ИВиС ДВО РАН. Грант 05-III-А-08-104. Курильская островная дуга. Подводный вулканический массив Ратманова

Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги

Подводный вулканический массив Ратманова

Рис. 1

Подводный вулканический массив Ратманова (рис. 1), названный в честь известного отечественного океанографа-гидролога Георгия Ефимовича Ратманова, расположен на Охотоморском склоне северной части Курильской островной дуги в 15 км к юго-востоку от о. Чиринкотан и вытянут в северо-восточном направлении. Массив, исследованный в нескольких рейсах НИС «Вулканолог», поднимается с глубин 2200–1500 м. Его плоская вершина размером 10×16 км, именуемая горой Ратманова, расположена на глубинах 800–780 м.

На северо-западном склоне массива располагается подводный вулкан с относительной высотой 400–450 м (рис. 2б). Подножие массива перекрыто вулканогенно-осадочной толщей мощностью 400–800 м. С учетом этих осадков относительная высота массива в северной части составляет 1300 м, в южной – 2300 м. Объем вулканической постройки составляет ~ 180 км3. В «Каталог подводных вулканов Курильской островной дуги» вулкан на северо-западном склоне массива и его плоская вершина вошли, соответственно, под номерами 3.5 и 3.6.

К массиву Ратманова приурочена положительная аномалия магнитного поля ΔTa интенсивностью 400 нТл (рис. 2а). При драгировании массива на его южном склоне подняты щебень и галька палеотипных пород, а на подводном вулкане в северо-западной части опробованы свежие андезиты с включениями андезибазальтов (рис. 3). Андезиты относятся к K-Na разностям нормального ряда. Среди вкрапленников встречается плагиоклаз, роговая обманка, пироксен, отмечены крупные выделения титаномагнетита (рис. 4).

Для всех драгированных образцов характерны высокая глиноземистость при умеренной железистости. Петромагнитные исследования драгированных образцов, выполненные с помощью современного лабораторного оборудования, показали, что достаточно высокая остаточная намагниченность, изменяющаяся в диапазоне от 0.7 до 6.1 А/м, обусловлена высоким содержанием псевдооднодоменных и многодоменных зерен низкокоэрцитивных ферромагнитных минералов, а основными носителями намагниченности являются титаномагнетит и титаномагнетит с низким содержанием Ti, по составу близкий к магнетиту.

Применение интегрированной системы СИНГУЛЯР позволило установить, что основные особые точки функции, описывающей магнитные аномалии, приурочены к верхней кромке вулканических пород, тогда как подводящие каналы являются субвертикальными (рис. 5, 6). С помощью программы ИГЛА установлено, что вектор эффективной намагниченности пород, слагающих массив Ратманова, отклонен от вектора нормального поля T0 к юго-востоку на угол ~54° (рис. 7), что позволяет говорить о приуроченности времени образования массива к периодам геомагнитных инверсий. 3D-моделирование вулканической постройки с помощью программы REIST из пакета структурной интерпретации гравитационных и магнитных аномалий СИГМА-3D показало, что максимальная эффективная намагниченность вулканического массива Ратманова достигает 0.8 А/м (рис. 2в, г), что хорошо согласуется с данными петромагнитных исследований.

Данные 3D-моделирования и петромагнитные исследования позволяют предположить, что основная часть вулканического массива Раманова сложена андезитами. Томографический анализ аномального магнитного поля подводного вулкана Ратманова (рис. 8) показывает наличие множества отдельных областей повышенных значений эффективной намагниченности, пространственно связанных с двумя линейными разломными зонами, практически параллельно пересекающими вулканический массив. Массив Ратманова представляет собой относительно древний подводный вулкан, образовавшийся во время геомагнитных инверсий, на северо-западном склоне которого расположен молодой андезитовый купол.


Рис. 2	Рис. 3	Рис. 4		Рис. 2. Подводный вулканический массив Ратманова: а – аномальное магнитное поле ΔTа; б – батиметрия; в – распределение эффективной намагниченности; г – распределение эффективной намагниченности, изображенное на поверхности вулкана. Рис. 3. Образцы горных пород, драгированных в пределах подводного вулканического массива Ратманова. Рис. 4. Структуры лав и распределение в породах минералов для подводного вулканического массива Ратманова: а – общая структура породы: 1 – титаномагнетит, 2 – роговая обманка, 3, 4 – пироксен; б – вкрапленник титаномагнетита: 1 – титаномагнетит, 2 – циркон, 3 – пироксен.

Рис. 5	Рис. 6	Рис. 7	Рис. 8	Рис. 5. Изображения, синтезированные системой СИНГУЛЯР для локализации особых точек функций, описывающих аномальное магнитное поле ΔTа подводного вулканического массива Ратманова на профиле 1-1'. Местоположение профиля приведено на рис. 2а. Рис. 6. Изображения, синтезированные системой СИНГУЛЯР для локализации особых точек функций, описывающих аномальное магнитное поле ΔTа подводного вулканического массива Ратманова на профиле 2-2'. Местоположение профиля приведено на рис. 2а. Рис. 7. Уточнение ориентации вектора намагниченности подводного вулканического массива Ратманова с помощью программы ИГЛА. Рис. 8. Томографическая интерпретация вулканического массива Ратманова: а – аномальное магнитное поле; б – 3D-диаграмма распределения эффективной намагниченности вдоль оси разломных зон; в – 3D-диаграмма распределения эффективной намагниченности, перпендикулярно разломным зонам. 1 – ось разломной зоны

Литература:

Аникин Л.П., Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Долгая А.А., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Новые данные о строении подводных вулканов и островов Курильской островной дуги // Материалы XX региональной научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвящённой Дню вулканолога, 30-31 марта 2017 г. – Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2017. С. 94–97.
Аникин Л.П., Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Долгая А.А., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. // Шестая научно-техническая конференция Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России 1-7 октября 2017 г., г. Петропавловск-Камчатский. Тезисы докладов. Петропавловск-Камчатский: ФИЦ КФ «ЕГС РАН», 2017. С. 15-16.
Безруков П.Л., Зенкевич Н.Л., Канаев В.Ф., Удинцев Г.Б. Подводные горы и вулканы Курильской островной гряды // Труды Лаборатории вулканологии. 1958. Вып. 13. С. 71–88.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Новые данные о строении подводных вулканических массивов Рикорда и Ратманова (Курильская островная дуга) // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: Материалы 44-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Упенского. Москва, 23 – 27 января 2017 г. М: ИФЗ РАН, 2017. С. 60–65.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н. , Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Геофизические и петролого-минералогические исследования подводных вулканов Охотоморского склона Курильской островной дуги // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей Девятые научные чтения Ю.П. Булашевича. Материалы конференции. Екатеринбург: ТГФ УрО РАН. 2017 г. С. 73-77.
Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Ю.М. Пущаровский. М.: Наука, 1992. 528 с.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Комплексные геолого-геофизические исследования подводного вулканического массива Ратманова (Курильская островная дуга) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. № 2. Вып. № 46. С. 55-71.

На первую | ИВиС ДВО РАН | КНЦ ДВО РАН