Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги
Подводный вулканический массив Архангельского
Рис. 1
Архангельский
Подводный вулканический массив Архангельского, названный в честь крупнейшего отечественного геолога академика Андрея Дмитриевича Архангельского, расположен в центральной части Курильской островной дуги в проливе Буссоль между о-вами Уруп и Симушир в Броутонской поперечной вулканической зоне.
По современным представлениям массив Архангельского, вероятнее всего, состоит из ряда подводных вулканов, слившихся между собой и срезанных абразией, к двум из которых – 6.12а (минимальная глубина 574 м) и 6.12б (минимальная глубина 550 м) (рис. 2, 3) приурочены интенсивные положительные аномалии магнитного поля ΔTа.
Массив Архангельского поднимается с глубины ~ 3000 м. Размер массива по основанию 39×22 км, а плоская вершина размером 4×21 км располагается на глубине ~ 550–600 м (рис. 2, 3). Склоны массива крутые и неровные.
При драгировании вулканического массива Архангельского, выполненного в рейсах НИС «Вулканолог» были опробованы свежие плотные базальты и андезибазальты, по трещинам в которых нередко отмечались налеты серы.
Можно предполагать, что в строении массива Архангельского принимают участие как свежие плотные базальты и андезибазальты, так и экзогенные туфы, состоящие из обломков базальтов, андезитов, кварцитов и кристаллокластов – плагиоклаза, кварца и темноцветных минералов. Во многих образцах породы и минералы, за исключением кварца, гидротермально изменены. Наиболее сильное изменение наблюдается в хорошо проницаемых туфах, в местах соприкосновения разнородных пород, а также вдоль микротрещин. Такое, а не выборочное, приуроченное к определенным породам или минералам, преобразование свидетельствует о том, что изменение породы происходило не до, а после образования туфа, следовательно, на том месте, где туф уже состоялся как порода и, соответственно, подводные термы и сам гидротермальный процесс наблюдаются на той же территории. Судя по вторичной минеральной ассоциации (рис. 4): эпидот+хлорит, температура преобразования пород была очень высокой (не менее 220°С, – нижняя возможная температурная граница формирования эпидота).

Петромагнитные исследования показали, что величина Jn образцов варьирует в пределах четырех порядков от 0.006 до 11.23 А/м и обусловлена содержанием как низкокоэрцитивных магнитных зерен, так и высококоэрцитивных магнитных зерен. Степень анизотропии изменяется в диапазоне от 1% до 3 %.
К привершинной части подводного вулканического массива Архангельского и к его юго-западному склону приурочены локальные аномалии ΔTа северо-восточного и северо-северо-восточного простираний, интенсивность которых достигает 500–1000 нТл (рис. 2б).
С помощью системы СИНГУЛЯР установлено, что в пределах массива Архангельского выделяются подводящие каналы субвертикального и юго-восточного простираний (рис. 5), а на глубинах 1100–1200 м расположен периферический магматический очаг.
С помощью программы ИГЛА уточнено, что вектор эффективной намагниченности пород отклонен от вектора нормального поля T0 на запад на 30° (рис. 6). Это говорит о том, что образование массива Архангельского, как и других подводных вулканов и вулканических массивов КОД, вероятно, происходило в периоды глобальных геомагнитных возмущений.
3D-моделирование вулканической постройки показало, что максимальная эффективная намагниченность подводного вулканического массива Архангельского достигающая 2.2 А/м приурочена к привершинной части массива и его юго-западному склону (рис. 2в, 2г). Учитывая результаты изучения петромагнитных характеристик драгированных пород, можно предположить, что большая часть массива Архангельского сложена базальтами и андезибазальтами.

Томографическая интерпретации массива Архангельского по первой производной вертикальной составляющей магнитного поля (∂ΔTα)/∂z (рис. 7) показала, что основные аномальные зоны квазинамагниченности J*, линейно связанной с этим параметром, простираются в субширотном и северо-восточном направлениях. Наиболее интенсивный аномальный участок приурочен к центральной положительной аномалии и прослеживается до глубины ~4 км. Исходя из распределения J*, можно предположить, что каждая аномальная зона приблизительно соответствует отдельному магнитовозмущающему блоку с разными геометрическими и петромагнитными характеристиками.


Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4
Рис. 2. Подводный вулканический массив Архангельского: а – батиметрия; б – аномальное магнитное поле ΔTа; в – распределение эффективной намагниченности Jэф; г – распределение эффективной намагниченности Jэф, изображенное на поверхности вулкана. Цифрами обозначены профили, приведенные на рис. 4 и 7.

Рис. 3. Фрагменты профилей НСП, пересекающих подводный вулканический массив Архангельского. Положение профилей представлено на рис. 3а. Стрелками показаны местоположения крупных переслаивающихся линз слабо нарушенных отложений.

Рис. 4. Вторичные изменения туфов подводного вулканического массива Архангельского, замещающие комплексы вторичных минералов (а, б – альбит-эпидот-хлоритовый и в, г – кварц-эпидотовый). Свет: а, в – поляризованный, б, в – проходящий. Эп – эпидот, Пт – пирит, Хл – хлорит, Кв – кварц, Хон – халцедон, Мт – магнетит.

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7
Рис. 5. Изображение, синтезированное системой СИНГУЛЯР для локализации особых точек функции, описывающее аномальное магнитное поле ΔTа подводного вулканического массив Архангельского, наложенное на рельеф дна. Положение профилей представлено на рис. 3а.

Рис. 6. Уточнение направления вектора эффективной намагниченности Jэф подводного вулканического массива Архангельского с помощью программы ИГЛА.

Рис. 7. Изолинии аномального магнитного поля ΔTа (а) и 3D-диаграмма (б), отражающая пространственное распределение квазинамагниченности горных пород J*, слагающих подводный вулканический массив Архангельского.

Литература:

  1. Аникин Л.П., Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А., Чубаров В.М. Комплексные исследования подводных и наземных вулканов Курильской островной дуги в 2018-2019 гг.) // Материалы XXI Всероссийской научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвящённой Дню вулканолога, 29 - 30 марта 2018 г. // Материалы XXII региональной научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвящённой Дню вулканолога, 28 - 29 марта 2019 г. / Главный редактор: д.г.-м.н. А.Ю. Озеров. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2019. С. 136-139.
  2. 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.
  3. 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 исследования подводных вулканов Броутонской поперечной вулканической зоны (Курильская островная дуга) // Материалы XXI региональной научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвящённой Дню вулканолога, 29 - 30 марта 2018 г. / Главный редактор: академик РАН Е.И. Гордеев. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2018. С. 91-94.
  4. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Подводные вулканы Броутонской вулканической зоны (центральная часть Курильской островной дуги) // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей: Сборник научных трудов. Вып. 1 (46). Пермь: ГИ УрО РАН, ПГНИУ, 2019. С. 47-51.
  5. 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 вулканов Центральных Курил // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле земли, интерпретация геофизических полей. Десятые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича. Материалы конференции. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2019. С. 50-55.
  6. 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 исследования подводных вулканов центральной части Курильской островной дуги // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. [Электронный ресурс]: Труды Седьмой научно-технической конференции. Петропавловск-Камчатский. 29 сентября–7 октября 2019 г. / Отв. ред. Д.В. Чебров. – Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2019. С. 22-25. – 1 электрон. опт. диск.
  7. Васильев Б.И., Суворов А.А. Геологическое строение подводной долины Буссоль (Курильская островная дуга) // Новые данные по геологии дальневосточных морей. Владивосток. 1979. С. 58–68.
  8. Остапенко В.Ф. Некоторые аспекты новейшей истории прикурильской части Охотского моря в свете изучения подводных вулканов этого региона // Вулканизм Курило-Камчатского региона и о. Сахалин. Южно-Сахалинск: Из-во ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 34–42.
  9. Остапенко В.Ф. Подводные вулканы прикурильской части Охотского моря, и их значение для понимания новейшей истории этого региона // ДАН СССР. 1978. Т. 242. № 1. С. 168–171.
  10. Остапенко В.Ф., Кичина Е.Н. Вещественный состав лав подводных вулканов Курильской дуги // Геология дна Дальневосточных морей. Владивосток: Из-во ДВНЦ АН СССР. САКНИИ, 1977. С. 24-45.
  11. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Ю.М. Пущаровский. М.: Наука, 1992. 528 с.
  12. Gnibidenko G.S. The Sea of Okhotsk-Kurile Islands ridge and Kurile-Kamchatka trench // The ocean basins and margins. N.Y.; L.: Plenum press, 1985. V. 7A: The Pacific Ocean. P. 377–418.
  13. Gnibidenko G.S., Svarichevsky A.S. Tectonics of the South Okhotsk Deep-Sea Basin // Tectonophysics. 1984. V. 102. P. 225–244.
  14. 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 Архангельского (Курильская островная дуга) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2019. № 4. Вып. № 44. С. 35-50.
 

©Дизайн roman@kscnet.ru
Copyright © ИВиС ДВО РАН. 2004-2022