Геомагнитные исследования позднекайнозойских подводных вулканов северной части Курильской островной дуги (стр. 3 из 5)

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.

Рис 4

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".

Рис. 5

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.

Рис. 6

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.