ЗОНАЛЬНОСТЬ

ИТТРИЙ

Концентрация Y определена в тех же пробах, для которых получены полные спектры РЗЭ. Она колеблется от 11 до 44 г/т и в целом близка к наблюдаемым в лавах Камчатки –11-48 г/т. Содержание Y в базальтах разных вулканических зон близко, однако характер его изменения с ростом кремнекислотности пород в левах фронтальной и задужной зон различен. В лавах фронтальной зоны концентрация Y прямо коррелируется с содержанием Si02, тогда как в задужных лавах наблюдается слабая отрицательная корреляция.

Судя по характеру трендов, следует ожидать, что в низкокремнеземистых фронтальных базальтах концентрации Y будут ниже, чем в соответствующих по Si02 задужных базальтах. На Камчатке наблюдаются сходные закономерности распределения Y в породах разной кремнекислотности : для низко-, умеренно-калиевых фронтальных лав Гамченской структуры Восточного вулканического пояса характерна прямая корреляция концентраций у с Si02, тогда как для лав высококалиевой и шошонит-латитовой серий центральной и задужной зон вулканического пояса Срединного хребта - слабая отрицательная корреляция. Вследствие отличия в поведении в лавах фронтальной и задужной зон Курильской дуги поперечная зональность по Y, отсутствущая в базальтах, проявляется во всех остальных типах пород по Si02, и с ростом кремнеземистости лав она усиливается.

Отличие в поведении Y в средних и кислых лавах при сходстве концентраций в базальтах связано с различиями состава фракционирующих фаз, поскольку коэффициент распределения Y между минералами и расплавом различен для разных минералов (в плагиоклазе средних и кислых лав - 0,1, в клино- и ортопироксене - 0,8-1,1, в амфиболе – 3, в андезитах - до 8-10). Поэтому существенное накопление в средних и кислых лавах фронтальной зоны по сравнению с базальтами связано с большей долей плагиоклаза в кумулусе при отсутствии его в составе амфибола, а слабое уменьшение концентраций в задужных лавах по мере роста Si02 - с участием амфибола, что согласуется с отличиями в составе минералов-вкрапленников в лавах.

Обнаруживается наличие упорядоченных трендов изменения концентраций Y от основных пород к кислым, разных в разных зонах и отчетливая поперечная геохимическая зональность по Y в средних и кислых лавах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Зональность характерна для распределения многих редких элементов, части главных элементов, а также ряда их индикаторных отношений. Наиболее четко с востока на запад, от фронта к тылу дуги, возрастают концентрации таких некогерентных редких элементов, как К, Rb, Li, Ва, Sr, Be, U, Th, La, Се, Nd,Zr, W, и величины отношений Rb/Sr, La/Yb, Sr/Ce, Th/U, Zr/Y, La/Hb, Fe203/(FeO + Fe203).B основных и средних породах в том же направлении растут концентрации ряда других как некогерентных - Р, F, Mo, Hf, так и когерентных -Mg, Hi, Cr элементов и величина отношения (Hi+Cr)/ V , а в кислых и средних - Рb. В то же время от фронтальной к задужной зоне во всех типах лав по кремнекислотности уменьшаются концентрации Fе, V, величины отношений Na20/K20, (FeO+Fe203)/(FeO+Fe203+MgO), K/Rb, Zr/Hb, a в средних и кислых разностях - Са, Ti, Cu, Zn, Y, Yb. Отчетливых зависимостей в распределении А1, На, В, Со, Sn во всех типах пород, а также Ti, Са, Си, тяжелых РЗЭ и Y, Zn, Pb в базальтах не установлено. При этом для фронтальной зоны дуги по сравнению с задужной характерно более частое проявление глубоко дифференцированных ассоциаций пород и более широкое распространение пород толеитовой серии.

Наличие или отсутствие зональности по отдельным элементам или группам элементов, а также степень контрастности ее в лавах фиксированной кремнекислотности зависят не только от различия в уровнях концентрации элементов в исходных расплавах, но и от особенностей фракционирования расплавов в разных зонах дуги. Последние определяются отличиями в уровнях содержания и парциального давления летучих в расплавах.

Поперечная геохимическая зональность наблюдается и в других островных дугах, а также на Южной Камчатке в одинаковых по кремнекислотности породах от фронтальной к задужной зоне (увеличиваются концентрации На, К, Rb, Li, Ва, Sr, P, Be, La, Се, величины отношений К/На, Rb/Sr, Sr/Ca, P/B,La/Yb и уменьшается отношение K/Rb; а в базальтах возрастает концентрация MgO, Hi, Co, Ti, P, отношение Ti/Si, уменьшаются концентрации Fа0, СаО и отношение CaO/MgO). На северо-восточном Хоккайдо на запад от вулканического фронта возрастают концентрации К, Ва, Th, Hf, легких РЗЭ и величина отношения La/Sm. Лавы фронтальнойзоны здесь дают тренды обогащения железом, чего не скажешь о задужных лавах и соответственно обогащены V и Sc. Щелочные оливиновые базальты задужной зоны наиболее богаты Cr.

В сводке Дж.П.Гилла для шести островных дуг (включая Курильскую дугу и дугу северо-восточного Хоккайдо) показано, что концентрации К, Rb, La, Th, U, а также величины отношений La/Yb и Rb/Sr почти всегда возрастают вкрест простирания дуг, от фронтальных к задужным зонам, а содержание Р, F, Sr, Ba, Zr и величины отношений Th/U, Ba/Sr, U/Pb либо возрастают, либо остаются на одном уровне, тогда как значения отношений K/Rb, Ba/La и Zr/Rb обычно уменьшаются. Данные по другим островным дугам позволяют добавить к списку элементов, обогащающих лавы задужной зоны Nb, а фронтальной - Sr. Островодужные базальты с удалением от вулканического фронта становятся менее железистыми и содержат больше U и Сг. При этом преимущественно толеитовые базальты фронтальной зоны дуги сменяются щелочными базальтами в глубокой задужной зоне.

Для вулканических дуг северо-восточной Японии идет увеличение от фронта к тылу дуги концентраций Н20 в магмах.

Таким образом поперечная геохимическая зональность Курил является типичным проявлением вариаций вещественного состава вулканических пород.

В базальтах всех зон проявляются одни и те же аномалии (резкий минимум по Nd и максимум по Sr при менее глубоких минимумах по Th и Се), хотя от фронта к задужной области величина аномалий слегка уменьшается. Сходные особенности распределения гидромагматофильных редких элементов характерны для базальтов разных по щелочности островодужных серий Камчатки и других островных дуг.

Продольная зональность также выражена и наиболее ярко проявляется во фронтальной зоне дуги, где на парамуширском участке и центральной части, в месте стыка двух резкоориентированных флангов дуги (подводные горы пролива Буссоль и южного окончания о. Симушир), отмечены лавы повышенной калиевой щелочности, соответственно обогащенные литофильными редкими элементами. Повышенная щелочность характерна и для северного окончания задужнойзоны Курил, где широко распространены субщелочные базальты, практически отсутствующие на остальных участках тыловой зоны.