Местоположение подводной вулканической группы Софу (рис.1)
Батиметрическая карта подводной вулканической группы Софу (рис.2)
Аномальное магнитное поле (DТ)а
подводной вулканической группы Софу (рис. 3)
Интерпретационные профили (рис.4)
Подводная вулканическая группа Софу, расположена в южной группе северного звена островной гряды Нампо (рис. 1).
В районе исследованной подводной вулканической группы извержений в историческое время не отмечалось, однако, в непосредственной близости от нее известен ряд как наземных, так и подводных извержений. Ближайшим к изученной вулканической группе Софу подводным вулканом является Рико-де-Оро, расположеннй в 46 км к северо-западу от скалы Софу, извержения которого известны в 1672, 1872 и 1901 годах.
Подводная вулканическая группа Софу представляет собой хребет, протягивающийся в субширотном направлении перпендикулярно простиранию Идзу-Бонинской (Огасавара) островной дуги, с глубин 2200-2400 м (рис. 2). По контуру подножия хребет имеет длину 50-55 км и ширину 12-25 км, а по изобате 1600 м - 38 км и 4-13 км, соответственно. Крутизна склонов хребта колеблется в пределах 9o-13o. В привершинной части хребта выделяется цепочка вулканических конусовидных гор. Восточным окончанием хребта является крупный, размером 17.5x17.5 км, вулкан Софу. Его вершина в виде скалы, которая по всей видимости является препарированным некком, поднимается на 99-100 м выше уровня моря. В 12 км к западу от скалы Софу находится двухвершинная подводная гора, имеющая по изобате 1400 м размер 8x6 км (рис. 2).
Минимальная глубина западной вершины этой горы 730 м, а восточной- 760 м. Крутизна склонов горы изменяется от 17o до 20o.
Западная гора подводной вулканической группы имеет минимальную глубину 780 м. Она вытянута в юго-западном направлении на 11 км и имеет ширину около 4 км. Крутизна ее склона в западном направлении не превышает 4o. Вершина этой горы расположена на ее северо-восточном окончании, где крутизна склона возрастает до 20o-23o.
В западной части подводный хребет разделяется на два отрога, один из которых имеет юго-западное, а другой – северо-западное простирания. На продолжении последнего находится куполообразная горка размером 5.8x3.7 км с относительной высотой 300 м и крутизной склонов 8.5o-18o.
Скала Софу сложена оливин-клинопироксеновыми базальтами с содержанием и порфировыми андезитами (обр. SOF 1A и SOF 2) (рис. 2) с фенокристаллами плагиоклаза, орто- и клинопироксена и рудных минералов.
С южного склона подводного вулкана Софу японскими исследователями в рейсе НИС «Хакури-Мару» были драгированы 2 образца андезибазальтов ( др. D669-1 и D669-2) (рис. 2). Вкрапленники представлены фенокристаллами плагиоклаза (2-4 мм) с подчиненным количеством орто- и клинопироксена. В малых количествах отмечены оливины и рудные минералы.
В первом рейсе НИС «Вулканолог» было выполнено 16 результативных драгирований (рис. 2). При драгировании различных участков двухвершинной подводной горы были подняты только крупные обломки пемзы со свежим изломом. По-видимому, они слагают покров или потоки, экранирующие двухвершинную гору. Значительную часть поднятого материала составляют полосчатые разности с чередованием темно-серых, черных, белых, светло-кремовых прослоев, мощностью до 0.5-3 см. Химический состав полос разного цвета практически не обнаруживает существенных отклонений в разностях по основным компонентам. С удалением от вершины горы уменьшается размер обломков пемзы и увеличивается степень их окатанности, что косвенно может указывать на то, что вершина горы могла явиться центром излияния.
Различные прослои крупной гальки полосчатой - дациадезитовой пемзы, драгированной на юго-западном склоне западной, имеют схожий между собой химический состав и являются более основными, чем пемзы, поднятые при опробовании двухвершинной горы.
Обращает на себя внимание повышенное содержание H2O+ и летучих (CO2 и SO3) в различных прослоях пемзы поднятой на удаленных друг от друга участках полигона.
Небольшие гальки (1-3 см) пемзы были отобраны с глубины 1600 м при драгировании южного склона вулкана Софу (др. 41), а также северо-западного и юго-западного отрогов подводного хребта (др. 55, 58, 60) с глубин 1400-2000 м.
Андезибазальты, поднятые при опробовании основания вулкана Софу и западной горы, имеют довольно однообразный облик: порфировые, массивной текстуры, темно-серого цвета. Вкрапленники представлены плагиоклазом андезин-лабрадорового состава, редкими изометричными зернами небольшого размера орто- и клинопироксенов. Часто и в значительных количествах представлен рудный минерал.
В отдельных образцах (др. 49) опробована стекловатая анхиафировая корка лавового потока и порфировая более глубокая часть. Сверху вниз по разрезу наблюдается смена количественного и минералогического составов.
В южной части основания вулкана Софу встречены корки лавовых потоков, покрытые железо-марганцевым налетом. Аналогичные корки лавовых потоков были подняты на вершине западного конуса (др. 52). Обломки корок представлены стекловатыми андезибазальтами. Зачастую обломки сцементированы палагонитовым цементом.
Тождественность химического состава андезибазальтов, опробованных в различных местах, не вызывает сомнений.
Для базальтов, драгированных на юго-западном отроге хребта (др. 60), характерно высокое содержание крупного шестовидного клинопироксена и постепенная замена от периферии к центру потока ортопироксена оливином.
В подушечных лавах базальтового состава, драгированных на куполообразной горке с относительной высотой 300 м (др. 57), в большом количестве во вкрапленниках встречается плагиоклаз лабрадорового состава.
Подножие хребта на удалении 8-10 км от его оси перекрыто океаническими осадками незначительной мощности (первые сотни метров). В нижней части подводного хребта обнаружены небольшие локальные тела, трактуемые как побочные шлаковые конусы.
В верхней части осадочной толщи на глубинах 2200-2500 м на обширных площадях встречены грубозернистые пески и шлаки основного состава. Последние, возможно, связаны с деятельностью предполагаемых побочных конусов.
Породы, подводной вулканической группы Софу, четко различаясь по химическому и минералогическому составу, образуют три группы:
-базальты, слагающие основание подводного хребта;
-андезибазальты, слагающие вулканические конусы;
-пемзы дациандезитового и дацитового состава, покрывающие привершинную часть и склоны двухвершинной горы, а также поднятые при опробовании южного склона вулкана Софу и юго- и северо-западного отрогов хребта.
По своим петрохимическим характеристикам этот комплекс пород относится к известково-щелочной серии с несколько повышенной глиноземистостью и является весьма характерным для островных дуг Востока Азии. Вместе с тем, подушечные базальты по содержанию K2O и другим петрохимическим характеристикам близки к океаническим толейитам.
Драгированные породы контрастны по своим физическим свойствам. Наибольшей плотностью обладают среднепорфировые базальты, поднятые у основания южного склона вулкана Софу и на южном склоне западной горы. Далее следуют подушечные базальты, опробованные на вершине горки с относительной высотой 300 м и порфировые базальты, поднятые в западной части подводного хребта, а также гравелиты отобранные на южном склоне вулкана Софу. Сопоставимые плотности имеют и адезибазальты из драг 41, 49 и 54. Пористые афировые андезибазальты, орпобованные на западной горе, вулканические брекчии и измененные афировые базальты обладают меньшей плотностью. Самыми легкими являются пемзы.
Наибольшей остаточной намагниченностью обладают среднепорфировые базальты, поднятые у основания южного склона вулкана Софу. Далее следуют подушечные базальты, опробованные на вершине горки с относительной высотой 300 м. Примерно такую же остаточную намагниченность имеют пористые афировые и порфировые андезибазальты, драгированные с вершины и южного склона западной горы. Все перечисленные породы имеют свежий облик без следов вторичных изменений. Остаточная намагниченность остальных пород на порядок ниже. Верхние корки лавовых потоков и пемзы оказались практически не магнитными.
Q-фактор изменяется в пределах от 5.6 до 59 и лишь для трех слабомагнитных разностей он не превышает 2.5.
Значительный объем геофизических исследований в районе подводной вулканической группы Софу был выполнен японскими исследователями в период с 1984 по 1989 г. по программе “Морская гидротермальная активность в Идзу-Бонинской дуге”. Ранее здесь также проведены гравиметрические и магнитные исследования.
На гравиметрических картах в редукции свободного воздуха подводной вулканической группе соответствует отчетливая аномалия субширотного простирания с максимумом в 200 мГал над скалой Софу. Рассчитанное значение эффективной плотности для подводного вулкана Софу составляет 2.97±0.03 г/см3.
На картах аномального магнитного поля выделяются дипольные изометрические аномалии субширотного простирания, тяготеющие к вулканическим постройкам (рис. 3). Градиентная зона практически совпадает с осевыми частями построек, где горизонтальный градиент поля достигает 150 нТл/км. К северу поле характеризуется отрицательными значениями, а к югу – положительными, что предполагает нормальную намагниченность постройки. К двухвершинной горе приурочена положительная аномалия интенсивностью + 400 нТл, а к западной - + 600 нТл. Сопряженные отрицательные аномалии имеют интенсивность – 550 нТл и – 450 нТл соответственно. Таким образом, размах аномалий достигает 950 нТл для двухвершинной горы и 1050 нТл для западной горы. Экстраполяция имеющихся данных на акваторию, непосредственно примыкающую к скале Софу, позволяет предположить, что этому вулкану соответствует аномалия в 1100 нТл с максимумом + 500 нТл и минимумом – 600 нТл.
Расчеты, проведенные на различных моделях по методу «подводной горы», показали, что двухвершинной горе соответствует вектор остаточной намагниченности величиной (7.7-8.8) А/м, имеющий наклонение 35o-41o и склонение от –24o до –32o (рис. 4а), а западному конусу – вектор величиной (6.3-6.5) А/м, имеющий наклонение 37o-43o и склонение от –15o до –21o (рис. 4б). Полученные наклонения векторов хорошо согласуются с современным геомагнитным полем, а склонения имеет западное направление по сравнению с последним (по данным Международного Аналитического Поля в момент проведения ГМС наклонение в данном районе ровнялось 40.5o, а склонение ровнялось – 4.2o). По всей видимости, изученные вулканические постройки образовались в момент западного экскурса геомагнитного поля, а их возраст не древнее 700 тысяч лет.
Аналогичные результаты для близлежащих островов Идзу Осима, Ниисима, Кодзу и Мияке были получены японскими учеными.
Анализируя результаты расчетов и данные геологического опробования можно сделать заключение, что двухвершинная и западная подводные горы сложены породами андезито-базальтового состава, а пемзы покрывают лишь привершинную часть и склоны духвершинной горы.
Подводная вулканическая группа Софу представляет собой вулканический центр четвертичного возраста. Породы исследованного района, образуя три главные группы различной основности, характеризуют типичный островодужный комплекс. По своим физическим свойствам породы сильно дифференцированы, причем наиболее магнитными являются свежие неизмененные разности. Магнитное поле построек, в основном, обусловлено их современным рельефом.
Эволюция вулканизма здесь происходила, вероятнее всего следующим образом:
- глубоководная стадия характеризуется проявлением базальтового вулканизма. Создается фундамент подводного вулканического хребта, и формируются толщи подушечных лав;
- промежуточная стадия характеризуется проявлением андезибазальтового вулканизм. Образуется ряд конусов в пределах подводной вулканической группы;
- мелководная стадия характеризуется эксплозивно-эффузивными извержениями кислых пемз дациандезитового и дацитового состава. Образуются потоки пемзы, экранирующие двухвершинную гору.
 Литература:
- Авдейко Г.П., Горшков А.П., Сапожников Е.А., Рашидов В.А. Подводная вулканическая группа Софу // Современный вулканизм и связанные с ним геологические, геофизические и геохимические явления (тезисы докладов). 5-е Всесоюзное вулканологическое совещание. Тбилиси, 1980. С. 77-78.
- Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. Каталог. М.:Наука, 1979. 475 с.
- Магнитное поле океана / Отв. ред. Городницкий А.М. М.: Наука, 1993. 285 с.
- Рашидов В.А., Горшков А.П., Иваненко А.Н. Магнитные исследования над подводными вулканами Эсмеральда и Софу // Изучение глубинного строения земной коры и верхней мантии на акваториях морей и океанов электромагнитными методами. М. :Издание ИЗМИРАН, 1981. С. 213-218.
- Рашидов В.А., Пилипенко О.В., Петрова В.В. Петромагнитные и микрозондовые исследования пород подводной вулканической группы Софу (Идзу-Бонинская островная дуга, Тихий океан) // Вулканология и сейсмология. 2015. № 3. С. 36-51.
- Рашидов В.А., Сапожников Е.А. Геолого-геофизические исследования подводной вулканической группы Софу (Идзу-Бонинская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2001. № 4. С. 39-47.
- Brown G., Taylor B. Sea-floor mapping of the Sumisu Rift, Izu-Ogasawara(Bonin) Island Arc // Bull. Geol. Surv. Japan. 1988. V. 39. № 1. P. 23-38.
- Fujioka K., Kido M., Yuasa M. Tectonic framework of Izu-Bonin Arc // NSF-IFREE MARGINS Subduction Factory WorkshopHawaii, 8-12 September 2002. P. 1-3.
- Honsa E., Tamaki K. The Bonin Arc // The okean basins and margins.V.7A.The Pacific Ocean. Plenum Press. New York and London. 1985. P. 459-502.
- Ishihara T. Gravimetric determination of dinsities of seamounts along the Bonin Arc // Seamounts, Islands and Atolls.Geophys. Monogr. Ser. V. 43. Edited by B. Keating et. al. 1987. AGU. Washington. P. 97-113.
- Ishihara T., Yamasaki T. Gravity anomalies over the Izu-Ogasawara (Bonin) and northern Mariana Arcs // Bull. Geol. Serv. Japan. 1991. V. 42. № 12. P. 687-701.
- Kodama K. A., Ueda S. Magnetization of Izu islands with special reference to Oshima volcano // J. Voican. and Geotherm. Res. 1979. № 6. P. 353-373.
- Padang van, N. M. Uber die Unterseevolkane der Erde. “De Ingenier in Nederlandsch-Indie , IV, Mijnbouw en Geologie. De Mijiningenerier”. Jaargang V. №.5 en 6. 1938. H. 69-83, 85-103.
- Yamazaki T. Heat flow in the Izu-Ogasawara(Bonin)-MarianaArc // Bull. Geol. Surv. Japan.1992. Vol. 43. № 4. P. 207-235.
- Yamazaki T., Ishihara T., Murakami F. Magnetic anomalies over the Izu-Ogasawara(Bonin) Arc, Mariana Arc and Mariana Trough // Bull. Geol. Serv. Japan. 1991. V. 42. № 12. P. 655-689.
- Yuasa M. Sofugan tectonic line. A new tectonic boundary separating northern and southern parts of the Ogasawara(Bonin) Arc, northwest Pacific // Formation of Active Ocean Margins. Edited by N. Nasu et al. TERRAPUB. Tokio. 1985. P. 483-496.
- Yasa M. Origin of along-arc geologic variations on the volcanic front of the Izu-Ogasawara (Bonin) Arc // Bull. Geol. Surv. Japan.1992. V.43. № 7. P.457-466.
- Yasa M., Nochara M. Petrografhic and geochemical along-arc variations of volcanic rocks on the volcanic front of the Izu-Ogasawara(Bonin) Arc // Bull. Geol. Surv. Japan. 1992.Vol. 43. № 7. P. 421-456.
- Yasa M., Murakami F., Saito E., Watanabe K. Submarine Topography of seamonts on the volcanic front of the Izu-Ogasavara(Bonin) Arc // Bull.Geol. Serv. Japan. 1991 V.12. № 12. P. 703- 743.
- Ueda Yoshio. Magnetic and Gravity Field Analyses of Izu-Ogasawara (Bonin) Arc and Their Tectonic Implications // J. Geomag. Geoelectr. 1996. V. 48. P. 421-445. http://hdl.handle.net/1834/15723
 Ссылки:
Скала
Софу |
