Проекты ДВО РАН 04-3-А-08-054 и РФФИ 05-05-65102
Марианская островная дуга. Подводный вулкан Фукудзин
Назад  |  На первую |  ИВиС

Местоположение подводных вулканов Фукудзин (рис. 1)

 Батиметрическая карта подводного вулкана Фукудзин (рис. 2)

Аномальное магнитное поле (DТ)а подводного вулкана Фукудзин (рис. 5)


Подводный вулкан Фукудзин (Фукудзин-Оканоба, Фукудзин-Кайсан, Хукудзин) имеет четвертичный возраст и является одним из активнейших подводных вулканов второй половины ХХ в. в Марианской островной дуге (рис. 1).
Исследования подводного вулкана Фукудзин были проведены в 10 и 13 рейсе НИС “ Вулканолог“, в рейсе НИС «Кана Кеоки» Гавайского института геофизики в 1977 г. и рейсе ТТ-192 НИС «Томас Г. Томпсон».
Подводный вулкан Фукудзин имеет форму довольно правильного конуса (рис. 2). Диаметр основания вулкана по изобате 2000 м равен 20-22 км. Крутизна его склонов увеличивается от подножия к вершине. На глубине около 2000 м крутизна склонов в среднем составляет 9o, на глубине 1000 м - 14o, а вблизи изобаты 500 м - 15o-25o. В привершинной части крутизна склонов достигает 45o. Вулкан имеет ряд вершин с абсолютными отметками менее 250 м. Минимальная глубина 50 м отмечена на юго-востоке привершиной части подводного вулкана. Здесь же отмечаются отличительный цвет воды и акустические помехи на записях эхолота, которые связываются со следами фумарольной активности (рис. 3). Фумарольная активность наблюдается и на северо-северо-западе привершиной части вулкана Фукудзин. Отчетливый кратер не обнаружен. Возможно, что отмеченные отдельные вершины, ограниченные изобатой 250 м представляют собой остатки стенки кратера.

Объем вулканической постройки по данным различных источников изменяется в диапазоне от 230 до 587 км3.
Н Дискуссионным является и вопрос о минимальной глубине, зафиксированной над вершиной подводного вулкана Фукудзин. По данным различных источников она изменяется в диапазоне от 3 до 217 м. Важно, что рисовка изобат на батиметрических картах подводного вулкана Фукудзин, приведенная в различных работах совпадает. В настоящий момент ясно, что минимальная глубина над вершиной подводного вулкана Фукудзин меньше 70 м.

Постройка подводного вулкана Фукудзин неоднократно драгировалась (рис. 2) В 13-ом рейсе НИС «Вулканолог» в 1982 г. выполнено 4 драгирования: одно вблизи выхода подводной фумаролы на юго- востоке привершиннной части, два на северо-северо-востоке привершиной части и одно на юго-западном склоне вулкана. Три драгирования были выполнены американскими исследователями в рейсе НИС «Кана Кеоки» в 1977 г. и два – в рейсе ТТ-192 НИС «Томас Г. Томпсон» в 1985 г.
При драгировании с борта американских судов подняты, в основном, измененные вулканиты и окатанная коралловая галька в окисленной марганцевой «рубашке», указывающие, на то, что вулкан находился некоторое время в субаэральных условиях. В то же время на южном и юго-западном склонах вулкана подняты свежие плагиоклазовые андезиты. На основании анализа драгированных пород американскими учеными сделано предположение, о том, что последние проявления вулканической деятельности сконцентрированы на южном и юго-западном склонах вулкана, а главной точкой вулканической активности в 70-х годах нашего столетия был выход на юго-западном склоне, расположенный на глубине 1200 м.

Постройка подводного вулкана Фукудзин сложена известково-щелочными базальтами, андезибазальтами и андезитами. По минеральному составу это плагиоклаз-орто- и клинопироксеновые разности. 60% драгированных пород представляют андезибазальты и базальты, а 30% - андезиты. Драгированные образцы аналогичны по составу субаэральным изверженным лавам на островах и базальтам из скважин DSPD 451,453 и 457.
В 13 рейсе НИС «Вулканолог» наиболее свежий материал поднят на юго-востоке привершиной части подводного вулкана Фукудзин в интервале глубин 250-50 м (рис. 2). Это канатные пористые, трещиноватые порфировые базальты и андезибазальты. По минеральному составу это плагиоклаз-орто- и клинопироксеновые разности. По некоторым трещинам отмечено ожелезнение, связанное, по-видимому, с выходами фумарольных струй. Лавы, опробованные на юго-западном склоне вулкана и на северо-северо-востоке привершинной части постройки, аналогичны (рис. 2), но отличаются меньшей пористостью и начавшимися вторичными гальмиролизными изменениями. На северо-северо-востоке привершинной части постройки поднята глыба вулканокластического гравелита.
Результаты геологических работ, выполненных российскими учеными, хорошо согласуются с выводами иностранных коллег о том, что вулканическая активность в последнее время имела место в южной части постройки подводного вулкана Фукудзин.

Изучение магнитных свойств образцов, драгированных в 13 рейсе НИС «Вулканолог», показало, что наиболее магнитными являются плотные базальты и андезибазальты. Далее следуют шлаки базальтов и андезибазальтов, а также пористые базальты и андезибазальты. Образец измененного андезибазальта наименее магнитен.
Судя по результатам непрерывного сейсмоакустического профилирования, выполненного в рейсе НИС «Вулканолог», начиная с глубины 700-800 м, вулканическая постройка перекрыта чехлом рыхлых вулканогенно-осадочных отложений (рис. 4). Мощность отложений увеличивается к подножью вулкана, где она достигает 500 м. В южной части постройки выделена протяженная, жесткая, сейсмически шероховатая отражающая граница, соответствующая поверхностям эффузивных пород. Выделяется ряд разрывных нарушений. Наблюдаемая волновая картина свидетельствует о развитии вулкана в условиях нерегулярного поступления значительного количества рыхлого вулканического материала. Выделенные внутри толщи рыхлых отложений регулярные отражающие границы, скорее всего, маркируют периоды некоторого ослабления вулканической деятельности. Характер строения привершинной части разреза указывает на значительную активизацию вулкана на последних этапах формирования его постройки.

Постройка подводного вулкана Фукудзин отчетливо проявляется в потенциальных полях наличием локальных аномалий. На гравитационной карте аномалий в свободном воздухе к ней приурочена положительная аномалия интенсивностью 177 мГал. На карте аномального магнитного поля (DТ)а основанию вулкана соответствует область положительных значений (рис. 5). К привершинной части вулканической постройки приурочен ряд интенсивных локальных дипольных аномалий субмеридионального простирания интенсивностью от 650 нТл до 2100 нТл. Максимумы локальных аномалий располагается с юга и юго-запада, а сопряженные минимумы - с севера и северо-востока, что предполагает намагниченность постройки по направлению современного геомагнитного поля. Градиентная зона приурочена к юго-восточному склону привершинной части вулкана.
Обращает на себя внимание тот факт, что при пересечении вулканической постройки на ряде субмеридиональных профилей отмечаются по четыре экстремума аномального магнитного поля (рис. 6), а на одном субмеридиональном профиле отмечены два экстремума (рис. 7).

Проведенное 2.5-мерное моделирование, с учетом всей имеющейся информации, показало, что наилучшим образом отмеченный характер аномального магнитного поля объясняется наличием двух аномалообразующих тел для профилей, на которых отмечены четыре экстремума (рис. 6) и одного аномалообразующего тела для профиля, на котором отмечены два экстремума (рис. 7). Выявленные аномалообразующие тела располагаются на глубинах 0.5-1.5 км. Распределение выявленных аномалообразующих тел в пространстве (рис. 8) позволяет сделать вывод о том, что эти тела, скорее всего, контролируют сомму, размером 6.5 x 4.5 км. Морфологически сомма отмечена на ряде профилей эхолотного промера наличием уплощенных площадок. Внутри соммы вырос конус, имеющий основание размером 4 x 2 км и относительную высоту 400 м.
Положительную аномалию магнитного поля, интенсивностью в 400 нТл, отмеченную над южным склоном подводного вулкана Фукудзин, объяснить влиянием вулканической постройки не удается. По всей видимости, она вызвана каким-то глубинным объектом.

Исходя из результатов моделирования, данных геологического опробования и изучения магнитных свойств драгированных образцов, можно предположить, что основная масса вулканической постройки сложена породами андезибазальтового состава. Вулканогенно-осадочные породы имеют незначительное распространение.
На ранних этапах эруптивной деятельности подводного вулкана Фукудзин извержения были, в основном, эффузивными. В настоящее время преобладают эксплозивные извержения, о чем говорит наличие рыхлых отложений на склонах вулкана на глубинах ниже 700-800 м и их значительная мощность у его основания.

Литература:

  1. Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. Каталог. М.: Наука,1979. 475 с.
  2. Рашидов В.А. Геомагнитные исследования подводных вулканов Минами-Хиоси и Фукудзин (Марианская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2001. № 5. С. 55-64.
  3. Baker N., Frayer P., Martinez F. Yamazaki T. Rifting history of the northern Mariana Trough: Sea MARC II and seismic reflection surveys // J. Geophys. Res.1996. V. 101. № B5. P. 11427-11455.
  4. Bloomer Sh.H., Stern R.J., Smoot N. Chr. Physical volcanology of the submarine Mariana Volkano Arcs // Bull. Volcanol. 1989. V. 59. № 3. P. 210-224.
  5. Bloomer Sh.H., Stern R.J., Fisk E., Geschwind C.H. Shoshonitic Volcanism in the Nortern Mariana Arc. 1. Mineralogic and Major and Trace Element Characteristics // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. № B4. P. 4469-4496.
  6. Garcia M.O., Liu N.W.K., Muenow D.W. Volatiles in Submarine volcanic rocks from the Mariana Island arc and trough // Gochim. Cosmochim. Acta. 1979. V. 43. P. 305-312.
  7. Explorations of Mariana Arc Volcanoes Reveal New Hydrothermal Systems // Eos. 2004.Vol. 85.№ 4 P. 37–40.
  8. Ishihara T., Yamasaki T. Gravity anomalies over the Izu-Oga-Sawara (Bonin) and Mariana Arcs // Bull. Geol. Serv. Japan. 1991. V. 42. № 12. P. 687-701.
  9. Ito E., Stern R.J. Oxygen- and strontium-isotopic investigations of subduction zone volcanism: the case of the Volcano Arc and the Marianas Island Arc // Eart Planet. Sci. Lett. 1986. V. 76. № 3-4. P. 312-320.
  10. Jackson M., Fryer P. The Kasuga Volcanic Cross-chain: a Calc-Alkaline Basalt-Dacite Suite in the Northern Mariana Island Arc // EOS Trans. American Geophys. Union.1986. V. 67. № 44. P. 1276
  11. Jackson M., Fryer P. The growth rate of submarine volcanoes on the South Honshu and East Mariana ridges // J. Volcan. Geotherm. Res. 1991.V. 45. P. 335-341.
  12. Lin Ping-Nan, Stern R.J., Bloomer S.H. Shoshonitic Volcanism in the Nortern Mariana Arc. 2.Large-ion lithopile and rare Earth Element abudanses: evidence for the source of incompatible Element enrichments in interoceanic Arcs // J.Geophys. Res. 1989. V. 94. № B4. P. 4497- 4514.
  13. Martinez F., Fryer P., Baker N.A., Yamazaki T. Evolution of backarc rifting: Mariana Trough, 200-240 N // J. Geoph. Res. 1995. V. 100. № B3. P. 3807-3827.
  14. Merle S., Embley R., Baker Ed., Chadwick B Submarine Ring of Fire 2003 – Mariana Arc R/V T. G. Thompson Cruise TN-153. February 9 - March 5, 2003 Guam to Guam Cruise Report Compiled / Co-Chief Scientists Robert W. Embley, Edward T. Baker. 2003. 34 p.
  15. Newman S., Stolper Ed., Stern R. H2O and SiO2 in magmas from the Mariana arc and back arc systems // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2000. Vol. 1. Paper number 1999GC000027. 30 p.
  16. Plank, T., Ludden, J.N., Escutia C., et al. LEG 185 Summary: inputs to the Izu-Mariana seductions system. Shipboard Scientific Party // Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports. 2000. Vol. 185. 63 p.
  17. Simkin T., Siebert L. Volcanoes of the World. Geoscience Press, Inc. Tusson. Arizona, 1994. 349 p.
  18. Smoot N.S. The growth rate of submarine volcanoes on the South Honshu and East Mariana ridges // J. Volcan. Geotherm. Res. 1988. V. 35. P. 1-15.
  19. Smoot N.S. The growth rate of submarine volcanoes on the South Honshu and East Mariana ridges//J. Volcan. Geotherm. Res.1991.V. 45. P.341-345.
  20. Stern R.J., Ito E. Trasce-element and isotopic constraints on the source of magmas in the active volcano and Mariana island arcs, western Pacific // J. Volcan. and Geotherm. Res. 1983. V. 18 № 1-4. P. 461-482.
  21. Vonderhaar D.L., McMurttry G.M., Fryer P., Malahoff A. Geochemistry of Hydrotermal Deposits from Active Submarine Volcanoes in the Mariana Arc // EOS Trans. American Geophys. Union.1987. V. 68. № 4. P. 1533.
  22. Yamazaki T., Ishihara T., Murakami F. Magnetic anomalies over the Izu-Ogasawara(Bonin) Arc, Mariana Arc and Mariana Trough // Bull. Geol. Serv. Japan. 1991. V. 42. № 12. P. 655-689.
  23. Yamazaki T., Murakami F. Saito E. Mode of seafloor spreading in the northern Mariana Trough // Tectonophysics. 1993.V. 221. P. 207-222.
  24. Yasa M., Murakami F., Saito E., Watanabe K. Submarine Topography of seamonts on the volcanic front of the Izu-Ogasavara(Bonin) Ar c// Bull.Geol. Serv. Japan.1991 V. 12. № 12. P. 703- 743.
  25. Wood D.A., March N.G., Tarney J. et. al. Geochemistry of igneous rocks recovered from a transect across the Mariana Trough, Arc, Fore-arc and Trench, Sites 453 through 461, DSDP Leg 60 // Initial Rep. Deep Sea Drilling Project. 1981. T. 60. P. 611-646.

Ссылки:
Назад  |  На первую |  ИВиС

©Дизайн roman@kscnet.ru
Copyright © 2004- ИВиС ДВО РАН