| Геофизические исследования подводных вулканов Курильской
островной дуги
|
Вулканический массив Ушишир |
|
|
||
|
|||
|
Вулканический массив Ушишир располагается в КОД в звене Центральных Курил, между островами Кетой и Расшуа (рис. 1). Он включает два небольших острова – Рыпонкича и Янкича и несколько мелких скал (рис. 2а), имеющих общее название – о-ва Ушишир (Фото). Остров Янкича, на котором расположен действующий вулкан Ушишир, представляет собой кольцевой хребет диаметром ~ 2.5 км, окружающий вулканическую впадину диаметром ~ 1.6 км (рис. 2а). В центральной части впадины расположен затопленный кратер (бухта Кратерная), диаметром немного более 1 км. Две экструзии образуют скалы у южного (скала Колпак, абс. отметка 125 м) и северо-западного (скала Бабушка, абс. отметка 37 м) берегов о. Янкича. По данным эхолотного промера, в рельефе дна бухты выделяются две впадины с относительно плоским дном, разделенные находящимися в ее центре экструзивными куполами, имеющими общее основание на глубине 10–15 м (рис. 2б). Максимальная глубина впадин – 63 и 49 м. По данным непрерывного сейсмоакустического профилирования (НСП), в геологическом разрезе бухты отчетливо выделяются две части (рис. 3). Нижняя часть разреза представлена, по-видимому, вулканическими породами, обнажающимися на берегу бухты. В пределах верхней (осадочной) части разреза бухты (рис. 3в) выделяются две толщи, различающиеся по акустическим характеристикам. Суммарная мощность осадочных отложений достигает 80–110 м, их объем внутри бухты оценивается величиной 1.9 × 107 м3. На сейсмограммах НСП по ряду профилей, выполненных вблизи берега бухты, довольно уверенно выделяется кольцевой разлом с видимой амплитудой смещения 10–40 м (рис. 3а, 3в). Непосредственно на разломе располагается наиболее активная термальная площадка в юго-восточном углу бухты Кратерная. По-видимому, с ним или с оперяющими его более мелкими разломами, связаны газогидротермальные проявления, обнаруженные на берегу бухты в ее западной и северной частях, а также в проливе на входе в бухту. Поскольку разлом находится в основном под водой, на удалении 20–100 м от современного берега бухты, где глубина воды составляет 10–30 м, можно предполагать наличие связанных с ним подводных газогидротермальных выходов внутри бухты. К югу от о. Янкича, в северной части пролива Рикорда, отчетливо прослеживается слабонаклонная отражающая граница на глубинах 800–900 м (рис. 4, 5). По-видимому, данная отражающая граница соответствует древней абразионной поверхности, выработанной в вулканических породах. В северном направлении непосредственно на выявленную абразионную поверхность налегают отложения нижней части постройки вулканического массива Ушишир. Мощность этих отложений быстро возрастает в сторону о. Янкича. Отчетливо фиксирующиеся на сейсмограммах НСП внутри этой толщи протяженные отражающие границы образуют расходящийся в сторону острова веер. Наблюдаемая картина указывает на то, что поступление материала при формировании данной толщи было не регулярным, а источник материала находился в районе о-вов Ушишир и, вероятнее всего, этим источником являлся действующий вулкан Ушишир. Можно предположить, что основание вулканического массива Ушишир наложено на более древнюю абразионную поверхность. Современное положение этой поверхности на глубине 800–900 м указывает на значительное погружение данной территории в четвертичное время. На расстоянии 2–3 км от о-вов Ушишир, практически повсеместно, выделяется обширная подводная терраса — ровная, плоская поверхность на глубине 110–140 м (рис. 5), соответствующая позднеплейстоценовому понижению уровня моря. Ширина ее меняется от нескольких сотен метров до 3 км. Поверхность террасы срезает сложную толщу, по-видимому, представленную вулканогенными образованиями. На сейсмограммах НСП (рис. 6) ниже границы, соответствующей поверхности террасы, выделяется большое количество отражающих границ различной степени выдержанности и интенсивности. По-видимому, терраса была выработана в сложной полигенной толще и включает в себя как рыхлые, так и плотные вулканогенные образования, слагающие основание современных о-вов Ушишир. К югу и западу от о. Янкича на расстоянии 1.5–2 км от острова поверхность террасы перекрывается толщей, по-видимому, рыхлых вулканических или вулканогенно-осадочных отложений, мощность которой возрастает по направлению к острову, достигая 70–90 м в нескольких сотнях метров от берега (рис. 6). На сейсмограммах этой толще соответствует картина своеобразного клина с горизонтальной подошвой на глубине 100–120 м. К западу от острова рисунок отражающих границ внутри этого клина имеет вид расходящегося в сторону острова веера. К югу от острова рисунок сейсмограмм близок к хаотическому. По-видимому, эти образования представляют собой подводное основание вулканического конуса, слагающего о. Янкича (за исключением его восточной части). Судя по налеганию конуса на поверхность позднеплейстоценовой подводной террасы, его возраст голоценовый. От южной оконечности о. Рыпонкича в юго-западном направлении на расстояние ~2 км протягивается небольшой гребень, выраженный в рельефе дна, возвышающийся над окружающим дном на 10–20 м. Этот гребень определяет границу, на которой на отработанных профилях НСП происходит смена характера сейсмоакустического изображения. С разной степенью уверенности эта граница смены характера сейсмоакустического изображения разреза в виде дуги может быть прослежена далее к югу и востоку, до юго-восточной окраины о. Янкича. Хотя достаточно надежная интерпретация данных НСП этого района значительно затруднена из-за малой глубины моря и очень высокого уровня сигналов-помех, можно предположить, что к северу и западу от этой границы на поверхность дна выходят плотные, по-видимому, эффузивные, породы. В то же время к югу и востоку от нее строение подстилающих дно образований более сложное. Здесь, вероятно, преобладают рыхлые вулканогенные породы, заполняющие какую-то более древнюю впадину (рис. 6). Эта впадина с запада и севера ограничивается дуговым разломом, который может быть прослежен от юго-восточной части о. Янкича до южной части о. Рыпонкича (рис. 5). Возможно, эта впадина является частью древней кальдеры. Положение бортов кальдеры можно представить по выходам предполагаемых древних пород в восточной части о. Янкича, экструзивному куполу Колпак, упоминавшемуся дуговому разлому и предполагаемому куполу в южной части о. Рыпонкича. Характерной особенностью профилей НСП, выполненных вблизи от о-вов Ушишир, является появление на сейсмограммах многочисленных участков, на которых наблюдается резкое усиление рисунка отражающих границ верхней части разреза (рис. 6). Эта особенность хорошо проявляется в кратных отражениях: происходят усиление их рисунка и появление записей кратных отражений более высоких порядков, чем на соседних участках. Протяженность таких участков составляет от 10 до нескольких сотен метров. Наблюдаемая реверберация сигнала указывает на существование в самых верхах разреза каких-то очень сильных отражателей, которыми могут быть прослои газонасыщенных осадков. По-видимому, подводная газогидротермальная активность наблюдается не только внутри бух. Кратерной, но и снаружи, как с Тихоокеанской, так и с Охотоморской сторон о. Янкича. Вероятнее всего, она приурочена к разломам или трещинам. В аномальном магнитном поле ΔТа (рис. 7) цепочки положительных магнитных аномалий субмеридионального простирания в западной части района и северо-восточного простирания в восточной части, вероятно, трассируют глубинные разломы, а отдельные локальные магнитные аномалии связаны с разноглубинными магматическими телами. Борта выделенной кальдеры трассируются в магнитном поле высокоградиентными зонами, в пределах которых горизонтальный градиент превышает 1000–1200 нТл/км. Плановое положение бортов кальдер совпадает с экстремумами кривых ΔТа – с максимумами положительных магнитных аномалий или с минимумами отрицательных аномалий. Полученные результаты исследований позволили представить гипотетическую схему эволюции массива Ушишир. Вероятно, в позднем плейстоцене (до последнего оледенения) в данном районе существовал какой-то крупный, вероятно, щитообразный вулканический массив (рис. 8, стадия I), включающий вулканические постройки, не сохранившиеся до настоящего времени. Возможно, частью подобной постройки является о. Рыпонкича. В результате крупного эксплозивного извержения в центральной части массива, на месте современного о. Янкича, и к юго-западу от него, образовалась кальдера, размер которой мог достигать 5 км (рис. 8, стадия II). При этом была уничтожена часть древнего вулканического массива. Положение бортов этой кальдеры можно представить по выходам предполагаемых древних пород в восточной части о. Янкича, экструзивному куполу Колпак, предполагаемому куполу в южной части о. Рыпонкича и небольшому подводному гребню, протягивающемуся от о. Рыпонкича в юго-западном направлении, в пределах которого отмечаются некоторые изменения характера сейсмоакустического изображения поддонных образований. Еще раз отметим, что границы этой кальдеры (рис. 4, 8) могут быть намечены только гипотетически. Борта кальдеры были разрушены в период значительного понижения уровня океана во время последнего оледенения. Вокруг островов, частично на месте разрушенной кальдеры, выработана терраса, находящаяся в настоящее время на глубине 100–140 м (рис. 8, стадия III). В восточной части кальдеры в голоцене возник относительно небольшой вулканический конус, образовавший о. Янкича, возможно, за исключением его восточной части (рис. 8, стадия IV). Предположительно несколько тысяч лет назад в результате мощного взрыва значительная часть конуса была уничтожена, и образовался крупный эксплозивный кратер (рис. 8, стадия V). После сильного эксплозивного извержения, сформировавшего впадину бухты Кратерная, или на его заключительном этапе, произошло выжимание экструзивных куполов (или единого купола сложной формы), маркирующих положение подводящего канала вулкана, и опускание на несколько десятков метров дна кратера по кольцевому разлому. Последующая активность вулкана Ушишир, по-видимому, выражалась лишь в активной газогидротермальной деятельности, приуроченной главным образом к кольцевому разлому, вполне вероятно со слабыми фреатическими взрывами. В результате интенсивной эрозии, южный борт кратера был прорван, и он был затоплен морем. Тогда и образовалась уникальная бухта Кратерная (рис. 8, стадия VI), притягивающая в последние годы многочисленных путешественников и ученых различных специальностей.  Рис. 2. Обзорная схема о-вов Ушишир (а) и батиметрическая карта бухты Кратерной (вб: 1 – промерные профили;
2 – изобаты; 3 – экструзии.  Рис. 3. Карта мощностей осадков в бухте Кратерной (а),
карта глубин фундамента (б) и разрезы по профилям АА/ и ББ/ (в):1 – изолинии мощностей осадков и глубин фундамента, в м; 2 – кольцевой разлом; 3 – экструзии; 4 – газогидротермальные источники; 5 – гребень кратера; 6 – поверхность фундамента на разрезах; 7 – разломы на разрезах; 8 – линии разрезов; 9 – изогипсы.  Рис. 4. Фрагмент сейсмограммы НСП по профилю 1
у южного подножия массива Ушишир. Стрелкой показана слабо наклонная отражающая граница Положение профиля см. на рис. 5.  Рис. 5. Морфоструктурная схема массива Ушишир:
1– геофизические профили; 2 – изобаты; 3 – образования, слагающие подводную часть о. Янкича; 4 – экструзии; 5 – предголоценовая терраса; 6 – предполагаемая граница кальдеры; 7 – кольцевой разлом бухты Кратерной; 8 – образования, слагающие древнюю постройку массива Ушишир; 9 – предполагаемые внутрикальдерные отложения.  Рис. 6. Фрагменты сейсмограмм НСП по профилям 2–4. Положение профилей см. на рис. 5: Кр – кратные отражения; Т – терраса; Р – разломы; Кв – предполагаемая кальдерная впадина; Рв – зоны реверберации сигнала.
 Рис. 7. Аномальное магнитное поле ΔТа вулканического массива Ушишир: 1–3 изолинии магнитного поля (нТл), соответственно: положительные (1), отрицательные (2), нулевые (3).
 Рис. 8. Гипотетическая схема эволюции вулканического массива о-вов Ушишир: а – древний вулканический массив;
б – кальдера; в – позднеплейстоценовая подводная терраса; г – конус вулкана Ушишир (о. Янкича); д – эксплозивный кратер; е – экструзии; ж – современные очертания островов Ушишир; I–VI – стадии развития массива Ушишир.
 Ссылки:https://e-kaspersky.livejournal.com/173973.html |
|
|
|
©Дизайн roman@kscnet.ru |
|
Copyright
© ИВиС ДВО РАН. 2004-2024 |
Литература: