Геомагнитные исследования позднекайнозойских подводных вулканов северной части Курильской островной дуги

Изучение строения зоны перехода от Азиатского материка к Тихому океану представляет несомненный интерес, так как здесь в настоящее время происходят интенсивные геологические процессы, поверхностным проявлением которых являются высокая сейсмичность и современный вулканизм.

Островодужные системы - один из определяющих элементов этой зоны перехода. Курильская островная дуга (КОД) представляет собой типичную островную дугу Восточной Азии.

Она протягивается от о.Хоккайдо до южной оконечности п-ова Камчатка. С юго-востока она сопряжена с Курило-Камчатским глубоководным желобом, а с северо-запада граничит с Курильской котловиной.

Верхняя часть геологического разреза Большой Курильской гряды представлена среднеплиоценовыми и четвертичными вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами.

Четвертичные вулканические породы КОД очень сходны с неогеновыми и совместно с ними представляют типичную андезитовую формацию орогенного типа [64].

Северная часть КОД в структурном отношении более близка к Южной Камчатке, чем к остальной части Большой Курильской гряды [32].

В рамках проблемы изучения строения зоны перехода от Азиатского материка к Тихому океану в 8 экспедициях с борта НИС "Вулканолог" Институтом вулканологии и Институтом вулканической геологии и геохимии в 1981-91 гг. было выполнено комплексное изучение 97 подводных вулканов КОД [44]. Обязательными методами исследований являлись эхолотный промер, непрерывное сейсмическое профилирование (НСП), гидромагнитная съемка (ГМС), драгирование и отбор проб рыхлых осадков.

Первые сведения о подводных вулканах КОД были получены в результате проведения экспедиций Институтом океанологии АН СССР на НИС "Витязь" в конце 50-х годов [8]. В 70-е и 80-е годы. Сахалинский комплексный научно-исследовательский институт провел ряд экспедиций на НИС "Пегас", "Морской геофизик" и "Орлик", направленных на изучение вещественного состава подводных вулканов в пределах этой дуги [11,12,28,33-36,40-43,58]. Две экспедиции в северной части ККОС проведены в конце 60-х японскими специалистами [72,73].

Изучению КОД посвящена обширная отечественная литература. Своеобразной итоговой работой, в которой отражены геофизические поля и глубинное строение КОД, явился геолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островной дуги [18].

Региональнвя характеристика магнитного поля Курильской островной дуги

Особое место в ряду методов, применяемых сегодня для изучения подводного вулканизма, занимают геомагнитные исследования. Анализ карт аномального магнитного поля открывает 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 подводных вулканов.

В пределах Курильской островной дуги выполнен большой объем гидро- и аэромагнитных исследований [11,12,16,17,20,33-36,57,62,64,72,73], позволивших выявить основные региональные особенности магнитного поля [18,33-36,59,60,65,66].

Региональная характеристика магнитного поля в пределах описываемого региона по основным морфоструктурным элементам приведена в направлении от Тихого океана к Охотскому морю.

Магнитное поле краевой части Тихоокеанской плиты, включая вал Зенкевича и океанский склон глубоководного желоба, неоднородно. Для участка плиты, примыкающего к Южным Курилам, характерны полосовые линейные аномалии северо-восточного простирания, которые связываются с чередованием зон прямой и обратной намагниченности второго слоя океанической коры [66]. Полосы прямой и обратной намагниченности в несколько размытом виде прослеживаются и в нижней половине островодужного склона желоба, хотя второй слой океанической коры здесь погружается под островную дугу. Эти аномалии второго слоя как бы просвечивают сквозь вышележащие образования островодужного склона. К северным Курилам и южной Камчатке примыкает участок Тихоокеанской плиты со спокойным магнитным полем [66]. Для него характерен мозаичный характер чередования зон слабых положительных и отрицательных аномалий магнитного поля. Трансформные разломы северо-западной части Тихоокеанской плиты маркируются линейными положительным аномалиями, секущими и полосовые аномалии, и зону спокойного поля. Наиболее отчетливо это видно на разломе Тускарора, перпендикулярном простиранию полосовых аномалий, напротив о.Кунашир [18].

Аномалии континентального склона глубоководного желоба имеют генеральное северо-восточное простирание, которое нарушается поперечными аномальными зонами. На южном участке этого склона желоба линейные северо-восточные аномалии, параллельные простиранию оси желоба, как бы продолжают полосовые аномалии Тихоокеанской плиты, но носят более размытый характер [18]. На северном участке они накладываются на мозаичное спокойное поле примыкающего участка Тихоокеанской плиты. Осевая часть Курило-Камчатского желоба на его южном отрезке совпадает с отрицательной аномалией, и только напротив о.Хоккайдо ось желоба косо сечет полосовые аномалии, а на северном - она пересекает как положительные, так и отрицательные участки мозаичного поля. Иными словами, для осевой части желоба характерно поле примыкающих участков Тихоокеанской плиты.

Невулканической дуге (хр. "Витязя") и примыкающим участкам склона желоба соответствует положительная региональная аномалия магнитного поля, называемая Восточно-Курильской магнитной аномалией [6,61]. Эта аномалия, имеющая слабо возмущенный характер и достигающая интенсивности 900 нТл [33], протягивается к востоку от Большой Курильской гряды более, чем на 1500 км. В северной половине она осложняется косо секущими и субмеридиональными отрицательными аномалиями, а в месте резкого изгиба центральной части дуги - субширотной отрицательной аномалией. Аномалии хребта "Витязя" связаны с магнитоактивными телами как "гранито-метаморфического", так и "базальтового" слоев [34].

Вулканической дуге соответствует узкая зона возмущенного магнитного поля с локальными положительными и отрицательными аномалиями отдельных вулканических построек, имеющими большие горизонтальные градиенты, наложенными на общий отрицательный горизонтальный фон [17]. Эта зона находит свое продолжение на Камчатке, где она связана с четвертичными лавовыми покровами [52]. Над крупными островами Большой Курильской гряды отмечены знакопеременные аномалии с интенсивными максимумами на границе островов. Над небольшими островами (Райкоке, Черные Братья, Харимкотан, Маканруши) зафиксированы положительные аномалии интенсивностью в 150-300 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.

К подводным вулканам приурочены локальные положительные аномалии и часто сопряженные с ними отрицательные аномалии. Размах этих аномалий достигает 1000 нТл и более [44].

Магнитоактивные тела, выделенные в пределах вулканической дуги, располагаются в вулканогенно-осадочной толще [20,33,34].

Образцы горных пород, отобранные на Курильских островах и драгированные с подводных вулканов, сильно дифференцированы по своим магнитным свойствам [20,29-31,34,44]. Наиболее интенсивно намагничены основные вулканические породы. Донные осадки практически немагнитны [23].

Курильской глубоководной котловине соответствует отрицательное магнитное поле без резких возмущений. Аномалии изометричные. Ближе к островам они принимают линейный характер. Контрастные локальные аномалии не наблюдаются. Верхние корки магнитоактивных тел Курильской глубоководной котловины расположены в "базальтовом" слое, а нижние уходят в верхнюю мантию [34].

Детальные исследования подводных вулканов Курильской островной дуги, выполненные до 1981 г., крайне малочисленны. В работе [17] eсть указание на то, что локальные положительные аномалии (Т)а, наблюдаемые к северо-западу от Большой Курильской гряды, приурочены к подводным горам вулканического происхождения. В работе [72] приведены результаты магнитной съемки двух, а в работе [11] - четырех подводных гор (вулканов).

С борта НИС "Вулканолог" были выполнены геомагнитные исследования 90 из 97 подводных вулканов Курильской островной дуги [2-5,10,44-50,67-69].

Подводные вулканы образуют цепочки причленяющиееся, как правило, косо к Большой Курильской гряде. По-видимому, местоположение цепочек подводных вулканов контролируется магмовыводящими зонами разрывных нарушений [44]. Большинство подводных вулканов, также как и наземных, имеют четвертичный возраст. На некоторых вулканах отмечены признаки недавних извержений. Подводные вулканы сложены породами андезито-базальтового, реже андезитового и базальтового состава [44,64]. Их относительные высоты достигают 3 км, а крутизна склонов изменяется от 1-15^o у подножий, до 30^o и более в привершинных частях. Размеры по осям основания меняются от 3 до 25 км, а объемы вулканических построек от 1-3 до 400-450 км³. Некоторые постройки возвышаются над уровнем моря в виде вулканов-островов. Отмечены как остро -, так и плосковершинные вулканы. Плоские вершины подводных вулканов указывают на то, что они могли возвышаться над уровнем моря. В настоящее время плоскости этих вершин, как правило, наклонены в сторону Курильской котловины.

В пределах 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 и зональность Курильской островной дуги" [44].

В настоящей работе приводятся результаты изучение аномального магнитного поля ряда позднекайнозойских подводных вулканов и магнитных характеристик слагающих их пород в северной части Курильской островной дуги, в пределах подводных вулканических групп "Парамуширская" и "Маканруши".

Подводная вулканическая группа "Парамуширская"

В пределах этой вулканической группы изучены подводный вулкан Григорьева, подводный вулкан, расположенный к западу от о.Парамушир и подводные лавовые конусы у о.Парамушир.

Подводный вулкан Григорьева. Плосковершинный подводный вулкан Григорьева, названный в честь выдающегося отечественного геолога [8], находится в 5,5 км к северо-западу от о.Атласова (вулкана Алаид) (рис.1).

Он поднимается с глубин 800-850 м, и его основание срослось с основанием вулкана Алаид. Вулкан Григорьева располагается на генеральной линии северо-северо-западного направления расположения побочных конусов вулкана Алаид.

Размеры основания вулкана по изобате 500 м 11,5 8,5 км, а объем постройки около 40 км³. Крутизна склонов достигает 10^о-15^о.

Вершина подводного вулкана Григорьева срезана абразией и снивелирована до уровня 120-140 м (рис.2), что практически соответствует уровню моря в позднем плейстоцене. В южной части вершины отмечены скальные выступы, поднимающиеся до глубины 55 м. По всей видимости, эти скальные выступы представляют собой отпрепарированный некк.

Судя по записям непрерывного сейсмического профилирования, вулканическая постройка сложена, в основном, плотными вулканическими породами.

К подводному вулкану Григорьева приурочена интенсивная аномалия магнитного поля с размахом более 1000 нТл (см. рис.2). Все скальные выступы, отмеченные в южной части плоской вершины, отчетливо фиксируются в магнитном поле наличием локальных аномалий. Вулканическая постройка намагничена по направлению современного магнитного поля.

При драгировании подводного вулкана были подняты базальты, варьирующие по своему составу 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.

Данные эхолотного промера, непрерывного сейсмического профилирования, гидромагнитной съемки и измерения магнитных свойств драгированных образцов позволяют предположить, что вся постройка подводного вулкана Григорьева сложена плотными базальтами.

Наличие доголоценовой 120-140 метровой террасы и намагниченность вулканической постройки по направлению современного магнитного поля позволяет оценить возраст образования вулкана в интервале 700 - 10 тысяч лет назад.

Подводный вулкан 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 от о.Парамушир был открыт и детально исследован неизвестный ранее подводный вулкан [10,50].

Этот подводный вулкан находится на пересечении прогиба Атласова с продолжением поперечной структуры 4-го Курильского прогиба (см. рис.1). Также как и подводные вулканы Белянкина и Эдельштейна, он расположен далеко в тылу Курильской островной дуги и удален от оси Курило-Камчатского желоба на 280 км.

Вулкан находится на пологом склоне прогиба, возвышаясь над окружающим дном Охотского моря на 650-700 м (рис.3). Основание его слегка вытянуто в северо-западном направлении и имеет размеры ~ 6,5 7 км. Вершина горы осложнена рядом пиков. Отрицательная форма рельефа почти замкнутым кольцом опоясывает основание вулкана.

В окрестностях вулкана в осадочном разрезе отсутствуют протяженные рассеивающие горизонты. Лишь у самого основания иногда выделяется непротяженный "акустически мутный" клин, обусловленный, по-видимому, скоплением обломочного материала и оползших осадков [10]. Положение в разрезе этого "акустически мутного" клина соответствует предполагаемому времени образования вулкана, которое по данным НСП, составляет 400-700 тыс. лет [10].

Особенности строения осадочного чехла указывают на то, что прорыв магмы к поверхности дна здесь не сопровождался крупномасштабным процессом накопления вулканогенно-осадочного материала, и, вероятнее всего, завершился образованием одной или серии вулканических экструзий. Скорее всего, вся постройка сложена вулканическими породами.

На удалении 5-10 км от вулкана по данным НСП выделены три небольших (по-видимому, магматических) тела, не достигших поверхности дна. Перекрывающие их осадки смяты в антиклинальные складки.

Аномальное поле (Т )а в районе подводного вулкана характеризуется положительными значениями (см. рис 3). Лишь в северо-западной части района исследований отмечаются отрицательные значения поля интенсивностью до -200 нТл. Области положительных и отрицательных значений магнитного поля разделены линейной зоной высоких градиентов, имеющей северо-западное простирание [10]. Горизонтальный градиент поля в этой зоне достигает 80-100 нТл/км. Непосредственно к вулканической постройке приурочена положительная аномалия магнитного поля интенсивностью до 400-500 нТл. Вблизи привершинной части постройки отмечен локальный максимум интенсивностью до 700 нТл. Максимум аномалии смещен к югу от вершины вулкана. Отмеченные магматические тела, не достигшие поверхности дна, в аномальном магнитном поле не выражены самостоятельными аномалиями.

Наблюдаемая картина аномального магнитного поля свидетельствует о прямой намагниченности подводной вулканической постройки.

По всей видимости, возраст образования вулкана не древнее 700 тыс. лет, что хорошо согласуется с данными НСП.

При драгировании привершинной части горы были подняты, в основном, амфиболовые андезиты, с подчиненным количеством пироксеновых андезито-базальтов и плагиобазальтов [10,44,50]. В малых количествах присутствуют обломки гранитоидов, андезитовых пемз, шлаки, галька осадочных пород, железо-марганцевые образования и донная биота.

Данные эхолотного промера, НСП, ГМС и геологического опробования позволяют предположить, что основная масса вулканической постройки сложена породами андезито-базальтового состава.

Подводные лавовые конусы у о.Парамушир. В ряде рейсов НИС "Вулканолог" и в рейсе 11-А НИС "Академик Мстислав Келдыш" было проведено изучение подводной газогидротермальной активности на северо-западном склоне о.Парамушир [2-5,7,9,25,26, 39,44]. В рейсе 11-А НИС "Академик Мстислав Келдыш" в исследуемом районе было выполнено то ли 11 погружений подводных обитаемых аппаратов (ПОА) "Пайсис VII" и "Пайсис XI" [25,26], то ли 13 [7].

Сигналом к столь пристальному изучению этого района послужила радиограмма, отправленная 20 марта 1982 г. капитаном рыболовного судна "Пограничник Змеев" в газету "Камчатская правда" о том, что вблизи о. Парамушир "обнаружен действующий подводный вулкан на глубине 820 м, экстремальная высота выброса 290 м ..". В апреле того же года в 13-ом рейсе НИС "Вулканолог" в указанной точке были обнаружены акустические помехи, четко проявляющийся на записях эхолота. Аналогичные записи неоднократно фиксировались при проведении исследований с борта научно-исследовательских судов в районе активных вулканов и связывались с действием подводных фумарол [13-15,37,53,54,70,71]. По свой форме выявленные помехи напоминали факел. В дальнейшем при проведении исследований в указанной точке акустические помехи на записях различных эхолотов, установленных на борту НИС "Вулканолог", отмечались вплоть до 1991 г., когда был выполнен последний специализированный рейс N 40 этого судна в пределах КОД.

До начала проведения исследований в районе "факела" не были известны какие-либо признаки проявления вулканической активности. Для установления природы "факела" аномальной воды и были выполнены столь многочисленные исследования. Они позволили установить, что "факел" образован подводным газогидротермальнымы выходами (ПГТВ), аналогичными подводной фумароле, но непосредственно не связанными с каким либо вулканическим центром. Поэтому применение к нему термина "подводная фумарола" было бы неправильно.

ПГТВ расположен на запад-северо-западном склоне о. Парамушир в тыловой части ККОС, приблизительно посредине между вулканами Алаид и Анциферова. Его координаты - 50^o30,8'с.ш. и 155^o18,45'в.д. Он приурочен к слабо проявленной поперечной вулканической зоне, представленной почти полностью погребенными 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 конусам вулкана Алаид, которые также имеют поперечную по отношению к КОД ориентацию. Большинство погребенных структур имеют размеры 0,5-3 км по основанию и 50-400 м по высоте. Учитывая, что эти размеры меньше межгалсового расстояния, исключая небольшой участок вокруг самого ПГТВ, можно предположить, что число погребенных структур в описываемом районе несколько больше [3]. Необходимо отметить, что погребенные структуры в районе КОД при проведении вулканологических экспедиций с борта НИС "Вулканолог" обнаружены только в двух местах: в районе ПГТВ и у подводного вулкана к западу от о.Парамушир [10,50].

Судя по данным ГМС, не все вулканические погребенные структуры имеют одинаковое строение. Одни из них никак не выражены в магнитном поле, а только фиксируются на лентах НСП, к другим приурочены отчетливые положительные или отрицательные аномалии магнитного поля, и они являются, по всей видимости, лавовыми куполами или конусами, застывшими, в основном, в толще осадков [3,26,44]. Немагнитные конусовидные постройки могут быть сложены шлаковыми конусами либо кислыми породами.

Самый крупный лавовый конус (1.2 по [44]) расположен в северо-восточном окончании участка детальных исследований [3] (см. рис.1). Он почти целиком находится внутри осадочной толщи, имеющей здесь мощность более 1500 м. Лишь его привершинная часть возвышается над поверхностью дна, образуя холм высотой 100-120 м. Зафиксированная глубина над вершиной равна 580 м. Размеры этой структуры в ее нижней части на глубине 800-1000 м от поверхности дна достигают 5-6 км. Размер постройки по погребенному основанию - 7,5 11 км, площадь ~ 65 км², полная высота 1600 м [3,44]. Крутизна склонов постройки составляет 5^o-8^o. С юго-юго-запада к ней примыкает более мелкий конус с размером основания ~ 3 км [3]. Обе эти постройки являются магнитными и образуют аномалию, в пределах которой отмечены два экстремума интенсивностью 370 и 440 нТл (рис.4). Постройки намагничены по направлению современного магнитного поля, и возраст их образования не древне 700 тыс. лет.

Выполненное двухмерное моделирование показало, что эффективная намагниченность северного конуса составляет 1,56 А/м, а южного - 3,7 А/м. Исходя из средних значений эффективной намагниченности для подводных вулканов [19,22], можно предположить, что северный конус сложен андезитами, а южный - андезито-базальтами.

При проведении погружений ПОА на северном конусе были опробованы плагиоклаз-роговообманковые андезиты [26] и преобладающие однородные базальты [44].

Сопоставление результатов геомагнитного моделирования с данными геологического опробования позволяет предположить, что верхняя часть этого конуса сложена базальтами, а более глубокие части - андезитами.

Оценки возраста северного конуса, приведенные в различных работах [3,26,39,44], изменяются в пределах неоген-четвертичного.

Небольшой конус, расположенный в южной части участка детальных работ, имеет размер основания ~ 1,5 км в диаметре [3]. К нему приурочена отрицательная аномалия магнитного поля интенсивностью -200 нТл (см. рис.4). Эффективная намагниченность этого конуса составляет 1,3 А/м, что отвечает намагниченности андезитовых вулканов [19,22]. Отрицательный характер магнитного поля позволяет предположить, что возраст образования этого конуса не моложе 700 тыс. лет.

Следует отметить, что ПГТВ расположен в зоне повышенной трещеноватости с большим количеством мелких разрывных нарушений [3].

Погружения ПОА в зоне ПГТВ [7,25,26] показали, что наиболее характерными формами рельефа в районе ПГТВ являются хаотично расположенные провальные воронки и ямы. Размер ям меняется от 1 до 10 м в поперечнике и имеет глубину до 3 м. Расстояние между ямами 0,5-2 м.

ПГТВ связывают с залежами твердых газогидратов [7,25,26,39].

Сотрудники ИО РАН считают, что исследованные выходы являются газовыми, а не гидротермальными [7,25,26].

Проведенные исследования показали, что ПГТВ расположены в пределах слабо выраженной вулканической зоны четвертичного (неоген-четвертичного?) возраста. Они приурочены к зоне повышенной трещеноватости и непосредственно не связаны с каким-либо вулканическим центром. Ближайший немагнитный (шлаковый?) конус расположен~ в 2-х км к восток-юго-востоку от точки проявления акустических помех.

Подвдная вулканическая группа "Маканруши".

В пределах этой вулканической группы были изучены контрастные подводные вулканы Белянкина и Смирнова, названные в честь выдающихся отечественных геологов [8].

Эти подводные вулканы расположены в тылу острова Онекотан (см. рис.1).

Подводный вулкан Белянкина расположен в 23 км к северо-западу от о.Маканруши (рис.5). На навигационных картах, до проведения работ с борта НИС "Вулканолог", в этом районе были показаны две отличительные глубины, которые могли являться глубинами, отмеченными над вершинами этого подводного вулкана. Выполненные нами исследования однозначно показали, что у подводного вулкана Белянкина существует всего одна вершина.

Вулкан Белянкина имеет форму изометричного конуса и поднимается над окружающим дном на высоту около 1100 м [44,48,49]. Острая вершина вулкана расположена на глубине 508 м. Вулкан Белянкина располагается не только за пределами горного сооружения Курило-Камчатской островной дуги, но даже по другую сторону Курильской котловины - на ее северо-западном склоне [8,21,63]. Максимальный размер основания вулканической постройки 9 7 км при площади около 50 км². Вулкан имеет крутые склоны. Крутизна их увеличивается в направлении от основания к вершине от 15^o-20^o до 25^o-30^o [44,49]. Возвышающиеся над дном котловины склоны вулкана, лишены осадочного чехла. Основание вулкана с налеганием перекрыто мощной толщей осадков. На сейсмограммах НСП им соответствует картина сейсмоакустического изображения, в целом типичная для осадочных толщ данного района Охотского моря [10,44]. Объем вулканической постройки, с учетом перекрытой осадками части, ~35 км³ . Мощность осадочных отложений вблизи вулкана превышает 1000 м. При имеющихся оценках скорости осадконакопления в Охотском море (20-200 м/млн. лет) [26,55] для образования этой толщи потребовалось бы от 1 до 10 млн. лет [48,49].

Подводный вулкан Белянкина отчетливо проявляется в магнитном поле [44,45,48,49]. К нему приурочена аномалия магнитного поля с размахом в 650 нТл, экстремум которой смещен к юго-востоку от вершины (см. рис.5). Вулканическая постройка имеет прямую намагниченность.

При драгировании подводного вулкана Белянкина были подняты однородные оливиновые базальты [28,40-44]. Основываясь на изучении драгированных пород, одни авторы считают, что извержения вулкана происходили в подводных условиях [44], а другие - что в сухопутных [28].

Измерение магнитных свойств драгированных образцов показало, что они их остаточная намагниченность изменяется в пределах 10-29 А/м, а отношение Кенигсбергера - в пределах 5,5-16 [44,49].

Для интерпретации данных ГМС было выполнено 2,5-мерное моделирование по методике, предложенной в работе [38]. В качестве априорной информации использовались материалы эхолотного промера и НСП. Одна из наиболее реалистичных моделей, при которой наблюдается наилучшее совпадение кривых аномального и модельного магнитных полей, представлена на рис.6.

Из результатов моделирования следует, что аномальное магнитное поле в районе вулкана обусловлено, в основном, его постройкой. Роль глубинных корней вулкана весьма незначительна. Породы, слагающие вулканическую постройку, имеют прямую намагниченность и довольно однородны по составу, что хорошо согласуется с данными геологического опробования. Моделирование, выполненное по двум другим независимым методикам, дало аналогичные результаты.

Сопоставляя результаты моделирования с данными НСП и эхолотного промера, и учитывая свежесть 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 основная часть постройки сформировалась в плейстоцене [48,49].

Подводный вулкан Смирнова расположен в 12 км к северо-северо-западу от о.Маканруши (см. рис.5). Его основание на глубине порядка 1800 м сливается с основанием острова Маканруши. Склоны о. Маканруши покрыты мощным (до 0,5 с) чехлом "акустически непрозрачных", вероятно вулканогенных и вулканогенно-осадочных, отложений [48,49]. Эти же отложения перекрывают южную часть основания вулкана Смирнова и как бы "обтекают" его с юго-запада и юго-востока. С севера подножие вулкана перекрыто обычными для этого района Охотского моря осадочными отложениями [10,44] мощностью не менее 1000 м. По имеющимся оценкам скорости осадконакопления в Охотском море [26,55], для образования этой толщи потребовалось бы не менее 5 млн. лет [49].

Плоская вершина вулкана расположена на глубине 950 м и перекрыта горизонтально-слоистыми осадками мощностью 100-150 м [44,48,49]. Максимальный размер основания вулкана 8 11 км, при площади ~70 км², а плоской вершины - 2 ? 3 км. Относительная высота вулканической постройки 850 м, а объем - около 20 км³ [44,49].

Подводный вулкан Смирнова также отчетливо проявляется в магнитном поле и к нему приурочена аномалия магнитного поля с амплитудой 470 нТл (см. рис.5). Вулканическая постройка имеет прямую намагниченность.

При драгировании вулкана Смирнова были подняты разнообразные породы, изменяющиеся по своему составу от базальтов до дацитов [40-44].

Драгированные андезито-базальты имеют остаточную намагниченность 1,5-4,1 А/м и отношение Кенигсбергера 1,5-6,9, а андезиты - 3,1-5,6 А/м и 28-33 соответственно [44,49].

Для интерпретации данных ГМС было выполнено 2.5-мерное моделирование по методике, предложенной в работе [38]. Одна из наиболее реалистичных моделей, при которой наблюдается наилучшее совпадение кривых аномального и модельного магнитных полей, представлена на рис.6. Расхождение в начале профиля наблюденной и рассчитанной кривых аномального магнитного поля происходит из-за влияния близлежащего острова Маканруши. Из результатов моделирования следует, что аномальное магнитное поле в районе вулкана обусловлено его постройкой, а не глубинными корнями. Несмотря на разнородность драгированного материала, подавляющая часть постройки довольно-таки однородна по составу слагающих ее пород, имеющих прямую намагниченность. Исходя из величины эффективной намагниченности, такими породами могут быть высококалиевые амфиболсодержащие андезиты, типичные для тыловой зоны Курило-Камчатской островной дуги [44].

Плоская вершина вулкана свидетельствует о том, что когда-то он поднимался до уровня моря, а затем испытывал значительное опускание. Обширные подводные террасы о.Маканруши находятся на глубинах порядка 120-130 м. Это практически соответствует уровню моря в позднем плейстоцене, т.е. с позднего плейстоцена значительных опусканий в этом районе не происходило. Поэтому можно считать, что опускание плоской вершины вулкана Смирнова до глубины 950 м произошло до начала позднего плейстоцена. Характер соотношений постройки вулкана Смирнова с осадочными отложениями дна Охотского моря и отложениями подводных склонов о.Маканруши позволяет предполагать, что этот вулкан является одной из наиболее древних частей массива о.Маканруши. Возраст его, по крайней мере, плиоценовый [48,49].

Заключение

В результате исследований, проведенных в 8 экспедициях с борта НИС "Вулканолог", получены сведения о геомагнитных характеристиках и строении подводных вулканов северной части КОД в пределах вулканических групп "Парамуширская" и "Маканруши".

Подводные вулканические группы "Парамуширская" и "Маканруши" находят свое отражение в структуре аномального магнитного поля. Подводные вулканы в пределах этих зон четко отражаются в магнитном поле, и к ним приурочены локальные аномалии, не нарушающие общий характер поля [44]. Аномалии имеют различные простирания, а размеры их сопоставимы с размерами оснований вулканических построек. Преобладают изометричные аномалии. Над вершинами вулканических построек отмечено, как правило, повышение магнитного поля и, в основном, его положительные значения. Интенсивность аномалий, наблюдаемых на акватории над отдельными подводными вулканами в северной части Курильской островной дуги, достигает 1000 нТл.

Выявлено большое количество высокоградиентных зон. Горизонтальный градиент поля нередко достигает 100 нТл/км [46,47,68,69].

Подавляющая часть исследованных вулканических построек намагничена по направлению современного магнитного поля.

Построен ряд оригинальных батиметрических карт, карт и карт-графиков аномального магнитного поля. Измерены магнитные свойства драгированных пород. Сделаны предположения о возрасте формирования подводных вулканов и составе слагающих их пород.

В тылу северной части КОД обнаружен неизвестный ранее подводный вулкан. Скорее всего, он проявлял активность в четвертичное время, в результате которой сформировался андезитовый экструзивный купол, а в верхней части осадочного чехла - ряд интрузивных тел.

Исследованы погребенные лавовые конусы в пределах слабо выраженной вулканической зоны четвертичного (неоген-четвертичного?) возраста у о.Парамушир. Предположение о составе пород, слагающих северный конус, основанное на результатах интерпретации данных ГМС, подтвердилось при проведении геологического отбора с борта ПОА.

Детально изучены позднекайнозойские подводные вулканы Григорьева, Белянкина и Смирнова.

Полученные данные, несомненно, имеют большое значение для изучения строения зоны перехода от Азиатского материка к Тихому океану в пределах КОД.

1. Абдурахманов А. И., Пискунов Б.Н., Смирнов И.Г.,Федорченко В.И. Вулкан Алаид (Курильские острова) // Восточно-Азиатские островные системы (Тектоника и вулканизм). Южно-Сахалинск, 1978. С. 85 - 107.

2. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. "Вулканолог" исследует подводный факел // Природа. 1986. N 7. С. 80-87.

3. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. и др. Подводная газогидротермальная активность на северо-западном склоне о. Парамушир (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 1984. .N 6. С. 66-81.

4. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. и др. Проявления подводной газогидротермальной активности Курильской островной дуги // Тез. докл. 6-ой Всесоюзной 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 у о. 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 и вулканы Курильской островной гряды // Тр. Лаборатории вулканологии. 1958. Вып. 13. С. 71-88.

9. Бондаренко В.И., Надежный А.М. Акустические неоднородности осадочного чехла в районе подводного газогидротермального выхода у о-ва Парамушир // Вулканология и сейсмология. 1987. N 2. С. 100-104.

10. Бондаренко В.И., Рашидов В.А., Селиверстов Н.И., Шкира В.А. Подводный вулкан к западу от о-ва Парамушир // Вулканология и сейсмология. 1994. N 1. С. 13-18.

11. Воробьев В.М. Магнитное поле как индикатор вещественного состава намагниченных пород (на примере подводных гор юго-востока Охотского моря) // Естественные геофизические поля дальневосточных окраинных морей. Владивосток, 1977. С. 57-63.

12. Воробьев В.М., Кочергин Е. В., Красный М.Л. Изученность района исследований магнитометрическими методами // Геомагнитное поле окраинных морей северо-западной части Тихого океана. Южно-Сахалинск, 1975. Вып. 38. С. 11-16.

13. Гавриленко Г.М. Гидрохимический метод обнаружения и изучения подводной вулканической активности // Вулканология и сейсмология. 1984. N 5. С. 40-48.

14. Гавриленко Г.М. Подводная вулканическая и гидротермальная деятельность как источник металлов в железо-марганцевых образованиях островных дуг. Владивосток: Дальнаука, 1997. 164 с.

15. Гавриленко Г.М., Горшков А.П., Скрипко К.А. Активизация газо-гидротермальной деятельности подводного вулкана Эсмеральда в январе 1978 г. и ее влияние на химический 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 дна островных 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. Природа магнитных объектов земной коры Курило-Охотской переходной зоны // Морская геология и геофизика: Экспресс-информ. М.: ВИЭМС, 1977. N 2. С.20-36.

21. Горшков Г.С. Вулканизм Кури

Вместе с этим смотрят:

"Нивхи"

25 Экзаменационных билетов по географии за 11 класс с ответами

32-я Стрелковая дивизия (результаты поисковой работы группы "Память" МИВлГУ)

4 capitals of Great Britain

About Canada