/>
В.А.Рашидов
Впериод 1981-1991 гг. с борта НИС «Вулканолог» было выполненокомплексное исследование подводных вулканов Курильской островной дуги (КОД).Обязательным методом исследования являлась гидромагнитная съемка. Приводитсяописание регионального магнитного поля КОД. Даны геомагнитные характеристикичетырех подводных вулканов и трех погребенных лавовых конусов, входящих вподводные вулканические группы «Парамуширская» и«Маканруши». Сделаны предположения о возрасте образования подводныхвулканических построек и составе слагающих их пород.
Введение
Изучениестроения зоны перехода от Азиатского материка к Тихому океану представляетнесомненный интерес, так как здесь в настоящее время происходят интенсивныегеологические процессы, поверхностным проявлением которых являются высокаясейсмичность и современный вулканизм.
Островодужныесистемы — один из определяющих элементов этой зоны перехода. Курильскаяостровная дуга (КОД) представляет собой типичную островную дугу Восточной Азии.
Онапротягивается от о.Хоккайдо до южной оконечности п-ова Камчатка. С юго-востокаона сопряжена с Курило-Камчатским глубоководным желобом, а с северо-западаграничит с Курильской котловиной.
Верхняячасть геологического разреза Большой Курильской гряды представленасреднеплиоценовыми и четвертичными вулканогенными и вулканогенно-осадочнымипородами.
Четвертичныевулканические породы КОД очень сходны с неогеновыми и совместно с нимипредставляют типичную андезитовую формацию орогенного типа [64].
Севернаячасть КОД в структурном отношении более близка к Южной Камчатке, чем костальной части Большой Курильской гряды [32].
Врамках проблемы изучения строения зоны перехода от Азиатского материка к Тихомуокеану в 8 экспедициях с борта НИС «Вулканолог» Институтомвулканологии и Институтом вулканической геологии и геохимии в 1981-91 гг. быловыполнено комплексное изучение 97 подводных вулканов КОД [44]. Обязательнымиметодами исследований являлись эхолотный промер, непрерывное сейсмическоепрофилирование (НСП), гидромагнитная съемка (ГМС), драгирование и отбор пробрыхлых осадков.
Первыесведения о подводных вулканах КОД были получены в результате проведенияэкспедиций Институтом океанологии АН СССР на НИС «Витязь» в конце50-х годов [8]. В 70-е и 80-е годы. Сахалинский комплексныйнаучно-исследовательский институт провел ряд экспедиций на НИС«Пегас», «Морской геофизик» и «Орлик»,направленных на изучение вещественного состава подводных вулканов в пределахэтой дуги [11,12,28,33-36,40-43,58]. Две экспедиции в северной части ККОСпроведены в конце 60-х японскими специалистами [72,73].
ИзучениюКОД посвящена обширная отечественная литература. Своеобразной итоговой работой,в которой отражены геофизические поля и глубинное строение КОД, явилсягеолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островной дуги [18].
Региональнвя характеристика магнитного поля Курильскойостровной дуги
Особоеместо в ряду методов, применяемых сегодня для изучения подводного вулканизма,занимают геомагнитные исследования. Анализ карт аномального магнитного поляоткрывает путь к изучению внутреннего строения вулкана, его эволюции,определению возраста образования вулкана, характеристик слагающих его пород,геодинамики и тектоники районов исследования и к поиску новых подводныхвулканов.
Впределах Курильской островной дуги выполнен большой объем гидро- иаэромагнитных исследований [11,12,16,17,20,33-36,57,62,64,72,73], позволившихвыявить основные региональные особенности магнитного поля[18,33-36,59,60,65,66].
Региональнаяхарактеристика магнитного поля в пределах описываемого региона по основнымморфоструктурным элементам приведена в направлении от Тихого океана к Охотскомуморю.
Магнитноеполе краевой части Тихоокеанской плиты, включая вал Зенкевича и океанский склонглубоководного желоба, неоднородно. Для участка плиты, примыкающего к ЮжнымКурилам, характерны полосовые линейные аномалии северо-восточного простирания,которые связываются с чередованием зон прямой и обратной намагниченностивторого слоя океанической коры [66]. Полосы прямой и обратной намагниченности внесколько размытом виде прослеживаются и в нижней половине островодужногосклона желоба, хотя второй слой океанической коры здесь погружается подостровную дугу. Эти аномалии второго слоя как бы просвечивают сквозь вышележащиеобразования островодужного склона. К северным Курилам и южной Камчаткепримыкает участок Тихоокеанской плиты со спокойным магнитным полем [66]. Длянего характерен мозаичный характер чередования зон слабых положительных иотрицательных аномалий магнитного поля. Трансформные разломы северо-западнойчасти Тихоокеанской плиты маркируются линейными положительным аномалиями,секущими и полосовые аномалии, и зону спокойного поля. Наиболее отчетливо этовидно на разломе Тускарора, перпендикулярном простиранию полосовых аномалий,напротив о.Кунашир [18].
Аномалииконтинентального склона глубоководного желоба имеют генеральноесеверо-восточное простирание, которое нарушается поперечными аномальнымизонами. На южном участке этого склона желоба линейные северо-восточныеаномалии, параллельные простиранию оси желоба, как бы продолжают полосовыеаномалии Тихоокеанской плиты, но носят более размытый характер [18]. Насеверном участке они накладываются на мозаичное спокойное поле примыкающегоучастка Тихоокеанской плиты. Осевая часть Курило-Камчатского желоба на егоюжном отрезке совпадает с отрицательной аномалией, и только напротив о.Хоккайдоось желоба косо сечет полосовые аномалии, а на северном — она пересекает какположительные, так и отрицательные участки мозаичного поля. Иными словами, дляосевой части желоба характерно поле примыкающих участков Тихоокеанской плиты.
Невулканическойдуге (хр. «Витязя») и примыкающим участкам склона желобасоответствует положительная региональная аномалия магнитного поля, называемаяВосточно-Курильской магнитной аномалией [6,61]. Эта аномалия, имеющая слабовозмущенный характер и достигающая интенсивности 900 нТл [33], протягивается квостоку от Большой Курильской гряды более, чем на 1500 км. В северной половинеона осложняется косо секущими и субмеридиональными отрицательными аномалиями, ав месте резкого изгиба центральной части дуги — субширотной отрицательнойаномалией. Аномалии хребта «Витязя» связаны с магнитоактивными теламикак «гранито-метаморфического», так и «базальтового» слоев[34].
Вулканическойдуге соответствует узкая зона возмущенного магнитного поля с локальнымиположительными и отрицательными аномалиями отдельных вулканических построек,имеющими большие горизонтальные градиенты, наложенными на общий отрицательныйгоризонтальный фон [17]. Эта зона находит свое продолжение на Камчатке, где онасвязана с четвертичными лавовыми покровами [52]. Над крупными островами БольшойКурильской гряды отмечены знакопеременные аномалии с интенсивными максимумамина границе островов. Над небольшими островами (Райкоке, Черные Братья,Харимкотан, Маканруши) зафиксированы положительные аномалии интенсивностью в150-300 нТл, обусловленные источниками приповерхностного залегания [17].Следует отметить, что в ряде работ [20,22,27] приведена магнитная аномалия,зафиксированная над островом Маканруши, интенсивностью 800 нТл.
Кподводным вулканам приурочены локальные положительные аномалии и частосопряженные с ними отрицательные аномалии. Размах этих аномалий достигает 1000нТл и более [44].
Магнитоактивныетела, выделенные в пределах вулканической дуги, располагаются ввулканогенно-осадочной толще [20,33,34].
Образцыгорных пород, отобранные на Курильских островах и драгированные с подводныхвулканов, сильно дифференцированы по своим магнитным свойствам[20,29-31,34,44]. Наиболее интенсивно намагничены основные вулканическиепороды. Донные осадки практически немагнитны [23].
Курильскойглубоководной котловине соответствует отрицательное магнитное поле без резкихвозмущений. Аномалии изометричные. Ближе к островам они принимают линейныйхарактер. Контрастные локальные аномалии не наблюдаются. Верхние коркимагнитоактивных тел Курильской глубоководной котловины расположены в«базальтовом» слое, а нижние уходят в верхнюю мантию [34].
Детальныеисследования подводных вулканов Курильской островной дуги, выполненные до 1981г., крайне малочисленны. В работе [17] eсть указание на то, что локальныеположительные аномалии (/>Т)а,наблюдаемые к северо-западу от Большой Курильской гряды, приурочены к подводнымгорам вулканического происхождения. В работе [72] приведены результатымагнитной съемки двух, а в работе [11] — четырех подводных гор (вулканов).
Сборта НИС «Вулканолог» были выполнены геомагнитные исследования 90 из97 подводных вулканов Курильской островной дуги [2-5,10,44-50,67-69].
Подводныевулканы образуют цепочки причленяющиееся, как правило, косо к БольшойКурильской гряде. По-видимому, местоположение цепочек подводных вулкановконтролируется магмовыводящими зонами разрывных нарушений [44]. Большинствоподводных вулканов, также как и наземных, имеют четвертичный возраст. Нанекоторых вулканах отмечены признаки недавних извержений. Подводные вулканысложены породами андезито-базальтового, реже андезитового и базальтовогосостава [44,64]. Их относительные высоты достигают 3 км, а крутизна склоновизменяется от 1-15o у подножий, до 30o и более в привершинныхчастях. Размеры по осям основания меняются от 3 до 25 км, а объемывулканических построек от 1-3 до 400-450 км3. Некоторые постройкивозвышаются над уровнем моря в виде вулканов-островов. Отмечены как остро -,так и плосковершинные вулканы. Плоские вершины подводных вулканов указывают нато, что они могли возвышаться над уровнем моря. В настоящее время плоскостиэтих вершин, как правило, наклонены в сторону Курильской котловины.
Впределах Курильской островной дуги выделено 8 вулканических групп. Составлен«Каталог подводных вулканов и гор Курильской островной дуги» [44].Основные результаты изучения подводного вулканизма с борта НИС«Вулканолог» отражены в монографии «Подводный вулканизм изональность Курильской островной дуги» [44].
Внастоящей работе приводятся результаты изучение аномального магнитного поляряда позднекайнозойских подводных вулканов и магнитных характеристик слагающихих пород в северной части Курильской островной дуги, в пределах подводныхвулканических групп «Парамуширская» и «Маканруши».
Подводная вулканическая группа«Парамуширская»
/> Рис. 1
Впределах этой вулканической группы изучены подводный вулкан Григорьева,подводный вулкан, расположенный к западу от о.Парамушир и подводные лавовыеконусы у о.Парамушир.
Подводныйвулкан Григорьева. Плосковершинный подводный вулкан Григорьева, названный вчесть выдающегося отечественного геолога [8], находится в 5,5 км ксеверо-западу от о.Атласова (вулкана Алаид) (рис.1).
/> Рис. 2
Онподнимается с глубин 800-850 м, и его основание срослось с основанием вулканаАлаид. Вулкан Григорьева располагается на генеральной линиисеверо-северо-западного направления расположения побочных конусов вулканаАлаид.
Размерыоснования вулкана по изобате 500 м 11,5 />8,5 км, аобъем постройки около 40 км3. Крутизна склонов достигает 10о-15о.
Вершинаподводного вулкана Григорьева срезана абразией и снивелирована до уровня120-140 м (рис.2), что практическисоответствует уровню моря в позднем плейстоцене. В южной части вершины отмеченыскальные выступы, поднимающиеся до глубины 55 м. По всей видимости, этискальные выступы представляют собой отпрепарированный некк.
Судяпо записям непрерывного сейсмического профилирования, вулканическая постройкасложена, в основном, плотными вулканическими породами.
Кподводному вулкану Григорьева приурочена интенсивная аномалия магнитного поля сразмахом более 1000 нТл (см. рис.2). Всескальные выступы, отмеченные в южной части плоской вершины, отчетливофиксируются в магнитном поле наличием локальных аномалий. Вулканическаяпостройка намагничена по направлению современного магнитного поля.
Придрагировании подводного вулкана были подняты базальты, варьирующие по своемусоставу от весьма низкокремниземных до высококремниземных разностей [1,44].Остаточная намагниченность этих базальтов изменяется в диапазоне 7,3-28,5 А/м,а отношение Кенигсбергера — в интервале 8,4-26,5.
Данныеэхолотного промера, непрерывного сейсмического профилирования, гидромагнитнойсъемки и измерения магнитных свойств драгированных образцов позволяютпредположить, что вся постройка подводного вулкана Григорьева сложена плотнымибазальтами.
Наличиедоголоценовой 120-140 метровой террасы и намагниченность вулканическойпостройки по направлению современного магнитного поля позволяет оценить возрастобразования вулкана в интервале 700 — 10 тысяч лет назад.
/> Рис. 3
Подводныйвулкан к западу от о.Парамушир. В 1989 г. в 34 и 35 рейсах НИС«Вулканолог» в тыловой части Курильской дуги, в 80 км к западу ото.Парамушир был открыт и детально исследован неизвестный ранее подводный вулкан[10,50].
Этотподводный вулкан находится на пересечении прогиба Атласова с продолжениемпоперечной структуры 4-го Курильского прогиба (см. рис.1).Также как и подводные вулканы Белянкина и Эдельштейна, он расположен далеко втылу Курильской островной дуги и удален от оси Курило-Камчатского желоба на 280км.
Вулканнаходится на пологом склоне прогиба, возвышаясь над окружающим дном Охотскогоморя на 650-700 м (рис.3). Основание егослегка вытянуто в северо-западном направлении и имеет размеры ~ 6,5 />7 км. Вершина горы осложнена рядом пиков.Отрицательная форма рельефа почти замкнутым кольцом опоясывает основаниевулкана.
Вокрестностях вулкана в осадочном разрезе отсутствуют протяженные рассеивающиегоризонты. Лишь у самого основания иногда выделяется непротяженный «акустическимутный» клин, обусловленный, по-видимому, скоплением обломочного материалаи оползших осадков [10]. Положение в разрезе этого «акустическимутного» клина соответствует предполагаемому времени образования вулкана,которое по данным НСП, составляет 400-700 тыс. лет [10].
Особенностистроения осадочного чехла указывают на то, что прорыв магмы к поверхности дна здесьне сопровождался крупномасштабным процессом накопления вулканогенно-осадочногоматериала, и, вероятнее всего, завершился образованием одной или сериивулканических экструзий. Скорее всего, вся постройка сложена вулканическимипородами.
Наудалении 5-10 км от вулкана по данным НСП выделены три небольших (по-видимому,магматических) тела, не достигших поверхности дна. Перекрывающие их осадки смятыв антиклинальные складки.
Аномальноеполе (/>Т )а в районе подводного вулкана характеризуетсяположительными значениями (см. рис 3). Лишьв северо-западной части района исследований отмечаются отрицательные значенияполя интенсивностью до -200 нТл. Области положительных и отрицательных значениймагнитного поля разделены линейной зоной высоких градиентов, имеющей северо-западноепростирание [10]. Горизонтальный градиент поля в этой зоне достигает 80-100нТл/км. Непосредственно к вулканической постройке приурочена положительнаяаномалия магнитного поля интенсивностью до 400-500 нТл. Вблизи привершиннойчасти постройки отмечен локальный максимум интенсивностью до 700 нТл. Максимуманомалии смещен к югу от вершины вулкана. Отмеченные магматические тела, недостигшие поверхности дна, в аномальном магнитном поле не выраженысамостоятельными аномалиями.
Наблюдаемаякартина аномального магнитного поля свидетельствует о прямой намагниченностиподводной вулканической постройки.
Повсей видимости, возраст образования вулкана не древнее 700 тыс. лет, что хорошосогласуется с данными НСП.
Придрагировании привершинной части горы были подняты, в основном, амфиболовыеандезиты, с подчиненным количеством пироксеновых андезито-базальтов иплагиобазальтов [10,44,50]. В малых количествах присутствуют обломкигранитоидов, андезитовых пемз, шлаки, галька осадочных пород,железо-марганцевые образования и донная биота.
Данныеэхолотного промера, НСП, ГМС и геологического опробования позволяютпредположить, что основная масса вулканической постройки сложена породамиандезито-базальтового состава.
Подводныелавовые конусы у о.Парамушир. В ряде рейсов НИС «Вулканолог» и врейсе 11-А НИС «Академик Мстислав Келдыш» было проведено изучениеподводной газогидротермальной активности на северо-западном склоне о.Парамушир[2-5,7,9,25,26, 39,44]. В рейсе 11-А НИС «Академик Мстислав Келдыш» висследуемом районе было выполнено то ли 11 погружений подводных обитаемыхаппаратов (ПОА) «Пайсис VII» и «Пайсис XI» [25,26], то ли13 [7].
Сигналомк столь пристальному изучению этого района послужила радиограмма, отправленная20 марта 1982 г. капитаном рыболовного судна «Пограничник Змеев» в газету«Камчатская правда» о том, что вблизи о. Парамушир «обнаружендействующий подводный вулкан на глубине 820 м, экстремальная высота выброса 290м ...». В апреле того же года в 13-ом рейсе НИС «Вулканолог» вуказанной точке были обнаружены акустические помехи, четко проявляющийся назаписях эхолота. Аналогичные записи неоднократно фиксировались при проведенииисследований с борта научно-исследовательских судов в районе активных вулканови связывались с действием подводных фумарол [13-15,37,53,54,70,71]. По свойформе выявленные помехи напоминали факел. В дальнейшем при проведенииисследований в указанной точке акустические помехи на записях различныхэхолотов, установленных на борту НИС «Вулканолог», отмечались вплотьдо 1991 г., когда был выполнен последний специализированный рейс N 40 этогосудна в пределах КОД.
Доначала проведения исследований в районе «факела» не были известныкакие-либо признаки проявления вулканической активности. Для установленияприроды «факела» аномальной воды и были выполнены стольмногочисленные исследования. Они позволили установить, что «факел»образован подводным газогидротермальнымы выходами (ПГТВ), аналогичнымиподводной фумароле, но непосредственно не связанными с каким либо вулканическимцентром. Поэтому применение к нему термина «подводная фумарола» былобы неправильно.
ПГТВрасположен на запад-северо-западном склоне о. Парамушир в тыловой части ККОС,приблизительно посредине между вулканами Алаид и Анциферова. Его координаты — 50o30,8'с.ш. и 155o18,45'в.д. Он приурочен к слабопроявленной поперечной вулканической зоне, представленной почти полностьюпогребенными экструзивными куполами или небольшими вулканическими конусами,протягивающимися от вулкана Чикурачки в запад-северо-западном направлении[3,44]. На записях НСП эти структуры аналогичны побочным шлаковым конусамвулкана Алаид, которые также имеют поперечную по отношению к КОД ориентацию.Большинство погребенных структур имеют размеры 0,5-3 км по основанию и 50-400 мпо высоте. Учитывая, что эти размеры меньше межгалсового расстояния, исключаянебольшой участок вокруг самого ПГТВ, можно предположить, что число погребенныхструктур в описываемом районе несколько больше [3]. Необходимо отметить, чтопогребенные структуры в районе КОД при проведении вулканологических экспедицийс борта НИС «Вулканолог» обнаружены только в двух местах: в районеПГТВ и у подводного вулкана к западу от о.Парамушир [10,50].
Судяпо данным ГМС, не все вулканические погребенные структуры имеют одинаковоестроение. Одни из них никак не выражены в магнитном поле, а только фиксируютсяна лентах НСП, к другим приурочены отчетливые положительные или отрицательныеаномалии магнитного поля, и они являются, по всей видимости, лавовыми куполамиили конусами, застывшими, в основном, в толще осадков [3,26,44]. Немагнитныеконусовидные постройки могут быть сложены шлаковыми конусами либо кислымипородами.
/> Рис 4
Самыйкрупный лавовый конус (1.2 по [44]) расположен в северо-восточном окончанииучастка детальных исследований [3] (см. рис.1).Он почти целиком находится внутри осадочной толщи, имеющей здесь мощность более1500 м. Лишь его привершинная часть возвышается над поверхностью дна, образуяхолм высотой 100-120 м. Зафиксированная глубина над вершиной равна 580 м.Размеры этой структуры в ее нижней части на глубине 800-1000 м от поверхностидна достигают 5-6 км. Размер постройки по погребенному основанию — 7,5 />11 км, площадь ~ 65 км2, полная высота 1600м [3,44]. Крутизна склонов постройки составляет 5o-8o. Сюго-юго-запада к ней примыкает более мелкий конус с размером основания ~ 3 км[3]. Обе эти постройки являются магнитными и образуют аномалию, в пределахкоторой отмечены два экстремума интенсивностью 370 и 440 нТл (рис.4). Постройки намагничены по направлениюсовременного магнитного поля, и возраст их образования не древне 700 тыс. лет.
Выполненноедвухмерное моделирование показало, что эффективная намагниченность северногоконуса составляет 1,56 А/м, а южного — 3,7 А/м. Исходя из средних значенийэффективной намагниченности для подводных вулканов [19,22], можно предположить,что северный конус сложен андезитами, а южный — андезито-базальтами.
Припроведении погружений ПОА на северном конусе были опробованыплагиоклаз-роговообманковые андезиты [26] и преобладающие однородные базальты[44].
Сопоставлениерезультатов геомагнитного моделирования с данными геологического опробованияпозволяет предположить, что верхняя часть этого конуса сложена базальтами, аболее глубокие части — андезитами.
Оценкивозраста северного конуса, приведенные в различных работах [3,26,39,44],изменяются в пределах неоген-четвертичного.
Небольшойконус, расположенный в южной части участка детальных работ, имеет размероснования ~ 1,5 км в диаметре [3]. К нему приурочена отрицательная аномалиямагнитного поля интенсивностью -200 нТл (см. рис.4).Эффективная намагниченность этого конуса составляет 1,3 А/м, что отвечаетнамагниченности андезитовых вулканов [19,22]. Отрицательный характер магнитногополя позволяет предположить, что возраст образования этого конуса не моложе 700тыс. лет.
Следуетотметить, что ПГТВ расположен в зоне повышенной трещеноватости с большимколичеством мелких разрывных нарушений [3].
ПогруженияПОА в зоне ПГТВ [7,25,26] показали, что наиболее характерными формами рельефа врайоне ПГТВ являются хаотично расположенные провальные воронки и ямы. Размер ямменяется от 1 до 10 м в поперечнике и имеет глубину до 3 м. Расстояние междуямами 0,5-2 м.
ПГТВсвязывают с залежами твердых газогидратов [7,25,26,39].
СотрудникиИО РАН считают, что исследованные выходы являются газовыми, а негидротермальными [7,25,26].
Проведенныеисследования показали, что ПГТВ расположены в пределах слабо выраженной вулканическойзоны четвертичного (неоген-четвертичного?) возраста. Они приурочены к зонеповышенной трещеноватости и непосредственно не связаны с каким-либовулканическим центром. Ближайший немагнитный (шлаковый?) конус расположен~ в2-х км к восток-юго-востоку от точки проявления акустических помех.
Подвднаявулканическая группа «Маканруши».
/> Рис. 5
Впределах этой вулканической группы были изучены контрастные подводные вулканыБелянкина и Смирнова, названные в честь выдающихся отечественных геологов [8].
Этиподводные вулканы расположены в тылу острова Онекотан (см. рис.1).
Подводныйвулкан Белянкина расположен в 23 км к северо-западу от о.Маканруши (рис.5). На навигационных картах, до проведенияработ с борта НИС «Вулканолог», в этом районе были показаны двеотличительные глубины, которые могли являться глубинами, отмеченными надвершинами этого подводного вулкана. Выполненные нами исследования однозначнопоказали, что у подводного вулкана Белянкина существует всего одна вершина.
ВулканБелянкина имеет форму изометричного конуса и поднимается над окружающим дном навысоту около 1100 м [44,48,49]. Острая вершина вулкана расположена на глубине508 м. Вулкан Белянкина располагается не только за пределами горного сооруженияКурило-Камчатской островной дуги, но даже по другую сторону Курильскойкотловины — на ее северо-западном склоне [8,21,63]. Максимальный размероснования вулканической постройки 9 />7 км приплощади около 50 км2. Вулкан имеет крутые склоны. Крутизна ихувеличивается в направлении от основания к вершине от 15o-20oдо 25o-30o [44,49]. Возвышающиеся над дном котловинысклоны вулкана, лишены осадочного чехла. Основание вулкана с налеганиемперекрыто мощной толщей осадков. На сейсмограммах НСП им соответствует картинасейсмоакустического изображения, в целом типичная для осадочных толщ данногорайона Охотского моря [10,44]. Объем вулканической постройки, с учетомперекрытой осадками части, ~35 км3. Мощность осадочных отложенийвблизи вулкана превышает 1000 м. При имеющихся оценках скоростиосадконакопления в Охотском море (20-200 м/млн. лет) [26,55] для образованияэтой толщи потребовалось бы от 1 до 10 млн. лет [48,49].
Подводныйвулкан Белянкина отчетливо проявляется в магнитном поле [44,45,48,49]. К немуприурочена аномалия магнитного поля с размахом в 650 нТл, экстремум которойсмещен к юго-востоку от вершины (см. рис.5).Вулканическая постройка имеет прямую намагниченность.
/> Рис. 6
Придрагировании подводного вулкана Белянкина были подняты однородные оливиновыебазальты [28,40-44]. Основываясь на изучении драгированных пород, одни авторысчитают, что извержения вулкана происходили в подводных условиях [44], а другие- что в сухопутных [28].
Измерениемагнитных свойств драгированных образцов показало, что они их остаточнаянамагниченность изменяется в пределах 10-29 А/м, а отношение Кенигсбергера — впределах 5,5-16 [44,49].
Дляинтерпретации данных ГМС было выполнено 2,5-мерное моделирование по методике,предложенной в работе [38]. В качестве априорной информации использовалисьматериалы эхолотного промера и НСП. Одна из наиболее реалистичных моделей, прикоторой наблюдается наилучшее совпадение кривых аномального и модельногомагнитных полей, представлена на рис.6.
Изрезультатов моделирования следует, что аномальное магнитное поле в районевулкана обусловлено, в основном, его постройкой. Роль глубинных корней вулкана весьманезначительна. Породы, слагающие вулканическую постройку, имеют прямуюнамагниченность и довольно однородны по составу, что хорошо согласуется сданными геологического опробования. Моделирование, выполненное по двум другимнезависимым методикам, дало аналогичные результаты.
Сопоставляярезультаты моделирования с данными НСП и эхолотного промера, и учитываясвежесть драгированного материала [44], можно предположить, что, скорее всего,осадочная толща была прорвана при образовании вулканической постройки.Основание вулкана, по-видимому, начало формироваться в плиоцене, а основнаячасть постройки сформировалась в плейстоцене [48,49].
Подводныйвулкан Смирнова расположен в 12 км к северо-северо-западу от о.Маканруши (см. рис.5). Его основание на глубине порядка 1800 мсливается с основанием острова Маканруши. Склоны о. Маканруши покрыты мощным(до 0,5 с) чехлом «акустически непрозрачных», вероятно вулканогенныхи вулканогенно-осадочных, отложений [48,49]. Эти же отложения перекрывают южнуючасть основания вулкана Смирнова и как бы «обтекают» его с юго-западаи юго-востока. С севера подножие вулкана перекрыто обычными для этого районаОхотского моря осадочными отложениями [10,44] мощностью не менее 1000 м. Поимеющимся оценкам скорости осадконакопления в Охотском море [26,55], дляобразования этой толщи потребовалось бы не менее 5 млн. лет [49].
Плоскаявершина вулкана расположена на глубине 950 м и перекрытагоризонтально-слоистыми осадками мощностью 100-150 м [44,48,49]. Максимальныйразмер основания вулкана 8 />11 км, приплощади ~70 км2, а плоской вершины — 2? 3 км. Относительная высотавулканической постройки 850 м, а объем — около 20 км3 [44,49].
Подводныйвулкан Смирнова также отчетливо проявляется в магнитном поле и к немуприурочена аномалия магнитного поля с амплитудой 470 нТл (см. рис.5). Вулканическая постройка имеет прямуюнамагниченность.
Придрагировании вулкана Смирнова были подняты разнообразные породы, изменяющиесяпо своему составу от базальтов до дацитов [40-44].
Драгированныеандезито-базальты имеют остаточную намагниченность 1,5-4,1 А/м и отношениеКенигсбергера 1,5-6,9, а андезиты — 3,1-5,6 А/м и 28-33 соответственно [44,49].
Дляинтерпретации данных ГМС было выполнено 2.5-мерное моделирование по методике,предложенной в работе [38]. Одна из наиболее реалистичных моделей, при которойнаблюдается наилучшее совпадение кривых аномального и модельного магнитныхполей, представлена на рис.6. Расхождение вначале профиля наблюденной и рассчитанной кривых аномального магнитного поляпроисходит из-за влияния близлежащего острова Маканруши. Из результатовмоделирования следует, что аномальное магнитное поле в районе вулканаобусловлено его постройкой, а не глубинными корнями. Несмотря на разнородностьдрагированного материала, подавляющая часть постройки довольно-таки однороднапо составу слагающих ее пород, имеющих прямую намагниченность. Исходя извеличины эффективной намагниченности, такими породами могут быть высококалиевыеамфиболсодержащие андезиты, типичные для тыловой зоны Курило-Камчатскойостровной дуги [44].
Плоскаявершина вулкана свидетельствует о том, что когда-то он поднимался до уровняморя, а затем испытывал значительное опускание. Обширные подводные террасыо.Маканруши находятся на глубинах порядка 120-130 м. Это практическисоответствует уровню моря в позднем плейстоцене, т.е. с позднего плейстоценазначительных опусканий в этом районе не происходило. Поэтому можно считать, чтоопускание плоской вершины вулкана Смирнова до глубины 950 м произошло до началапозднего плейстоцена. Характер соотношений постройки вулкана Смирнова сосадочными отложениями дна Охотского моря и отложениями подводных склоново.Маканруши позволяет предполагать, что этот вулкан является одной из наиболеедревних частей массива о.Маканруши. Возраст его, по крайней мере, плиоценовый[48,49].
Заключение
Врезультате исследований, проведенных в 8 экспедициях с борта НИС «Вулканолог»,получены сведения о геомагнитных характеристиках и строении подводных вулкановсеверной части КОД в пределах вулканических групп «Парамуширская» и«Маканруши».
Подводныевулканические группы «Парамуширская» и «Маканруши» находятсвое отражение в структуре аномального магнитного поля. Подводные вулканы впределах этих зон четко отражаются в магнитном поле, и к ним приуроченылокальные аномалии, не нарушающие общий характер поля [44]. Аномалии имеютразличные простирания, а размеры их сопоставимы с размерами основанийвулканических построек. Преобладают изометричные аномалии. Над вершинамивулканических построек отмечено, как правило, повышение магнитного поля и, восновном, его положительные значения. Интенсивность аномалий, наблюдаемых наакватории над отдельными подводными вулканами в северной части Курильскойостровной дуги, достигает 1000 нТл.
Выявленобольшое количество высокоградиентных зон. Горизонтальный градиент поля нередкодостигает 100 нТл/км [46,47,68,69].
Подавляющаячасть исследованных вулканических построек намагничена по направлениюсовременного магнитного поля.
Построенряд оригинальных батиметрических карт, карт и карт-графиков аномальногомагнитного поля. Измерены магнитные свойства драгированных пород. Сделаныпредположения о возрасте формирования подводных вулканов и составе слагающих ихпород.
Втылу северной части КОД обнаружен неизвестный ранее подводный вулкан. Скореевсего, он проявлял активность в четвертичное время, в результате которойсформировался андезитовый экструзивный купол, а в верхней части осадочногочехла — ряд интрузивных тел.
Исследованыпогребенные лавовые конусы в пределах слабо выраженной вулканической зонычетвертичного (неоген-четвертичного?) возраста у о.Парамушир. Предположение осоставе пород, слагающих северный конус, основанное на результатахинтерпретации данных ГМС, подтвердилось при проведении геологического отбора сборта ПОА.
Детальноизучены позднекайнозойские подводные вулканы Григорьева, Белянкина и Смирнова.
Полученныеданные, несомненно, имеют большое значение для изучения строения зоны переходаот Азиатского материка к Тихому океану в пределах КОД.
Список литературы
1.Абдурахманов А. И., Пискунов Б.Н., Смирнов И.Г., Федорченко В.И. Вулкан Алаид(Курильские острова) // Восточно-Азиатские островные системы (Тектоника ивулканизм). Южно-Сахалинск, 1978. С. 85 — 107.
2.Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. «Вулканолог» исследуетподводный факел // Природа. 1986. N 7. С. 80-87.
3.Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. и др. Подводнаягазогидротермальная активность на северо-западном склоне о. Парамушир (Курильскиеострова) // Вулканология и сейсмология. 1984. .N 6. С. 66-81.
4.Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. и др. Проявления подводнойгазогидротермальной активности Курильской островной дуги // Тез. докл. 6-ойВсесоюзной школы морской геологии " Геология океанов и морей". М.,1984. Т. 3. С. 158-159.
5.Авдейко Г.П., Черткова Л.В., Гавриленко Г.М.и др. Подводное термальное поле уо. Парамушир // Тез. докл. 7-ой Всесоюзной школы морской геологии "Геология море и океанов". М., 1986. Т. 3. С. 6-7.
6.Андреев А.А. О геологической природе Восточно-Курильской магнитной аномалии //Окенология. 1995. Т. 35. N 5. С. 765-769.
7.Баранов Б.В., Гедике К… Леликов Е.П. Газовый факел в Охотском море // Природа.1996. N 9. С. 43-47.
8.Безруков П.Л., Зенкевич Н.Л., Канаев В.Ф., Удинцев Г.Б. Подводные горы ивулканы Курильской островной гряды // Тр. Лаборатории вулканологии. 1958. Вып.13. С. 71-88.
9.Бондаренко В.И., Надежный А.М. Акустические неоднородности осадочного чехла врайоне подводного газогидротермального выхода у о-ва Парамушир // Вулканологияи сейсмология. 1987. N 2. С. 100-104.
10.Бондаренко В.И., Рашидов В.А., Селиверстов Н.И., Шкира В.А. Подводный вулкан кзападу от о-ва Парамушир // Вулканология и сейсмология. 1994. N 1. С. 13-18.
11.Воробьев В.М. Магнитное поле как индикатор вещественного состава намагниченныхпород (на примере подводных гор юго-востока Охотского моря) // Естественныегеофизические поля дальневосточных окраинных морей. Владивосток, 1977. С.57-63.
12.Воробьев В.М., Кочергин Е… В., Красный М.Л. Изученность района исследованиймагнитометрическими методами // Геомагнитное поле окраинных морейсеверо-западной части Тихого океана. Южно-Сахалинск, 1975. Вып. 38. С. 11-16.
13.Гавриленко Г.М. Гидрохимический метод обнаружения и изучения подводнойвулканической активности // Вулканология и сейсмология. 1984. N 5. С. 40-48.
14.Гавриленко Г.М. Подводная вулканическая и гидротермальная деятельность как источникметаллов в железо-марганцевых образованиях островных дуг. Владивосток:Дальнаука, 1997. 164 с.
15.Гавриленко Г.М., Горшков А.П., Скрипко К.А. Активизация газо-гидротермальнойдеятельности подводного вулкана Эсмеральда в январе 1978 г. и ее влияние нахимический состав морской воды // Вулканология и сейсмология. 1980. N 2. С.19-29.
16.Гайнанов А.Г., Соловьев О.Н. Магнитное поле // Строение дна Охотского моря. М.:Наука. 1981. С. 93-98.
17.Гайнанов А.Г., Исаев С.И., Удинцев Г.Б. Магнитные аномалии и морфология днаостровных дуг северо-западной части Тихого океана // Океанология. 1968. Т. 8.Вып. 6. С. 1017-1024.
18.Геолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островной системы / Под ред. К.С.Сергеева, М.Л. Красного. Л.: ВСЕГЕИ, 1987.
19.Городницкий А.М. О природе аномального магнитного поля над подводными горами //Проблемы мирового океана. М.: Наука, 1970. С. 116-118.
20.Городницкий А.М., Каминский В.Д., Литвинов Э.М., Шимараев В.П. Природамагнитных объектов земной коры Курило-Охотской переходной зоны // Морскаягеология и геофизика: Экспресс-информ. М.: ВИЭМС, 1977. N 2. С.20-36.
21.Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 288 с.
21.Деминицкая Р.М., Городницкий А.М., Гуревич Н.И. и др. Магнитное поле подводныхгор // Геомагнетизм и аэрономия. 1967. N 5. С. 928-931.
22.Деминицкая Р.М., Городницкий А.М., Каминский В.Д., Литвинов Э.М. Подводныегоры. Л.: ЛО «Недра», 1978. 163 с.
23.Дуглас В.К., Хершберг Л.Б., Шульгин В.С. Опыт применения морской каппаметриипри геологическом изучении шельфа Дальневосточных морей // Морская геология игеофизика. Экспресс-информация. МГ СССР. М.: ВИЭМС, 1979. Вып. 2. С. 1-10.
24.Зоненшайн Л.П. Газовый источник на дне Охотского моря // Природа, 1987. N 8. С.53-57.
25.Зоненшайн Л.П., Мурдмаа И.О., Баранов Б.В. и др. Подводный газовый источник кзападу от о-ва Парамушир // Океанология. 1987. Т. 27. Вып. 5. С. 795-800.
26.Каминский В.Д., Литвинов Э.М. Особенности геологического строения вулкановКурильской островной дуги по геофизическим данным // Геофизические методыразведки в Арктике. 1975. Вып. 10. С. 161-163.
27.Кичина Е.Н… Остапенко В.Ф. Щелочные базальты подводного вулкана Белянкина(Охотское море) // Докл. АН СССР. 1977. Т. 232. N 1. С. 205-208.
28.Коренев О.С. Магнитная восприимчивость горных пород обрамления Курильскойглубоководной котловины // Геологическое строение Охотоморского региона.Владивосток. 1982. С. 76-79.
29.Коренев О.С. Геомагнитые образования в фундаменте Охотоморской котловины //Тихоокеанская геология. 1990. N 2. С. 33-41.
30.Коренев О.С., Шкуть Г.И. О магнитной восприимчивости горных пород севернойчасти Курильской дуги // Геофизические поля островных дуг Востока Азии.Владивосток, 1979. С. 45-50.
31.Костенко Н.П., Корчуганова Н.И., Дунаев Н.Н. Современная геологическаяструктура Курило-Камчатского региона // Океанология. 1998. Т. 38. N 2. С.293-394.
32.Кочергин Е.В. Структура аномального магнитного поля акваторий, прилегающих кЮжным Курильским островам с Тихоокеанской стороны (по данным гидромагнитнойсъемки) // Геофиз. исслед. строения земной коры и верхней мантии в зонеперехода от Азиатского материка к Тихому океану. Южно-Сахалинск: САХКНИИ, 1970.Вып. 24. N 2. С. 147-154.
33.Кочергин Е.В., Павлов Ю.А., Сергеев К.Ф. Геомагнитные аномалии Курильской иРюкю островных систем. М.: Наука, 1980. 126 с.
34.Красный М.Л. Геофизические поля и глубинное строение Охото-Курильского региона.Владивосток: Из-во ДВО РАН, 1990. 162 с.
35.Красный М.Л., Кочергин Е.В. Общие закономерности аномального магнитного поля всеверо-западной части Тихоокеанского подвижного пояса // Геомагнитное полеокраинных морей северо-западной части Тихого океана. Южно-Сахалинск. 1975. Вып.38. С. 98-24.
36.Лавров В.М. Подводный вулканизм Азорского горного узла в северной Атлантике //Современный вулканизм. М.: Наука, 1964. Т. 1. С. 24-32.
37.Лойтер П.П., Карсаков Л.П., Малышев Ю.Ф. Связь магматогенных рудоконтролирующихструктур с глубинным строением Западного Приохотья // Тихоокеанская геология. N6. С. 82-94.
38.Надежный А.М., Бондаренко В.И. Газовые гидраты в Прикамчатско-Парамуширскойчасти Охотского моря // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306. N 5. С. 1192-1196.
39.Остапенко В.Ф. Некоторые аспекты новейшей истории прикурильской части Охотскогоморя в свете изучения подводных вулканов этого региона // ВулканизмКурило-Камчатского региона и о. Сахалин. Южно-Сахалинск: Изд-во ДВНЦ АН СССР,1976. С. 34-74.
40.Остапенко В.Ф. Подводные вулканы прикурильской части Охотского моря и ихзначение для понимания новейшей истории этого региона // Докл. АН СССР. Т. 242.N 1. С. 168-171.
41.Остапенко В.Ф., Кичина Е.Н. Вещественный состав лав подводных вулкановКурильской дуги // Геология дна Дальневосточных морей. Владивосток: Из-во ДВНЦАН СССР. САКНИИ, 1977. С. 24-45.
42.Остапенко В.Ф., Кичина Е.Н. Латеральные вариации петрографического состава лавназемных и подводных вулканов Большой Курильской дуги // Рельеф и вулканизмКурильской островодужной системы. Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1982. С.74-90.
43.Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. Ред.Пущаровский Ю.М. М.: Наука, 1992. 528 с.
44.Рашидов В.А. Гидромагнитная съемка подводных вулканов Белянкина и Смирнова(Курильская островная дуга) // 15 сессия Научн. Совета СО АН СССР«Тектоника Сибири и Дальнего Востока». 9-12 сент. 1985 г.Южно-Сахалинск. С. 142-143.
45.Рашидов В.А. Магнитное поле подводных вулканов Курильской островной дуги // Тез.докл. молодых ученых-вулканологов «Вулканологические исследования наКамчатке». Петропавловск-Камчатский, 1988. С. 67-69.
46.Рашидов В.А. Геомагнитные исследования подводных вулканов Курильской островнойдуги // Тез. Докл. 4 Всесоюзного съезда по геомагнетизму. Владимир-Суздаль: ИФЗАН СССР. 1991. Ч. 1. С. 90-91.
47.Рашидов В.А., Бондаренко В.И. Строение подводных вулканов Белянкина и Смирнова (Курильскаяостровная дуга) по данным геофизических исследований // Тез. докл. "Современный вулканизм Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг: вопросывулканоопасности, цунамиопасности, магмообразования, землетрясений игеодинамики; сравнительный анализ". Петропавловск-Камчатский: ИВГиГ ДВОРАН, 1998. С. 83-84.
48.Рашидов В.А., Бондаренко В.И. Геофизические исследования подводных вулкановБелянкина и Смирнова (Курильская островная дуга) // Вулканология и сейсмология.1998. N 6. С. 107-114.
49.Рашидов В.А… Сазонов А.П., Селиверстов Н.И., Шкира В.А. Новые данные опроявлении подводного вулканизма к западу от о-ва Парамушир // Тез докл. 7Всес. Вулканологического совещания «Вулканизм, структуры ирудообразование». Петропавловск-Камчатский, 1992. С. 64-65.
50.Ривош Л.А. О тектоническом строении Камчатского полуострова и дна прилегающих кнему морских районов (по геофизическим данным) // Геология и геофизика. 1963. N6. С. 30-48.
51.Ривош Л.А. Геомагнитная характеристика главных тектонических структур ВостокаСССР, переходной зоны от Азиатского континента к Тихому океану и абиссальногодна последнего // Геология и геофизика. 1964. N 5. С. 38-51.
52.Селиверстов Н.И., Гавриленко Г.М., Кирьянов В.Ю. Признаки современнойактивности подводного вулкана Пийпа (Командорская котловина) // Вулканология исейсмология. 1988. N 6. С. 3-18.
53.Селиверстов Н.И., Баранов Б.В., Егоров Ю.О., Шкира В.А. Новые данные остроении южной части Командорской котловины по результатам 26 рейса НИС«Вулканолог» // Вулканология и сейсмология. 1988. N 4. С. 3-20.
54.Семаков Н.Н. Палеомагнитное изучение отложений южной части Охотского моря //Падеомагнетизм мезозоя и кайнозоя Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск:Наука, СО, 1976. С. 113-128.
55.Соловьев О.Н. О геологической природе магнитных аномалий // Обзор МГ СССР.ВИЭМС. М, 1970. 55 с.
56.Соловьев О.Н., Гайнанов А.Г. Особенности глубинного геологического строенияпереходной зоны от Азиатского материка к Тихому океану в районеКурило-Камчатской островной дуги // Советская геология. 1963. N 3. С. 113-123.
57.Соловьев С.Л., Павлов Ю.А., Красный М.Л. и др. Исследования естественныхгеофизических полей Сахалинским комплексным научно-исследовательским иститутом// Естественные геофизические поля Дальневосточных окраинных морей.Владивосток. 1977. С. 3-25.
58.Структура и динамика литосферы и астеносферы Охотоморского региона / Отв. Ред.Родников А.Г., Туезов И.К., Харахинов В.В… М.: РАН. Геофизический комитет,1996. 337 с.
59.Терещенков А.А., Бабошина В.А., Туезов И.К., Харахинов В. Структура аномальногомагнитного поля Охотоморского региона // Геодинамические исследования. N 10.Геофизика Восточно-Азиатских окраинных морей. М., 988. С.10-19.
60.Туезов И.К., Красный М.Л., Соловьев О.Н. и др. О природе Восточно-Курильскоймагнитной аномалии // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1970. N 1. С. 90-93.
61.Удинцев Г.Б., Берсеньев А.Ф., Геодекян А.А. и др. Предварительные данныегеолого-геофизических исследований в Охотском море и северо-западной частиТихого океана на нис «Витязь» // Геолого-геофизические исследованиязоны перехода от Азиатского материка к Тихому океану. М.: Советское радио,1976. С. 19-29.
62.Удинцев Г.Б., Турко Н.Н., Агапова Г.Ф. Горная система Курильской островной дуги// Строение дна Охотского моря. М.: Наука, 1981. С. 16-18.
63.Федорченко В.И., Абдурахманов А.И… Родионова Р.И. Вулканизм Курильскойостровной дуги: геология и петрогенезис. М.: Наука, 1989. 237 с.
64.Шимараев В.Н. Геомагнитная характеристика земной коры Курило-Охотскойпереходной зоны // Геофизические методы разведки в Арктике. Л.1975. Вып. 10. С. 20-26.
65. Hilde T.W., Isezaky N., Wogeman J.M. Mesozoic seafloor spreadingin the North Pacific // The geophysics of the Pacific Ocean basin and itsmargin. Wash. (D.C.). 1976. V. 36. P. 253-262.
66. Rashidov V. A. Anomalous magnetic of submarine volcanoes of theKurile island arc // 21 IUGG General Ass. Boulder. Colorado. July 2-14. 1995.Abstr.
67. Rashidov V. A. Magnetic anomalies field of submarine volcanoesof the Kurile island arc // Inter. Workshop Magnetic and ElectromagneticMethods in Seismology and Volcanology. Positano. Italia. Sept. 20-22. 1995.Abstr. P. 20-21.
68. RashidovV.A. Total magnetic fields of submarine volcanoes of theKurile island arc // The 2nd International Seismic-Volcanic Workshop onNorth-Japanese, Kurile-Kamchatkan, and Aleutian-Alaskan SubductionProsees.Onuma and Sapporo,Hokkaido, Japan. 1-7 July, 2000. P.39.
69. Sawada Y., Aramaki S. (Description of volcanic eruption) //Bull. Volcan. Erup. 1992. N. 29. P. 47-54.
70. Suwa A. and Ohura E. (Description of volcanic eruption) // Bull.Volcan. Erup.1975. N 13. P. 46-47.
71. Yasui M., Hashimoto Y., Ueda S. Geomagnetic and BathymetricStudy of the Okhotsk Sea — (1)//Oceanographical Magazine. 1967. V. 19. N 1. P.75-85.
72. Yasui M., Nagasaka K., Hashimoto Y., Anma K. Geomagnetic andBathymetric Study of the Okkhotsk Sea — (2) // Oceanographical Magazine. 1968.V. 20. N 1. P. 65-72.