Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги
Подводный вулкан 7.10
Рис. 1
Подводный вулкан 7.10 имеет размер вершины, расположенной на глубинах 210–230 м, – 2×3 км (рис. 2, 3а), а перекрытого осадочной толщей основания – 7.5×12 км (рис. 4). На вершине вулкана отмечено несколько пиков, а минимальная глубина, зафиксированная над ней равна 210 м. (рис. 2, 3а). Полная высота вулканической постройки 1800–1900 м, а объем ~ 45 км3.

Вершина и склоны вулкана лишены осадков, а основание перекрыто осадочной толщей, мощность которой достигает 800 м. К вулканической постройке приурочена локальная аномалия магнитного поля ΔТа с размахом 945-1000 нТл (рис. 3б). Судя по расположению и глубине вершины, вулкан доголоценовый. При этом, учитывая величину голоценового подъема уровня океана 100–110 м, следует предполагать асимметричное погружение вершины с наклоном к северо-западу, после ее формирования на глубинах 100–200 м. В привершинной части постройки в глубинном диапазоне 290–260 м выполнена одна станция драгирования (рис. 2) и поднято ~ 60 кг горных пород. Постройка вулкана сложена породами ряда от базальтов до дацитов (рис. 5, 6).

Величина естественной остаточной намагниченности драгированных пород варьирует от 1.71 до 13.2 А/м, а магнитная восприимчивость изменяется в диапазоне (3.47–25.86)×10-3 СИ. Вектор эффективной намагниченности горных пород Jэф имеет склонение 120° и наклонение 81° и развернут относительно нормального магнитного поля Земли Тo на 37° (рис. 7), что свидетельствуют о приуроченности времени образования подводного вулкана 7.10 к периоду геомагнитных инверсий.

Анализ особых точек функций, описывающих аномальные геомагнитные поля, с помощью интегрированной системы СИНГУЛЯР показал приуроченность основных особенностей функций, описывающих аномальные поля, к верхней кромке вулканических пород, а также позволил предположить наличие подводящих каналов субвертикального, северо-восточного и северо-западного направлений и периферических магматических очагов на глубинах 2.5–3.0 км (рис. 8).

Результаты 3D-моделирования (рис. 2) позволяют предположить, что при терминальном извержении подводного вулкана 7.10 лавовые потоки незначительной протяженности изливались в северо-северо-восточном и юго-западном направлениях, а основной лавовый поток излился в юго-восточном направлении и достиг основания вулканической постройки. Комплексная геолого-геофизическая интерпретация позволяет сделать вывод о том, что выявленные лавовые потоки сложены всеми типами пород, драгированных на подводном вулкане 7.10.

Томографическая интерпретация подводного вулкана 7.10 позволила выделить две основные интенсивно намагниченные аномальные зоны, которые, по нашему мнению, являются подводящими каналами (рис. 9). Сделан вывод о том, что постройка подводного вулкана сложена по химическому составу породами ряда от дацитов до базальтов, а не только андезитами и андезибазальтами, как предполагалось ранее. Температура минералообразования находится в интервале 900–1280°C.

Впервые выполненные петромагнитные исследования горных пород, драгированных на вулкане 7.10, показали, что их остаточная намагниченность изменяется в диапазоне 1.71 до 13.2 А/м, а ее высокие значения обусловлены относительно высокой концентрацией низкокоэрцитивных псевдооднодоменных магнитных зерен. Геомагнитное моделирование позволило выделить в вулканической постройке подводящие каналы различных направлений и периферические магматические очаги на глубинах 2.5–3.0 км, а также сделать вывод о том, что подводный вулкан 7.10, как и другие изученные нами вулканы КОД, образовался во время геомагнитных инверсий.



Рис. 2. Рельеф подводного вулкана 7.10: 1 – галсы; 2 – драга

Рис. 3. Подводный вулкан 7.10: 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 рисунках 4 и 8.

Рис. 4. Профиль НСП 4–4', пересекающий подводный вулкан 7.10. Местоположение профиля представлено на рис. 3.

Рис. 5. Особенности минералогии лав вулкана 7.10: а – ассоциация титаномагнетита (белое) и ромбического пироксена (серое); б – пижонит (светло серое) в ассоциации с плагиоклазом (темно серое); заполнение газового раздува в породе тридимитом: в – электронный микроскоп, г – оптический микроскоп без анализатора; д – характерное клиновидное погасание тридимита (оптический микроскоп с анализатором).

Рис. 6. Особенности петрографии лав вулкана 7.10. Оптический микроскоп с анализатором: а – образец В15-81/9: базальт, крупнопорфировый, плагиоклаз-двупироксеновый с оливином; б – образец В15-81/4: андезибазальт, крупнопорфировый, двупироксен-плагиоклазовый с титаномагнетитом; в – образец B15-81/7: андезит мелко-среднепорфировый, титаномагнетит-пироксен-плагиоклазовый; г – образец В15-81/6: дацит, порфировый, пироксен-роговообманково-плагиоклазовый, с ксенолитами базальта. Пр – пироксен, Пл – плагиоклаз, Амф – амфибол, Трх – трахит.

Рис. 7. Уточнение ориентации вектора эффективной намагниченности Jэф подводного вулкана 7.10 с помощью программы ИГЛА.

Рис. 8. Изображения, синтезированные системой СИНГУЛЯР для локализации особых точек функции, описывающее аномальные магнитные поля ΔTа подводного вулкана 7.10, наложенные на рельеф дна. Местоположение профилей приведено на рис. 3.

Рис. 9. Изолинии аномального магнитного поля ∆Та и 3D-диаграммы, отражающие пространственное распределение квазинамагниченности горных пород подводного вулкана 7.10 в разных сечениях (а, б); вертикальный срез 3D-диаграммы по профилю, проходящему вкрест простирания основных магнитных аномалий (в): 1 – расчетный профиль.

Литература:

  1. 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 и Южных Курил // Труды IX Международной научно-практической конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU-2020)». Тверь: ООО «ПолиПРЕСС». 2020б. Том III (III). С. 482–485.
  2. 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 вулкана 7.10 (Курильская островная дуга) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2021. № 3. Вып. № 51. С. 23-40. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2022-3-51-23-40
  3. Волынец О.Н., Авдейко Г.П., Цветков А.А. и др. Минеральная зональность четвертичных лав Курильской островной дуги // Известия АН СССР. Серия геологическая. 1990. № 1. С. 29–44.
  4. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги. Ответственный редактор академик Ю.М. Пущаровский. М.: Наука, 1992. 528 с.
  5. Пузанков Ю.М., Волынец О.Н., Авдейко Г.П. и др. Геохимия микроэлементов в четвертичных вулканитах Курильской гряды. Радиоактивные элементы // Геохимические ассоциации редких и радиоактивных элементов в рудных и магматических комплексах. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1991. С. 81–97.
 

©Дизайн roman@kscnet.ru
Copyright © ИВиС ДВО РАН. 2004-2024