным результатам, суточная водная вытяжка из пеплов вулкана Ключевского характеризуется слабой кислотностью (табл. 2, проба 1) и относительно низкой минерализацией. По составу она гидрокарбонатно-хлоридная калие-во-магниево-натриевая. Суточная водная вытяжка из пеплов вулкана Камбального отличается от аналогичной пробы с Ключевского несколько большей кислотностью, более высокой минерализацией и гораздо более сложным гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридным, калиево-магниево-железисто-натриево-кальциевым составом (табл. 2, проба 2). Для решения вопроса об источнике анионно-катионного состава водной вытяжки из пеплов Камбального вулкана мы дополнительно использовали данные по двум водным вытяжкам из статьи С.Н. Рычагова (Рычагов и др., 2017), полученным из пеплов, отобранных в то же время и в том же месте, что и анализированная нами проба. Различалось только время взаимодействия материала пеплов с водой. Как видно из табл. 2, проба 3 (№ Камб/2017-1 С. Н. Рычагова), выстоявшая с водой в течение 3 суток, при сходстве анионно-катионного состава отличается от взятой там же, но выстоянной нами лишь сутки пробы 2 гораздо более высокой общей минерализацией, в составе которой основное место занимают сульфат-
ион и кальций. В пробе водной вытяжки, полученной выстаиванием пепла более 30 суток (проба 4, Рычагов и др., 2017), степень минерализации возросла скачкообразно почти в 20 раз. Мы считаем, что это произошло за счет прогрессивного растворения сульфатных минералов, в первую очередь гипса, присутствие которого в пеплах Камбального вулкана было установлено и нами, и С. Н. Рычаговым с соавторами (Рычагов и др., 2017).
Таблица 2. Химический состав водных вытяжек из пеплов Ключевского (проба 1) и Камбального (пробы 2, 3, 4, 5) вулканов, мг/л
Параметры и компоненты 1 2 3 4
рН 5.63 4.73 5.15 4.18
НСО3" 4.88 4.88 1.20 Не обн.
F" < 0.19 < 0.19 Не обн. Не обн.
С1- 4.97 6.39 16.00 8.52
S042" < 2.0 8.50 451.50 825.6
Сумма 9.85 19.80 468.70 834.12
0.52 1.69 11.70 26.51
К+ 0.07 0.51 5.00 5.97
Са2+ < 0.8 4.62 176.40 251.2
0.11 0.27 2.80 11.14
Fe2+ < 0.1 0.76 0.20 0.53
Fe3+ < 0,1 < 0,1 0.50 31.41
А13+ - 24,50 0.30 -
< 0,1 0.68 1.70 10.37
Сумма 0.70 33.03 198.60 337.13
Н3ВО3 < 0.28 < 0.28 < 1 < 1
Н^Ю4 (раствор) < 0.05 10.81 5.60 67.5
Минерализация 10.55 63.64 672.90 1238.79
Примечание. Пробы 1 и 2 - наши данные анализов суточной выдержки пеплов Ключевского (1) и Камбального (2) вулканов в снеговой воде. Данные получены стандартными методами, включающими фотоэлектронную колориметрию ^Н/, H4SiO4), атомную абсорбцию (№+, К+, Са2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Л13+), титриметрический (НС03-, С1-, S042", Н3В03), потенциометрический (рН, F). Аналитики А. А. Кузьмина и В. В. Дунин-Барковская. Данные граф 3 и 4 заимствованы из статьи Рычагова и др. (2017).
Следует отметить также, что еще Л. А. Башарина (1959) при изучении водных вытяжек из пепла вулкана Безымянного сделала вывод о том, что «анионы в водных вытяжках являются продуктами вулканических эксгаляций». Проведенные нами исследования показали, что водные
вытяжки из пеплов Ключевского и Кам-бального вулканов существенно различаются как по анионному, так и катионному составу. При этом гораздо более сложной оказалась водная вытяжка не из заведомо ювенильных пеплов Ключевского вулкана, как это можно было бы ожидать, а из пеплов вулкана Камбального. В этом случае вытяжка характеризовалась более высоким содержанием кальция, гидрокарбонат- и сульфат-ионов, а также железа. Обращает на себя внимание и высокое содержание в суточной вытяжке из пеплов
3+
Камбального ионов А1 , что, вероятно, указывает на присутствие алюминия в газовой фазе извержения.
Фазовый состав пеплов. Данные рент-геноструктурного анализа вулканических пеплов свидетельствуют о том, что по фазовому составу они преимущественно плагиоклазовые как в валовых пробах, так и в гранулометрических фракциях. На рентгеновских дифрактограммах преобладают сильные отражения, отвечающие основному плагиоклазу, а в качестве дополнительных выступают малоинтенсивные рефлексы от кварца (рис. 5, а). Иногда по отдельным отражениям регистрируются ортоклаз, пироксены, магнетит и пирит. Для оценки содержания в исследуемых пеплах рентгеноаморфного вулканического стекла нами дополнительно была проведена съемка с использованием алюминиевого держателя, обладающего достаточной степенью кристалличности и не вносящего вклад в дифракционную картину в области малых углов. На полученных таким образом дифрактограммах зарегистрировано аморфное гало с максимумом интенсивности, совпадающим с положением основных рентгеновских рефлексов плагиоклазов (рис. 5, б). Судя по этим рентгенограммам, содержание стек-лофазы в пепле с Ключевского вулкана составляет 8-10 %, а в пепле с Камбального вулкана 14 %. Последнее примерно совпадает с соответствующими данными, полученными С. Н. Рычаговым с соавторами (Рычагов и др., 2017).
Рассчитанные по рентгеноструктур-ным данным параметры э. я. основных минералов в исследуемых пеплах имеют следующие значения. Вулкан Ключевской: плагиоклазы - ао = (0.816-0.820) ± 0.002 нм, Ьо = (0.1284-0.1286) ± 0.003 нм, со = (0.709-0.0713) ± 0.002 нм, а = (93.393.5) ± 0.3°, в = (116.2-116.3) ± 0.3°, у = (90-90.4) ± 0.4°, Vo = (0.665-0.672) ± 0.003 нм ; клинопироксен - ао = 0.9716 ± 0.001 нм, Ьо = 0.8894 ± 0.0009 нм, со = 0.5256 ± 0.0008 нм, в = 106.43 ± 0.12°, Уо = 0.435 ± 0.001 нм3; магнетит - ао = 0.838 ± 0.003 нм, Уо = 0.587 ± 0.007 нм3.
О
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 -- Углы 2в СиК
Инт< КВ3.2)1 (9001(1) Ин1 | г!" ПЛ | 1 , 1 2.14 Л о (9001/2)
1 22 Интенсивность П кв I 39 -Углы 2ЭСиК (9000/4) V ш ----- 22 (нтенсивность 1 39 Углы 20 СиК (9000/3) Тт _
22 39 —Углы 28 СиК 22 39 - Углы 2©СиК
Рис. 5. Рентгеновские дифрактограммы пеплов 2017 г. с вулканов Ключевского (9000) и Камбального (9001), полученные обычным способом (а) и с использованием алюминиевого стандарта (б). Привязка к фракциям - в табл. 1
Вулкан Камбальный: плагиоклазы - ао = (0.815-0.818) ± 0.002 нм, Ьо = (0.12850.1287) ± 0.003 нм, со = (0.710-0.711) ± 0.002 нм, а = (93.3-93.4) ± 0.3 нм, в =
(116.3-116.4) ± 0.2°, у = (90.1-90.5) ± 0.2°, Vo = (0.666-0.668) ± 0.002 нм3.
По данным рентгеноспектрального микрозондового анализа составам плагиоклазов соответствуют следующие эмпирические формулы. Вулкан Ключевской. в алевритовой фракции - (Са0.58№0.32К0.10) [Л115^2.4208]; в пелитовой фракции -(Са0.60^0.32К0.08) [Al1.6Si2.408]. Вулкан Камбальный. в алевритовой фракции -(Са0.59Ка0.30К0.ц) [Al1.59Si2.4108], в пелитовой фракции - (Са0.52Ка0.36К0.12) [Al1.52Si2.48 08].
Согласно приведенным данным, плагиоклазы в исследуемых пеплах обоих вулканов по составу близки и в целом могут быть определены как плагиоклазы № 52-60. Кроме плагиоклазов, в исследуемых пеплах по составу диагностированы магнетит-ульвит (Ре0.84-0.86М§0.13_0.15 Mn0-0.0l)(Fel.49-l.75Ti0.22-0.48V0.01-0.0з)2O4 (в миналах (мол. %). магнетит - 36-60, уль-вит - 22-48, магноферрит - 13-15, кулсо-нит - 1.5-2, якобсит - 0-1 мол.%); ильме-иит(Рео.85М§ол1Мпо.оз)о.99(гПо.9о Ре0.ю)Оз (в
миналах (мол. %). ильменит - 76, гейки-лит - 11 %, гематит - 10, пирофанит - 3) и пирит Бе0.9^2. В качестве минералов-примесей в пеплах Камбального вулкана диагностированы пирит, каолинит, гипс.
Помимо вышеупомянутых минералов, нами в пепле с вулкана Камбального была обнаружена удлиненная частица самородного Бе, а в пепле Ключевского вулкана -зерна природного дюралюминия и разноцветные (красные, бурые и черные) частицы и нити абиогенных органополиме-ров (рис. 6). Следует отметить, что такие образования уже выявлялись в продуктах извержения многих камчатских вулканов (Карпов и др., 2014; Карпов и др., 2017; Силаев и др., 2016а, б; Силаев и др., 2017). В рассматриваемом случае нити органо-полимеров по толщине и длине варьируются в пределах соответственно 15-150 мкм и 1-3 мм. На их рентгенограммах регистрируется аморфное гало с максимумом в области 4.5-5 А, что соответствует аморфным углеродным соединениям.
Рис. 6. Нити и частицы органополимеров из пепла 2017 г. с вулкана Ключевского. Белыми стрелками указаны примазки вулканического стекла
По элементному составу нити несколько различаются (мас. %). черные С = 90.3-98.2, N = 0.3-4.5, 0 = 1-5.5; бурые С = 80.4-93.5, N = 0.8-2.5, 0 = 6-17.3; красные С = 88.9-93.2, N = 1.3-1.6, 0 = 6.78.9. Изотопный состав углерода в исследованных частицах и нитях колеблется в пределах 51^в = -26.54... -25.54 %0. Кроме того, был проанализирован изотопный состав углерода непосредственно в пеплах. Для пеплов с Ключевского и Камбального вулканов значения изотопных коэффициентов составили соответ-
ственно -27.72 ... -27.12 и - 27.03 ... -26.0 %. Таким образом, получается, что по изотопному составу углерода конденсированные органические соединения из пеплов Ключевского вулкана, с одной стороны, и эндокриптное углеродное вещество в пеплах как с Ключевского, так и с Камбального вулканов, с другой стороны, практически тождественны и четко коррелируются с углеродными минералами, фазами и соединениями, выявленными нами в продуктах извержений многих камчатских вулканов.
Химический состав пеплов. По химическому составу алевритовые и пелитовые фракции в исследованных пеплах несколько различаются (табл. 3). Пеплы с вулкана Ключевского по химизму больше
Таблица 3. Химический состав вулканических.
похожи на андезибазальты, характеризуясь более низкой кремнистостью, но повышенным содержанием магния, железа, примесью хрома, а пеплы с вулкана Кам-бального - ближе к андезитам.
плов, мас. %
Компоненты Вулкан Ключевской Вулкан Камбальный
9000/3 9000/3-3 9000/4 9001/2 9000/1
8Ю2 50.40 51.68 50.84 57.07 56.85
ТЮ2 0.80 0.81 0.75 0.54 0.45
гю2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
А12О3 20.96 22.31 21.77 21.74 20.06
СГ2О3 0.03 0.01 0.02 Не обн. Не обн.
Fe20з 8.04 6.61 7.09 4.69 5.46
МпО 0.18 0.15 0.16 0.10 0.10
МяО 4.65 2.79 4.41 2.48 2.28
СаО 10.38 10.72 10.51 7.40 6.67
8г0 0.04 0.04 0.04 0.04 0.03
Na20 3.07 3.30 3.05 1.98 2.44
К2О 1.22 1.36 1.17 1.09 1.31
Р2О5 0.18 0.19 0.16 0.19 0.20
8О3 0.03 0.01 0.01 2.66 4.13
Нормативные минералы, мол. %
Кварц Нет 4.61 3.11 14.27 22.04
Плагиоклазы и вулкани- 82.22 81.99 86.62 73.33 64.03
ческое стекло
Мя-Ре-Са-силикаты 14.0 10.09 7.83 6.93 6.63
Циркон 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Рутил 0.52 0.56 0.53 0.36 0.32
Магнетит + хромит 2.86 2.32 1.55 2.0 2.03
Пирит 0.03 0.01 Нет 2.70 4.49
Апатит 0.35 0.40 0.34 0.39 0.44
Примечание. Аналитик С. Т. Неверов, ЦКП «Геонаука» Института геологии Коми НЦ УрО РАН.
Полученные нами данные по пеплам с вулкана Камбального довольно близки к аналогичным данным С. Н. Рычагова с соавторами (Рычагов и др., 2017): SiO2 -59.67 ± 0.86; ТЮ2 - 0.67 ± 0.06; М2О3 -17.35 ± 0.98; Fe2Oз - 3.21 ± 0.30; FeO -2.45 ± 0.34; СаО - 5.68 ± 0.64; MgO - 2.34 ± 0.28; №20 - 3.15 ± 0.16; К2О - 1.18 ± 0.15 мас. %. В сопоставляемых результатах обращает на себя внимание небольшая диспропорция между Si02 и А1203, но это может быть обусловлено различием в эталонировании в ходе рентген-флюоресцентного анализа.
Анализ химизма пеплов с использованием тетраэдрической диаграммы (рис. 7) приводит к следующим выводам. Все исследованные образцы пеплов по составу оказались аналогичными стеклофазе в ла-
вах вулканитов ТТИ-50, изученных нами ранее, что можно, вероятно, расценивать как указание на преимущественно магматическое происхождение пеплов 2017 г. как на Ключевском, так и на Камбальном вулкане.
По кремнезёмистости эти пеплы наиболее близки к андезитам и диоритам, по магнезиальности - к диоритам и грано-диоритам, по содержанию алюминия и кальция они несколько превосходят лавы ТТИ-50 (Волынец и др., 2013), а по содержанию натрия сопоставимы с магматическими породами основного состава, сближаясь с основными плагиоклазами.
Таким образом, получается, что исследованные пеплы по своему химическому составу в целом сходны со средне-основными магматическими породами, но
при этом еще более соответствуют основным плагиоклазам.
Рис. 7. Развертка тетраэдрической диаграммы химизма пеплов 2017 г. с вулканов Ключевского и Камбального: 1 - поле состава стеклофазы в лавах ТТИ-50; 2 - состав основных породообразующих минералов в камчатских вулканитах: оливина (ОЛ), клинопи-роксенов (КП), плагиоклазов (ПЛ); 3 - средние составы вулканических пород: базальтов (Б), андезитов (А), кварцевых диоритов (Д), гра-нодиоритов (ГД), гранитов (Г), средние составы вулканических пород приведены по А.Н. Заварицкому (базальты, андезиты) и Р.Д. Дэли (кварцевые диориты, гранодиориты, граниты); 4 - точки состава образцов исследуемых пеплов: 9000/3 (1), 9000/3-4 (2), 9000/4 (3), 9001/1 (4), 9001/2 (5)
Проведенные расчеты нормативного минерального состава (табл. 3) показывают, что исследуемые пеплы с Ключевского и Камбального вулканов на 65-87 % состоят из основного плагиоклаза, на 3-22 % из кварца, на 6.5-14 % из Mg-Fe-Ca-силикатов (оливин, пироксены). Очевидно, что эти данные находятся в достаточном согласии с вышеприведенными результатами рентгенофазового анализа. В качестве акцессорных минералов в пеп-лах, судя по расчетам, выступают шпине-лиды (ульвит-магнетит, хромит), апатит, рутил, циркон и пирит. Пелитовые фракции относительно алевритовых несколько обогащены кварцем, но обеднены Мg-Fe-Са-силикатами. Сопоставление пеплов с
Ключевского и Камбального вулканов показывает, что последние относительно первых богаче кварцем и особенно пиритом, но беднее Мg-Fe-Ca-силикатами.
Микроэлементы. В составе исследованных пеплов выявлены 50 микроэлементов (табл. 4), в том числе (в скобках диапазон колебаний суммарных концентраций в г/т): 5 щелочных и щелочноземельных (220-730), 12 элементов-гидролизатов (2630-6100), 14 лантаноидов (15-50), 13 элементов-халькосидеро-филов (450-1100), 6 полу- и неметаллов (3700-7700). При этом концентрация большинства микроэлементов в пеплах вулкана Камбального ниже таковой в пеп-лах Ключевского на 35-45 %. Размах вариаций содержаний микроэлементов в пеплах Ключевского и Камбального вулканов, а также в алевритовых и пелитовых их фракциях совпадает и в целом сравнительно невелик (коэффициенты вариации, %): щелочные и щелочно-земельные элементы - 32-55; элементы-гидролизаты -17-52; лантаноиды - 31-43; халькосиде-рофилы - 37-118; полу- и неметаллы -54-189. Все это свидетельствует, очевидно, о генетической однородности и аналогичном, преимущественно магматическом, происхождении исследованного пеплового материала.
Следует также отметить, что из элементов халькосидерофилов в пеплах обоих вулканов наибольшей концентрацией выделяются Си, Zn, Сг, Мп, т. е. именно те элементы, которые образуют в первично-магматических пеплах камчатских вулканов акцессорную самородно-металличес-кую и оксидную минерализацию (Карпов и др., 2014; Силаев и др., 2017).
Расчет корреляционных связей показывает (табл. 5), что основным концентратором микроэлементов в пеплах являются плагиоклазы, дополнительным - Mg-Fe-Са-силикаты, с кварцем микроэлементы не связаны. Плагиоклазы - главный концентратор щелочных и щелочноземельных, гидролизатных и редкозе-
Таблица 4. Микроэлементы в составе пеплов, г/т
Элементы Вулкан Ключевской Вулкан Камбаль-
ный
9000/3 9000/3-1 9000/3-4 9000/3-5 9000/4 9001/1 9001/2
Li 6.636 4.309 6.178 7.203 6.579 4.549 1.366
Rb 12.559 5.018 14.888 9.784 11.862 15.513 3.784
Cs 0.422 0.176 0.506 0.372 0.416 0.870 0.186
8г 251.602 454.557 295.488 111.984 272.455 290.136 103.547
Ва 339.466 240.472 413.168 271.022 344.309 304.707 113.952
Сумма 610.685 704.532 730.228 400.365 635.621 615.775 222.835
8с 15.263 3.851 12.918 192.577 13.927 8.452 4.542
Ga 12.9 16.619 15.248 11.53 13.572 11.549 11.056
Y 15.834 5.26 17.353 17.245 14.908 10.716 3.854
Ti 4120.747 1135.277 4341.207 10916.322 3912.976 2324.417 2393.116
гг 65.908 23.8 76.282 75.46 62.132 30.688 30.709
Ge 0.979 0.679 1.02 1.248 0.95 1.014 1.014
Hf 2.28 0.871 2.742 2.698 2.136 1.305 1.357
V 161.007 33.878 165.702 508.242 156.16 95.497 99.12
Nb 1.519 0.616 1.77 2.25 1.502 1.437 1.242
Та 0.139 0.065 0.168 0.19 0.134 0.157 0.131
ТЪ 0.699 0.3 0.82 0.66 0.629 1.403 0.498
и 0.488 0.196 0.571 0.443 0.425 0.551 0.401
Сумма элементов- 5619.133 2630.476 6096.257 12529.595 5450.693 3718.736 2992.71
гидролизатов
La 5.357 2.435 6.422 5.239 5.25 6.56 1.783
Се 13.938 5.983 16.858 13.744 13.705 15.017 4.936
Рг 2.184 0.892 2.574 2.118 2.114 2.0 0.739
Nd 10.619 4.205 12.693 10.417 10.317 9.057 3.646
8т 3.036 1.113 3.564 2.979 2.882 2.281 1.029
Ей 1.058 0.709 1.243 0.875 1.048 0.867 0.389
Gd 3.48 1.294 4.04 3.566 3.28 2.508 1.129
ТЬ 0.549 0.194 0.638 0.59 0.514 0.385 0.172
Dy 3.491 1.215 4.037 3.819 3.265 2.494 1.125
Но 0.739 0.256 0.852 0.816 0.695 0.549 0.24
Ег 2.165 0.749 2.515 2.498 2.051 1.657 0.718
Тт 0.323 0.11 0.36 0.371 0.296 0.247 0.111
Yb 2.153 0.748 2.433 2.481 1.995 1.680 0.748
Lu 0.333 0.115 0.367 0.384 0.306 0.259 0.111
Сумма лантаноидов 49.425 20.018 58.596 49.897 47.781 45.561 16.876
Сг 54.239 4.304 18.896 116.623 41.379 3.773 4.419
Мп 858.955 181.477 678.391 1782.482 749.379 445.414 367.4
Со 22.684 5.204 13.706 54.924 18.726 11.536 8.484
Ni 24.318 5.834 9.207 57.155 18.72 4.138 3.557
Си 40.606 29.398 44.585 80.269 44.75 35.631 24.907
гп 52.915 14.612 47.367 137.54 48.368 44.622 32.534
Мо 0.492 0.186 0.518 0.79 0.502 1.282 0.64
Ая 0.164 0.136 0.18 0.277 0.139 0.115 0.103
Cd 0.114 0.068 0.124 0.165 0.154 0.236 0.126
8п 0.698 0.231 0.779 1.283 0.65 0.636 0.598
W 0.132 0.067 0.159 0.156 0.132 0.282 0.218
Т1 0.077 0.103 0.132 0.077 0.102 0.366 0.326
РЬ 2.92 2.267 3.87 2.637 3.656 15.051 12.252
Сумма сидеро-халь- 1058.314 243.887 817.914 2234.378 926.657 563.082 455.564
кофильных элементов
Таблица 4. Окончание
Элементы Вулкан Ключевской Вулкан Камбаль-ный
9000/3 9000/3-1 )000/3-4 9000/3-5 9000/4 9001/1 9001/2
В 362.124 225.16 150.758 192.577 86.555 78.474 64.732
As 1.633 1.092 1.692 1.621 1.807 11.858 10.231
Se Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. 5.083 2.181
Sb 0.157 0.087 0.207 0.163 0.17 0.396 0.387
Те Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. 0.052 0.29 0.137
Bi 0.03 0.034 0.031 0.087 0.045 0.763 0.479
Сумма неметаллов 363.944 226.373 152.688 194.448 88.629 96.864 78.147
Итого 7701.501 3826.286 7855.683 15408.683 7149.38 1 5040.018 3766.132
Геохимические модули
Rb/Cs 29.76 28.51 29.42 26.30 28.51 17.83 20.34
гг/ш 28.91 27.32 27.82 27.97 29.09 23.52 22.63
у/гг 0.24 0.22 0.23 0.23 0.24 0.35 0.13
№>/Та 10.93 9.47 10.54 11.84 11.21 9.15 9.48
ши 1.43 1.53 1.44 1.49 1.48 2.55 1.24
La/Yb 2.49 3.26 2.64 2.11 2.63 3.90 2.38
№/Со 1.07 1.12 0.67 1.04 1.0 0.36 0.42
Си/гп 0.77 2.01 0.94 0.58 0.93 0.80 0.77
Си/5п 58.17 127.26 57.23 62.56 68.85 56.02 41.65
РЬМ£ 17.8 16.67 21.5 9.52 25.65 23.66 20.49
As/Sb 10.40 12.55 8.17 9.94 10.63 29.94 26.44
Se/Te Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. Не опр. 17.52 15.92
Примечание. Фракции: 9000/3 — алевритовая валовая; 9000/3-1 - алевритовая, неэлектромагнитный концентрат; 9000/3-4 - алевритовая, электромагнитный концентрат; 9000/3-5 - алевритовая, магнитный концентрат; 9000/4 - пелитовая валовая; 9001/1 - пелитовая валовая; 9001/2 - алевритовая валовая. «Не обн.» - не обнаружено; «Не опр.» - не определено.
Таблица 5. Парные коэффициенты корреляции между основными минералами и группами микроэлементов в пеплах
Кварц 1
Плагиоклазы -0.95 1
Mg-Fe-Ca-силикаты -0.76 0.53 1
Щелочные и щелочно- -0.80 0.85 0.43 1
земельные элементы
Элементы-гидролизаты -0.94 0.92 0.69 0.82 1
Лантаноиды -0.84 0.85 0.52 0.99 0.86 1
Халькосидерофилы -0.98 0.90 0.81 0.66 0.88 0.70 1
Полу- и неметаллы -0.64 0.38 0.97 0.30 0.51 0.37 0.72 1
Сумма микроэлементов -0.97 0.93 0.74 0.83 0.99 0.88 0.92 0.58
мельных элементов, а Mg-Fe-Ca-силикаты превалируют как концентраторы элементов халькосидерофилов, полу- и неметаллов. Между группами микроэлементов выявляется и собственная система корреляции. Наиболее тесно связаны между собой группы щелочных и щелочноземельных, гидролизатных и редкоземельных элементов. Халькосидерофиль-ные элементы, полу- и неметаллы теснее связаны между собой, нежели с элемента
ми других групп. Очевидно, что такое расщепление корреляционных связей между микроэлементами обусловлено их разным предпочтением минералов-концентраторов.
На основании полученных данных была рассчитана серия геохимических модулей (табл. 4), позволяющих провести сопоставление исследуемых пеплов с различными типами магматических и осадочных горных пород.
Пеплы с вулканов Ключевского и Камбального довольно однообразно обнаруживают геохимическую толерантность к следующим типам космогеологических субстратов: по Rb/Cs и Zr/Hf - к терри-генным породам; Y/Zr, Ni/Co, Cu/Zn, Cu/Sn - к базальтам; As/Sb - к андезитам; Nb/Ta, Th/U, Se/Te - к хондритам (геохимически недифференцированное в земных условиях вещество), La/Yb, Pb/Ag - к хондритам и базальтам. Обобщение этих данных приводит к заключению о том, что вероятность геохимической привязки исследуемых пеплов к первичным субстратам снижается в направлении от базальтов (42 %) к хондритам (33 %), терригенным осадочным породам (17 %) и к андезитам (8 %). Таким образом, плагиоклазовые по фазовому составу пеплы с обоих вулканов обнаруживают тем не менее 75 %-ное геохимическое сродство с недифференцированным в коровых условиях, т. е. глубинным по источнику, магматогенным веществом.
Дополнительную информацию можно получить из анализа хондритнормирован-ных трендов лантаноидов (рис. 8). Проведенный анализ показал, что исследуемые пеплы по форме кривых нормированных концентраций обнаруживают большое сходство с базальтоидными лавами, например, с лавами извержения ТТИ-50, но при этом характеризуются почти на порядок меньшими концентрациями всех лантаноидов. Минимальная концентрация этих микроэлементов зафиксирована в электромагнитном концентрате алевритовой фракции пепла с Ключевского вулкана (№ 9000/3-1) и в алевритовой фракции пепла с Камбального вулкана.
Незначительность Eu аномалии на большинстве кривых и умеренная дифференциация лантаноидов (La*/Yb* = 3-5) говорят соответственно о слабом проявлении в первичных расплавах фракционирования плагиоклазов и одновременно о существенной реализации фракционирования оливина и клинопироксенов. Обращает на себя внимание некоторый «провес» кривых относительных концентраций
в области средних лантаноидов ^ё-Но) в пеплах вулкана Камбального, что может говорить о присутствии в этих пеплах роговой обманки.
Очевидно, что в связи с картиной распределения лантаноидов в исследуемых пеплах, имеющих преимущественно пла-гиоклазовый состав, возникает вопрос об отсутствии на соответствующих кривых достаточно выраженного Еи-максимума. Наш ответ на этот вопрос состоит в том, что факт недостаточного обогащения европием плагиоклазов в пеплах был обусловлен относительно слабым проявлением фракционирования плагиоклазов и конкуренцией со стороны других минералов - естественных концентраторов Еи, например, амфиболов.
La Ce Rr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Рис. 8. Хондрит-нормированные тренды лантаноидов в пеплах 2017 г. с вулканов Ключевского и Камбального (а), а также в лавах ТТИ-50 по данным А. О. Волынец (Волынец и др., 2013) (б) и А. С. Мяндина (в)
Заключение
Результаты минералого-геохимичес-ких исследований пеплов 2017 г. с вулканов Ключевского и Камбального, характеризующихся разными геологическими позициями (Ключевской - Центрально-Камчатская депрессия, Камбальный -юго-восточное окончание Восточно-Камчатского вулканического хребта), позволяют сделать следующие выводы.
Исследованные пеплы несколько различаются по химическому составу: с Ключевского вулкана пепел близок к ан-дезибазальтам, а с Камбального - к андезитам. По нормативно-минеральному составу они на 65-87 % сложены основными плагиоклазами, на 3-22% кварцем, на 6.5-
14 % Mg-Fe-Ca-силикатами (оливином, пироксеном, вероятно, роговой обманкой). При этом пепел с вулкана Камбаль-ного отличается несколько более кислым составом плагиоклаза и более высоким содержанием кварца. В качестве акцессорных минералов в пеплах обнаружены шпинелиды (ульвит-магнетит, магнетит, хромит), ильменит, рутил, апатит, циркон, пирит и самородно-металллические фазы (А1, Си, Fe). Пелитовые фракции относительно алевритовых несколько обогащены кварцем, но обеднены Мg-Fe-Ca-силикатами. По результатам исследований С. Н. Рычагова (Рычагов и др., 2017), в качестве небольшой примеси в пепле Камбального вулкана присутствуют предположительно резургентные по своей природе титанит, андрадит, каолинит и гипс. Однако мы не склонны переоценивать вклад такого материала в пепел с Камбального вулкана, поскольку преимущественно резургентные вулканические пеплы характеризуются гораздо более гетерогенным минеральным парагенезисом. В составе такого парагенезиса основную роль играют минералы не магматического, как в рассматриваемых случаях, а метаморфического и флюидо-гидротермаль-ного происхождения (Аникин и др., 2011; Аникин и др., 2018).
Особенное значение имеет факт обнаружения в исследуемых пеплах нитевидных форм абиогенного конденсированного органополимерного вещества СКО-состава. Следует подчеркнуть, что по изотопному составу углерода эти образования тождественны подобным нитям и частицам, выявленным к настоящему времени в продуктах современного вулканизма в Камчатско-Филиппинском остро-водужном мегапоясе на протяжении 6000 км. Более того, проведенный анализ показал, что в самих пеплах как с Ключевского, так и Камбального вулканов присутствует примесь эндокриптного углеродного вещества, изотопный состав углерода в котором практически совпадает с таковым в органополимерных нитях.
В составе пеплов выявлены 50 микроэлементов, подразделяющиеся на пять групп: щелочные и щелочно-земельные, гидролизатные, лантаноиды, халькосиде-рофилы, полу- и неметаллы. Анализ приводит к заключению, что преимущественно плагиоклазовые по минеральному составу пеплы с обоих вулканов обнаруживают на 75 % геохимическое сродство с недифференцированным в коровых условиях субстратом, т. е. глубинным по источнику веществом. По форме кривых хондритнормированных концентраций лантаноидов пеплы с обоих вулканов близки базальтоидным лавам ТТИ-50. Незначительность Еи-аномалии на большинстве таких кривых и выявляющаяся умеренная дифференциация лантаноидов говорят соответственно о слабом проявлении в первичных расплавах фракционирования плагиоклазов и одновременно существенной реализации фракционирования оливина и пироксенов.
Можно предполагать, что в обоих исследованных нами случаях пеплы были непосредственно связаны с достаточно глубинными магматическими камерами, о чем свидетельствуют их минералого-геохимические свойства, гранулометрическая и морфологическая однородность частиц, наличие в пеплах с обоих вулканов значительного содержания свежего вулканического стекла. Как можно предполагать, в начале извержений имел место процесс медленного подъема магматических расплавов с их фракционированием и гравитационным расслоением на нижнюю Mg-Fe-силикатную и верхнюю алюмосиликатную фракции. Частичная эрупция последней происходила в виде пеплов, а оставшаяся масса алюмосили-катного расплава в силу вязкости и склонности к быстрому отвердеванию закупорила магматический канал и тем самым предотвратила лавовое извержение по гавайскому типу.
Авторы благодарят Л. П. Аникина, А. А. Соболеву, Д. Н. Ремизова и А. С. Мян-дина за помощь в исследованиях и ценные замечания.
Библиографический список
Аникин Л. П., Вергасова Л. П., Максимов А. П. и др. Пеплы извержения Корякского вулкана в 2009 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы: матер. региональной конференции вулканологов / ИВиС ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский, 2011. С. 1013.
Аникин Л. П., Силаев В. И., Чубаров В. М. и др. П. Алмаз и другие акцессорные минералы в продуктах извержения 2008-2009 гг. Корякского вулкана (Камчатка) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 2. С. 18-27.
Башарина Л. А. Водные вытяжки пепла и газы пепловой тучи вулкана Безымянного //Бюллетень вулканологических станций. 1959. № 27. С.38-42.
Волынец А. О., Мельников Д. В., Якушев А. И. Первые данные о составе продуктов Трещинного Толбачинского извержения им. 50-летия ИВиС (Камчатка) // Докл. РАН. 2013. Т. 452, № 3. С. 303-307.
Гирина О. А., Мельников Д. В., Маневич А. Г., Нуждаев А. А. Извержение вулкана Кам-бальный в 2017 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 2. С. 263-267.
Гонтовая Л. И., Попруженко С. В., Низкоус И. В. Структура верхней мантии зоны перехода океан-континент в районе Камчатки // Вулканология и сейсмология. 2010. № 1. С. 3-35.
Гонтовая А. И., Силаев В. И., Вергасова Л. П. и др. К вопросу о глубинности источника флюидо-магматического вещества под Толбачиком и Ключевским вулканами // Вулканизм и связанные с ним процессы: матер. XX ежегодной научной конференции вулканологов / ИВиС ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский, 2017. С. 22-25.
Карпов Г. А., Силаев В. И., Аникин Л. П. и др. Алмазы и сопутствующие минералы в продуктах Трещинного толбачинского извержения 2012-2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2014. № 6. С. 3-20.
Карпов Г. А., Силаев В. И., Аникин Л. П. и др. Вулканогенный углеродный парагенезис на Камчатке // История науки и техники, 2017. № 7. С. 66-77.
Литасов Н. Е., Важеевская А. А. Вулкан Кам-бальный // Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука, 1991. Т. 2. С. 396-405.
Рудич К. Н. Вулкан Камбальный // Каменные факелы Камчатки. Новосибирск: Наука, 1978. С. 111-112.
Рычагов С. Н., Сандимирова Е. И., Сергеева
A. В., Нуждаев И. А. Состав пепла вулкана Камбальный (извержение 2017 г.) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 4. Вып. 36. С. 13-27.
Силаев В. И., Аникин Л. П., Вергасова Л. П. и др. Абиогенные органические полимеры в продуктах современного вулканизма // Вестник Пермского университета. Геология. 2016а. Вып. 3. С. 21-33.
Силаев В. И., Вергасова Л. П., Васильев Е. А. и др. Микропарагенезис алмаза и самородного алюминия в продуктах современного вулканизма // Вулканология и сейсмология. 2016б. № 1. С. 71-77.
Силаев В. И., Карпов Г. А., Аникин Л. П. и др. Первая находка природного дюралюминия // Докл. РАН. 2017. Т. 476, № 1. С. 98-101.
Федотов С. А., Жариков Н. А., Гонтовая Л. И. О вулканической деятельности, магматической питающей системе и глубинном строении вулканов Ключевской группы // Вулканизм и геодинамика: матер. IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Петропавловск-Камчатский, 2009. Т.1. С. 24-27.
Хубуная С. А., Гонтовая Л. И., Москалева С.
B. Петрологические особенности андезиба-зальтов вершинных извержений вулкана Ключевской и сейсмическая модель верхней части земной коры (Камчатка) // Вулканизм и геодинамика: матер. IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Петропавловск-Камчатский, 2009. Т.1. С. 215.
Ponomareva V. V., Churikova T., Melekestsev I. V., Braitseva O. A., Pevzner M., Sulerzhitskii L. Late Pleistocene-Holoctne Volcanism on the Kamchatka Peninsula, Northwest Pacific Region // Volcanism and Subduction: The Kamchatka Regijn. Washington, D. C.: Amer. Geophysical Union, 2007. Vol. 172. P. 165168.
The Ashes of 2017 from the Klyuchevskoy and Kambalnyy Volcanoes: A Comparative Mineralogi-cal-Geochemical Analysis
V.I. Silaeva, G.A. Karpovb, D.V. Kiselevac, L.P. Vergasovab, B.A. Makeeva, K.V. Tarasovb, A.F. Khazova
aInstitut Geology Komi SC, Russian Academy of Sciences, 54 Pervomayskaya Str., Syktyvkar 167982, Russia. E-mail: silaev@geo.komisc.ru bInstitut of Volcanology and Seismology, Russian Academy of Sciences, 9 Piip Blv., Petropavlovsk-Kamchatsky 683006, Russia. E-mail: karpovga@kscnet.ru cInstitute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS, 15 Academician Vonsovsky Str., Ekaterinburg, 620016, Russia. E-mail: podarenka@mail.ru
The results of the mineralogical and geochemical study of the ash of the Klyuchevskoy and Kambalnyy volcanoes located in different geological conditions (Klyuchevskoy -Central Kamchatskaya Depression, Kambalnyy - Southeast end Eastern Kamchatka Volcanic Ridge) were obtained in 2017, and allowed making following conclusions. The investigated ashes differ somewhat in chemical composition: the Klyuchevskoy volcano ash is close to andesibasalts, but that from Kambalnyy is close to andesites. According to the normative-mineral composition, they are composed of 65-87% basic plagioclases, 3-22% quartz, 6.5-14% Mg-Fe-Ca silicates (olivine, pyroxene, probably hornblende). In this case, the ashes from the volcano Kambalnyy are characterized by more acidic composition of plagioclase and higher content of quartz. The accessory minerals found in the ashes are presented by spinels (Ulviya magnetite, magnetite, and chromite), ilmenite, rutile, apatite, zircon, pyrite and native metallic-phase (Al, Cu, Fe). Pelitic (silty) fractions are enriched in quartz, but impoverished in Mg-Fe-Ca silicates. As a small admixture in the ash of the Cumulus volcano, titanite, andradite, kaolinite and gypsum are inherently resurgent. The fact of detecting the filamentous forms of abiogenic condensed organopolymer substance of CNO composition in the investigated ashes is of particular importance. It should be noted that, according to the isotope composition of carbon, these formations are identical to similar threads and particles identified in products of modern volcanism in the Kamchatka-Philippine island arc megabelt. Moreover, the analysis showed the presence in the ashes of the Kliuchevskoy and Kambalnyy volcanoes of the carbon substance, which carbon isotopic composition practically coincides with that in the organic filaments. Ashes contain 50 microelements divided into five groups: alkaline and alkaline earth, hydrolyzed, lanthanides, chalcoceridophiles, semi- and non-metals. The analysis leads to the conclusion that the predominantly plagioclase containing ash from both volcanoes show a 75% geochemi-cal similarity to the deep source matter. According to the shape of the curves of chon-dritotropic concentrations of lanthanides, the ashes from both volcanoes are close to the basaltic lavas of TTI-50. The insignificance of the Eu anomaly on the most curves and the apparent moderate differentiation of the lanthanides indicate that the fractionation of plagioclases in the primary melts and the significant realization of the fractionation of olivine and pyroxenes are weak. Based on the granulometric and morphological homogeneity of particles and the presence of a significant content of fresh volcanic glass in ash from both volcanoes, it can be assumed that in both cases the ashes were predominantly or largely melt-formed, and primarily associated with deep magmatic chambers. It is supposed that the process of slow rise of magmatic melts with their frac-
donation and gravitational stratification into the lower Mg-Fe-silicate and upper alumi-nosilicate parts took place. Last eruption of the aluminosilicate substrate occurred in the ash form. Because of the viscosity and tendency to quick solidification, aluminum silicate magmatic magma plugged the channel thus preventing the eruption of the lava Hawaiian type.
Key words: volcanoes, Klyuchevskoy, Kambalnyy, ash, chemical and mineral composition, impurity elements, abiogenic organopolymers.
References
Anikin L.P., Vergasova L.P., Maksimov A.P. et al. 2011. Peply izverzheniya Koryakskogo vulkana v 2009 g. [The ashes of the Koryak-skiy volcano 2009 eruption]. In: Vulkanizm i svyazannye s nim protsessy. Petropavlovsk-Kamchatskiy: IViS DVO RAN, pp. 10-13. (in Russian)
Anikin L.P., Silaev V.I., Chubarov V.M., Petrov-skiy V.A., Vergasova G.A., Sokorenko A.V., Ovsyannikov A.A., Maksimov A.P. 2018. Almaz i drugie aktsessornye mineraly v produktakh izverzheniya 2008-2009 gg. Kor-yakskogo vulkana (Kamchatka) [Diamond and other accessory minerals in the 2008-2009 eruption products of the Koryak volcano (Kamchatka)]. Vestnik IG Komi NC UrO RAN. 2:18-27. (in Russian) Basharina L.A. 1959. Vodnye vytyazhki pepla i gazy peplovoy tuchi vulkana Bezymyannogo [Water extracts of ash and gases from ash cloud of the Bezymyannyy volcano]. Bulleten vulkanologicheskikh stantsiy. 27:38-42. (in Russian)
Volynets A.O., Melnikov D.V., Yakushev A.I. 2013. Pervye dannye o sostave produktov Treshchinnogo Tolbachinskogo izverzheniya im. 50-letiya IViS (Kamchatka) [The first data on the composition of the products of the Fissure Tolbachinsky eruption named after. 50th Anniversary of IViS (Kamchatka)]. Doklady RAN. 452(3):303-307. (in Russian) Girina O.A., Melnikov D.V., Manevich A.G., Nu-zhdaev A.A. 2017. Izverzhenie vulkana Kambalnyy v 2017 [The eruption of the Kambalnyy volcano in 2017]. Sovremennye prob-lemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 14(2):263-267. (in Russian) Gontovaya L I., Popruzhenko S.V., Nizkous I.V. 2010. Struktura verkhney mantii zony perekhoda okean-kontinent v rayone Kam-chatki [Structure of the upper mantle of the ocean-continent transition zone in the Kamchatka region]. Vulkanologiya i sejsmologiya. 1:3-35. (in Russian)
Gontovaya A I., Silaev V.I., Vergasova L.P. et al. 2017. K voprosu o glubinnosti istochnika flyuido-magmaticheskogo veshchestva pod Tolbachikom i Klyuchevskim vulkanami [On the depth of the fluid-magmatic substance source under Tolbachik and Kliuchevskoy Volcanoes]. In: Vulkanizm i svyazannye s nim processy. Materialy XX ezhegodnoy nauchnoy konferentsii vulkanologov. Petropavlovsk-Kamchatskiy, IViS, pp. 22-25. (in Russian)
Karpov G.A., Silaev V.I., Anikin L.P. et al. 2014. Almazy i soputstvuyushchie mineraly v produktakh Treshchinnogo Tolbachinskogo izverzheniya 2012-2013 gg. [Diamonds and associated minerals in the products of the Fissure Tolbachinskiy Eruption 2012-2013]. Vulkanologiya i sejsmologiya. 6:3-20. (in Russian)
Karpov G.A., Silaev V.I., Anikin L.P. et al. 2017. Vulkanogennyy uglerodnyy paragenezis na Kamchatke [Volcanogenic carbon paragenesis in Kamchatka]. Istoriya nauki i tekhniki. 7: 66-77. (in Russian) Litasov N.E., Vazheevskaya A.A. 1991. Vulkan Kambalnyy: nauchnoe izdanie [Kumbalny volcano: a scientific publication]. In: Deystvuyushchie vulkany Kamchatki, T. 2, Moskva, Nauka, pp. 396-405. (in Russian) Rudich K.N. 1978. Vulkan Kambalnyy [Kambalniy Vulcano]. In: Kamennye fakely Kamchatki. Novosibirsk, Nauka, pp. 111-112. (in Russian)
Rychagov S.N., Sandimirova E.I., Sergeeva A.V., Nuzhdaev I.A. 2017. Sostav pepla vulkana Kambalnyy (izverzhenie 2017 g.) [Composition of the ashes of the volcano Kambalnyy (2017 eruption)]. Vestnik KRAUNC. Nauki o Zemle, 4(36):13-27. (in Russian) Silaev V.I., Anikin L.P., Vergasova L.P. et al. 2016a. Abiogennye organicheskie polimery v produktakh sovremennogo vulkanizma [Abi-ogenic organic polymers in products of modern volcanism]. Vestnik Permskogo universi-teta. Geologiya, 3(32):21-33. (in Russian)
Silaev V.I., Vergasova L.P., Vasilyev E.A. et al. 2016b. Mikroparagenezis almaza i samorod-nogo alyuminiya v produktakh sovremennogo vulkanizma [Microparagenesis of diamond and native aluminum in products of modern volcanism]. Vulkanologiya i seysmologiya. 1 : 71-77. (in Russian) Silaev V.I., Karpov G.A., Anikin L.P. et al. 2017. Pervaya nakhodka prirodnogo dyuralyuminiya [The first find of natural duraluminum]. Doklady RAN. 476(1):98-101. (in Russian) Fedotov S.A., Zharikov N.A., Gontovaya L.I. 2009. O vulkanicheskoy deyatelnosti, magmaticheskoy pitayushchey sisteme i glubinnom stroenii vulkanov Klyuchevskoy gruppy [About volcanic activity, igneous feeding system and deep structure of volcanoes of the Klyuchevskaya group]. In: Vulkanizm i geodinamika. Materialy IV Vserossiyskogo simpoziuma po vulkanologii i paleovulkanologii, T.1, Petropavlovsk-Kam-chatskiy, pp. 24-27. (in Russian)
Khubunaya S.A., Gontovaya L.I., Moskaleva S.V. 2009. Petrologicheskie osobennosti andezibazaltov vershinnykh izverzheniy vulkana Klyuchevskoy i seysmicheskaya model verkhney chasti zemnoy kory (Kamchatka) [Petrologic features of andesibasalts of vertex eruptions of Klyuchevskoy volcano and seismic model of the upper part of the earth's crust (Kamchatka)]. In: Vulkanizm i geodinamika. Materialy IV Vserossiyskogo simpoziuma po vulkanologii i paleovulkanologii. Petropavlovsk-Kamchatskiy, T.1, pp. 215. (in Russian)
Ponomareva V.V., Churikova T., Melekestsev I.V., Braitseva O.A., Pevzner M., Sulerzhitsky L. 2007. Late Pleistocene-Holoctne Vol-canism on the Kamchatka Peninsula, Northwest Pacific Region. In: Volcanism and Subduction: The Kamchatka Region, V. 172, Washington, D. C., Amer. Geophysical Union, pp. 165-168. doi: 10.1029/172GM15
