Keywords
stress state
method of cataclastic analysis
paleostress
fracturing
Section
Abstract
During two expeditions to Iturup Island (2019 and 2022), the late Alpine fracturing, including kinematic fracturing, of Quaternary volcanoes (Medvezhy, Chirip, Baransky) and Pliocene volcanogenic-sedimentary strata of the volcanic basement in the central part of the island was studied. The results of the fracturing analysis based on the paragenetic and cataclastic methods suggest that fracturing was formed under conditions of interference of regional and local stress fields. The regional field of paleostresses of the Neogene–Pleistocene is manifested in the structural plan of Iturup Island. It is dominated by a setting of the northwestern orientation of the main compression axis and the northeastern orientation of the extension axis under a shear stress field. Local paleostress fields are associated with the development of volcanic edifices — they are reflected in the presence of cracks in volcanics that form belts of tectodynamic rotation and flow. Also, the method of cataclastic analysis of rupture displacements was used to obtain data on the state of the modern stress field for the crust of Iturup Island. Stress states were identified for the northwestern part of the island with a stress state of the type «horizontal compression with shear», and stress states for the southeastern part with a stress state of «horizontal extension with shear».
References
Атлас Курильских островов / Российская академия наук. Институт географии РАН. ТИГ ДВО РАН / под ред. Котлякова В.М., Бакланова П.Я., Комедчикова Н.Н. и др. Москва, Владивосток: ИПЦ «ДИК». 2009. 516 с. [Atlas Kuril’skikh ostrovov / Rossiyskaya akademiya nauk. Institut geografii RAN. TIG DVO RAN / pod red. Kotlyakova V.M., Baklanova P.Ya., Komedchikova N.N. i dr.; Moskva, Vladivostok: IPTS «DIK». 2009. 516 p. (in Russian)].
Бевз В.Е., Шапошников А.В. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1 : 200 000 (первое поколение). Серия Курильская. Лист L–55–XXVIII – о. Итуруп. Л.: Картфабрика ВСЕГЕИ. 1974. [Bevz V.Ye., Shaposhnikov A.V. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta SSSR. Masshtab 1 : 200 000 (pervoye pokoleniye). Seriya Kuril’skaya. List L–55–XXVIII – o. Iturup. Leningrad: Kartfabrika VSEGEI. 1974. (in Russian)].
Витухин Д.И., Орешкина Т.В., Пущаровский Ю.М., Цуканов Н.В. Новые данные по геологии острова Итуруп (Курильская островная гряда) // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1996. Т. 4. № 6. С. 61–74 [Vitukhin D.I., Oreshkina T.V., Pushcharovsky Yu.M., Tsukanov N.V. Novyye dannyye po geologii ostrova Iturup (Kuril’skaya ostrovnaya gryada) // Stratigrafiya. Geologicheskaya korrelyatsiya. 1996. T. 4. № 6. P. 61–74 (in Russian)].
Гаврилов А.А. Очаговые структуры Курильской островной дуги и дна прилегающих акваторий (по данным анализа визуализированной цифровой модели рельефа и материалов дистанционного зондирования из космоса) // Физика геосфер: Тринадцатый Всероссийский симпозиум, 11–15 сентября 2023 г., Владивосток, Россия: мат. докл. Вып. 2. ТОИ ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука. 2023 С. 162–166. https://doi.org/10.34906/9785604968383. [Gavrilov A.A. Ochagovyye struktury Kuril’skoy ostrovnoy dugi i dna prilegayushchikh akvatoriy (po dannym analiza vizualizirovannoy tsifrovoy modeli rel’yefa i materialov distantsionnogo zondirovaniya iz kosmosa) // Fizika geosfer: Trinadtsatyi Vserossiskyi simpozium, 11–15 sentyabrya 2023 g., Vladivostok, Rossiya: mat. dokl. Vladivostok: Physics of Geospheres. Is. 2. 2023. POI FEB RAS P. 162–166 (in Russian)].
Геология СССР. Камчатка, Курильские и Командорские острова. Ч. 1. Геологическое описание. М.: Недра, 1964. Т. 31. №1. 743 с. [Geologiya SSSR. Kamchatka, Kuril’skiye i Komandorskiye ostrova. Chast’ 1. Geologicheskoye opisaniye. Moscow: Nedra, 1964. V. 31. № 1. 743 p. (in Russian)].
Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 183 с. [Gorshkov G.S. Volcanismand Upper Mantle. Investigation in Kurile Island Arc System. Plenum Press, 1970. 400 р.].
Государственная геологическая карта РФ масштаба 1 : 200 000. Изд. 2-е. Серия Курильская. Листы L-55-XXII, XXVIII, XXXIV, XXIII, XXIX, XXXII, XXXIII, K-55-II. Объяснительная записка. Составители Ковтунович П.Ю. и др. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ. 2002. [Gosudarstvennaya geologicheskaya karta RF masshtaba 1 : 200 000. Izd. 2-ye. Seriya Kuril’skaya. Listy L-55-XXII, XXVIII, XXXIV, XXIII, XXIX, XXXII, XXXIII, K-55-II. Ob»yasnitel’naya zapiska. Sostaviteli Kovtunovich P.Yu. i dr. Saint-Petersburg: Kartfabrika VSEGEI. 2002. (in Russian)].
Ермаков В.А., Левынин А.И., Злобин Т.Н. Состав и строение земной коры и верхней мантии Курильских островов // Известия Ан СССР. Сер. Физика Земли. 1989. № 10. С. 18–37 [Ermakov V.A., Levynin A.I., Zlobin T.N. Sostav i stroyeniye zemnoy kory i verkhney mantii Kuril’skikh ostrovov // Izv. An SSSR. Ser. Fizika Zemli. 1989. № 10. P. 18–37 (in Russian)].
Ермаков В.А., Штейнберг Г.С. Вулкан Кудрявый и эволюция кальдеры Медвежья (о-в Итуруп, Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 1999. Т. 21. № 3. С. 19–40 [Ermakov V.A., Shteinberg G.S. Vulkan Kudryavyy i evolyutsiya kal’dery Medvezh’ya (o-v Iturup, Kuril’skiye ostrova) // Vulkanologiya i seysmologiya. 1999. T. 21. № 3. P. 19–40 (in Russian)].
Маруяма Ш., Сафонова Обут О.Т., Кривоногов С.К. и др. Геология и магматизм конвергентных окраин тихоокеанского типа. Новосибирск: ИПЦ НГУ. 2018. 96 с. [Maruyama SH., Safonova I.YU., Turkina O.M. et al. Geologiya i magmatizm konvergentnykh okrain tikhookeanskogo tipa. Novosibirsk: IPTS NGU. 2018. 96 p. (in Russian)].
Пискунов Б.Н. Вулканизм Большой Курильской гряды и петрология высокоглиноземистой серии. Новосибирск: Наука. 1975. 185 с. [Piskunov B.N. Vulkanizm Bol’shoy Kuril’skoy gryady i petrologiya vysokoglinozemistoy serii. Novosibirsk: Nauka. 1975. 185 p. (in Russian)].
Полец А.Ю., Злобин Т.К. Оценка напряженного состояния земной коры и верхней мантии в районе южных Курильских островов // Тихоокеанская геология. 2014. Т. 33. № 2. С. 64–75 [Polets A.Yu., Zlobin T.K. Estimation of the stress state of the earth’s crust and the upper mantle in the area of the southern Kuril islands // Russian Journal of Pacific Geology. 2014. V. 8. № 2. P. 126-137 (in Russian)].
Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Ю.М. Пущаровский; Рос. АН, Дальневост. отд-ние, Ин-т вулкан. геологии и геохимии. М: Наука, 1992. 527 с. [Podvodnyy vulkanizm i zonal’nost’ Kuril’skoy ostrovnoy dugi / Otv. red. Yu.M. Pushcharovskiy; Ros. AN, Dal’nevost. otd-niye, In-t vulkan. geologii i geokhimii. Moscow: Nauka, 1992. 527 p. (in Russian)].
Расцветаев Л.М. Парагенетический метод структурного анализа дизъюнктивных тектонических нарушений // Проблемы структурной геологии и физики тектонических процессов. Ч. 2. 1987. С. 173–235 [Rasczvetaev L.M. Parageneticheskiy metod strukturnogo analiza diz»yunktivnykh tektonicheskikh narusheniy // Problemy strukturnoy geologii i fiziki tektonicheskikh protsessov. Ch. 2. 1987. P. 173–235 (in Russian)].
Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность природных горных массивов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 406 с. [Rebetskiy Yu.L. Tektonicheskiye napryazheniya i prochnost’ prirodnykh gornykh massivov. Moscow: IKTS «Akademkniga». 2007. 406 p. (in Russian)].
Ребецкий Ю.Л. Напряженное состояние земной коры Курил и Камчатки перед Симуширскими землетрясениями // Тихоокеанская геология. 2009. Т. 28. № 5. С. 70–84 [Rebetsky Yu.L. Stress state of the Earth’s crust of the Kuriles and Kamchatka before the Simushir earthquakes // Russian Journal of Pacific Geology. 2009. V. 28. № 5. P. 70–84 (in Russian)].
Ребецкий Ю.Л. Полец А.Ю. Напряженное состояние в афтершоковой области Землетрясения Тохоку 11.03.2011// Вулканология и сейсмология. 2021. № 4. С. 22–44 [Rebetsky Yu.L., Polets A.Y. The stresses in the aftershock area of the march 11, 2011 Tohoku earthquake // Journal of Volcanology and Seismology. 2021. V. 15. Is. 4. P. 236–257. https://doi.org/10.1134/S0742046321040047].
Сергеев К.Ф. Тектоника Курильской островной системы. М.: Наука, 1976. 240 с. [Sergeyev K.F. Tektonika Kuril’skoy ostrovnoy sistemy. Moscow: Nauka, 1976. 240 p. (in Russian)].
Шалаева Е.А., Бондарь И.В., Мягков Д.С. Научный отчет геологического отряда комплексной экспедиции «Восточный бастион – Курильская гряда» // Тезисы докладов IV Всероссийской научной конференции «Геодинамические процессы и природные катастрофы». Южно-Сахалинск. С. 61–61 [Shalayeva Ye.A., Bondar’ I.V., Myagkov D.S. Nauchnyy otchet geologicheskogo otryada kompleksnoy ekspeditsii «Vostochnyy bastion – Kuril’skaya gryada» // Tezisy dokladov IV Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii «Geodinamicheskiye protsessy i prirodnyye katastrofy». Yuzhno-Sakhalinsk. P. 61–61 (in Russian)].
Kurashimo E., Iwasaki T., Hirata N. et al. Crustal structure of the southwestern Kuril Arc sited in the eastern part of Hokkaido, Japan, inferred from seismic refraction // Reflection experiments. 2007. V. 59. P. 375–380.
Nakanishi A., Kurashimo E., Tatsumi Y. Crustal evolution of the southwestern Kuril Arc, Hokkaido Japan, deduced from seismic velocity and geochemical structure // Tectonophysics. 2009. V. 472. P. 105–123. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.03.003
Nakanishi A., Smith A.J., Miura S. et al. Structural factors controlling the coseismic rupture zone of the 1973 Nemuro-Oki earthquake, the southern Kuril Trench seismogenic zone // Journal Geophysics Research 2004. 109 p. https://doi.org/10.1029/2003JB002574
Safonov D.A. Tectonic stress field at intermediate depths of the southern flank of the Kuril-Kamchatka seismic zone // Geodynamics & Tectonophysics. 2021. V. 12. № 4. P. 929–950. https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-4-0564.
Thybo H., Artemieva I.M. Moho and magmatic underplating in continental lithosphere // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 605–619. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.05.032
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2025 Д.С. Мягков, Д.Е. Белобородов, И.В. Бондарь, Т.Ю. Тверитинова