ИВиС ДВО РАН. Грант 05-III-А-08-104. Курильская островная дуга. Подводный вулкан 3.8

Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги

Подводный вулкан 3.8

Рис. 1

Подводный вулкан 3.8 расположен на Охотоморском склоне КОД ~ в 47 км к юго-западу от о. Чиринкотан (рис. 1) и удален от вулканического фронта на 77 км. Вулкан был изучен в 25 рейсе НИС «Вулканолог» в 1986 г.
Вулкан поднимается со дна Курильской котловины, глубина которой в этом месте достигает 3130 м и представляет собой довольно правильную изометрическую постройку с диаметром основания на поверхности дна ~ 6 км и относительной высотой ~ 950 м (рис. 2, 3, 4а).
Крутизна склонов, практически лишенных осадков, достигает 20-25°. Основание вулкана с налеганием перекрыто толщей горизонтально-слоистых осадков Курильской котловины, мощность которых составляет более 700 м. Размер погребенного под осадками основания вулкана – 10×11 км, а полная высота постройки ~ 1700 м. Объем постройки – около 50 км3. К подводной вулканической постройке приурочена положительная аномалия магнитного поля ΔTа интенсивностью 300 нТл (рис. 4б).

К востоку от постройки подводного вулкана 3.8 на профилях непрерывного сейсмоакустического профилирования выделяется антиклинальная складка (рис. 2), которая на наш взгляд, может быть связана с внедрением магмы в осадочную толщу и образованием в связи с этим куполообразной структуры. Вершина куполообразной структуры в настоящее время находится на глубинах 3.8-4 с распространения удвоенного времени сейсмического сигнала. Эта структура с облеканием перекрыта осадками и очень слабо выражена в рельефе дна.
К большому сожалению, драгирование вулканической постройки в рейсе не проводилось, и состав слагающих ее пород не известен.

Интерпретация материалов комплексных геофизических исследований была выполнена с помощью оригинальной интерпретационной технологии моделирования данных гидромагнитной съемки, разработанной авторами сайта.
Применение интегрированной системы «СИНГУЛЯР» позволило предположить субвертикальное положение подводящих каналов и наличие на глубине 2.8 км периферического магматического очага (рис. 5).
С помощью программы ИГЛА уточнено, что вектор намагниченности пород имеет склонение 243° и наклонение 86°. Он отклонен от вектора нормального поля T0 к юго-западу на угол около 30° (рис. 6).

Трехмерное моделирование вулканической постройки с помощью программы REIST из пакета структурной интерпретации гравитационных и магнитных аномалий СИГМА-3D показало, что эффективная намагниченность вулкана 3.8 достигает 1.2 А/м (рис. 4в, 4г). Среднеквадратическая погрешность подбора аномального магнитного поля после 211 итераций составила 16 нТл. Наиболее интенсивно намагниченной является верхняя часть вулканической постройки.
Интересной особенностью результатов проведенной интерпретации является наличие изометричных минимумов эффективной намагниченности, оконтуривающих основание вулкана 3.8 (рис. 4в, 4г). Аналогичное расположение минимумов эффективной намагниченности, полученное при комплексном изучении подводных вулканов КОД, наблюдается для расположенного в 23 км к северо-востоку от вулкана 3.8 подводного вулкана Макарова. Вполне вероятно, что, как и на вулкане Макарова, эти минимумы здесь связаны с побочными структурами, возникшими в результате извержений из боковых каналов.

При проведении интерпретационной томографии магнитного поля не выявлено каких-либо прослеживающихся на глубину контрастно намагниченных объектов и установлена повышенная намагниченность горных пород на поверхности вулканической постройки (рис. 7).
Решение смешанной обратной задачи магниторазведки монтажным методом проводилось для трех профилей при невязке наблюденного и модельного полей, не превышающей 7 нТл. Наиболее показательными являются результаты моделирования по протяженному профилю А-А', проходящему через центр постройки (рис. 4, 8). Выявлен крутопадающий магнитовозмущающий блок горных пород, распространяющийся до глубины порядка 12 км. Величина средней эффективной намагниченности этого блока 1.5 А/м, а угол намагничения отличается от вертикального на 15°. По боковым профилям проследить этот блок не удалось, что, возможно, говорит о его небольших поперечных размерах. Отмечается расширение магнитовозмущающего блока ближе к вершине вулкана. По своему глубинному строению, подводный вулкан 3.8 идентичен подводному вулкану Макарова.

Основываясь на полученных для вулкана 3.8 величинах эффективной намагниченности, результатах лабораторного изучения магнитных свойств горных пород, драгированных на вулкане Макарова, и учитывая пространственную близость расположения этих построек, можно предположить, что эта вулкан 3.8, вероятнее всего, сложен базальтами и андезибазальтами.


		Рис. 2. Профиль А-А' непрерывного сейсмоакустического профилирования через подводный вулкан 3.8. Местоположение профиля представлено на рис. 4. Рис. 3. Рельеф подводного вулкана 3.8.
Рис. 2	Рис. 3

		Рис. 4. Подводный вулкан 3.8: а – батиметрия; б – аномальное магнитное поле ΔTа – распределение эффективной намагниченности на поверхности вулкана; г – 3D распределение эффективной намагниченности, изображенное на поверхности вулкана. А-А' – местоположение профиля, представленного на рис. 2, 5 и 8. Рис. 5. Изображение, синтезированное системой СИНГУЛЯР для локализации особых точек функции, описывающей аномальное магнитное поле ΔTа подводного вулкана 3.8 на профиле А-А', с наложенным рельефом дна по данным эхолотных промеров. Местоположение профиля представлено на рис. 4.
Рис. 4	Рис. 5

		Рис. 6. Уточнение ориентировки вектора намагниченности пород подводного вулкана 3.8 с помощью программы ИГЛА. Рис. 7. 3D-диаграмма квазинамагниченности, построенная по результатам интерпретационной томографии магнитного поля.
Рис. 6	Рис. 7

		Рис. 8. Результаты решения смешанной обратной задачи монтажным методом для профиля А-А': 1 – рельеф постройки по данным эхолотного промера; 2 – подобранный объект; 3 – вектор эффективной намагниченности объекта; 4 – наблюденное магнитное поле ΔTа; 5 –модельное магнитное поле ΔTмод. Местоположение профиля представлено на рис. 4.
	Рис. 8

Литература:

Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов А.А. Строение подводного вулкана Макарова (Охотоморский склон Курильской островной дуги) // Материалы региональной конференции, «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвященной Дню вулканолога, 2 - 30 марта 2012 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2012. С. 19-24.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов А.А. Современные интерпретационные технологии при комплексном моделировании подводного вулкана Макарова (Курильская островная дуга) // Геоинформатика. 2012. № 4.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов А.А. Комплексные геофизические исследования подводного вулкана 3.8 (Курильская островная дуга) // Материалы региональной научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвященной Дню вулканолога, 27 - 28 марта 2014 г. // Главный редактор: академик РАН Е.И. Гордеев Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2014. С. 144-151.
Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Пущаровский Ю.М. 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. Вулканический массив Райкоке (Курильская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2021. № 4. С. 61–80.
Smirnov S.Z., Nizametdinov I.R., Timina T.Yu., Kotov A.A., Sekisova V.S., Kuzmin D.V., Kalacheva E.G., Rashidov V.A., Rybin A.V., Lavrenchuk A.V., Degterev A.V., Maksimovich I.A., Abersteiner Adam. High explosivity of the June 21, 2019 eruption of Raikoke volcano (Central Kuril Islands); mineralogical and petrological constraints on the pyroclastic materials // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2021. V. 418. 107346. 15 p.

На первую | ИВиС | КНЦ