Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги
Погребенная подводная вулканическая зона к западу от острова Парамушир
Главная |  ИВиС  |  КНЦ
вулкан 3.8 Вулканический массив Рикорда вулканы 2.7 и 2.8 вулкан Макарова подводный хребет Броутона вулкан Берга подводный хребет Гидрографов кальдера Львиная Пасть вулкан 1.4 вулкан 3.18 к северо-западу от о.Райкоке вулканы Белянкина и Смирнова вулкан Григорьева лавовые конусы у острова Парамушир вулкан Юбилейный вулкан Крылатка вулканический массив Черные Братья вулканический массив Эдельштейна подводный хребет Броутона вулкан 6.13

В период с 1981 по 1991 гг. на запад-северо-западном склоне о. Парамушир, приблизительно посередине между вулканами Алаид и Анциферова (рис. 1), в тыловой части Курильской островной дуги (КОД) были выполнены многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых по изучению акустических аномалий, зафиксированных в водной толще в точке с координатами 50o30.8' с.ш. и 155o18.45' в.д. По своей форме выявленные помехи напоминали факелы или султаны. Эти факелы фиксировались от дна моря на глубине около 700 м до глубин 200-400 м (рис. 2).
По результатам исследований, проведенных в 1982-1983 гг. в 13-м, 15-м и 17-м рейсах НИС «Вулканолог» было выявлено, что акустические аномалии приурочены к слабо проявленной косо ориентированной по отношению к КОД вулканической зоне, представленной почти полностью погребенными экструзивными куполами или небольшими вулканическими конусами.
Первоначально было высказано предположение о газогидротермальной природе выявленных гидроакустических аномалий, а позднее - об их газовой природе и возможном развитии в данном районе процессов гидратообразования в верхней части осадочного разреза.
В 1986 г. в рейсе 11а НИС «Мстислав Келдыш» дно в районе гидроакустической аномалии было обследовано с помощью подводного обитаемого аппарата «Пайсис. Во время этих исследований никаких гидротермальных источников выявлено не было. В месте проявления гидроакустической аномалии были отмечены рассеянные выделения пузырьков газа в водную толщу, в основном, метана. При литологических исследованиях грунтовой трубкой с глубины 3 м ниже дна были подняты газовые гидраты. Позднее в этом месте газовые гидраты были подняты в 1991 г. в рейсе НИС «Геолог Петр Андропов».
Несмотря на довольно значительный объем исследований, выполненных в районе проявления гидроакустических аномалий, и большое количество публикаций, большинство ранее опубликованных работ было направлено на изучение рельефа дна на участке 2х1 км в районе проявления гидроакустических аномалий, состава выделяемого газа и поднятых газогидратов.
В 1985-86 гг. в 24-ом и 25-ом и в 1989 г. в 34-ом рейсах НИС «Вулканолог» в описываемом районе на полигоне размером 38х22 км были выполнены детальные геофизические.
a
б
а - НИС «Вулканолог», 1983 г.
б - НИС «Геолог Петр Андропов», 1991 г.
Рис. 2. Выходы свободного газа у о. Парамушир

Данные детальных геофизических исследований позволяют идентифицировать в данном районе 4 подводных вулкана (рис. 3).
В первую очередь здесь выделяется сложный погребенный вулканический массив, обнаруженный в 15-м рейсе НИС «Вулканолог» в 1982 г. Массив почти полностью погребен толщами осадочных отложений, мощностью более 1500 м. На поверхности дна моря обнажается лишь верхушка массива (рис. 4). Привершинная часть массива характеризуется неровным рельефом, Здесь можно выделить, по крайней мере, 3 вершины, разделяющиеся небольшими понижениями рельефа. Они образуют 2 невысоких холма в рельефе дна – северный, с минимальной зарегистрированной глубиной над вершиной 670 м, и двухвершинный южный, с минимальными зарегистрированными глубинами над обеими вершинами 580 м. Глубина моря на прилегающих к массиву участках – 650-700 м (рис. 5).
Именно южный холм и вошел в «Каталог подводных вулканов Курильской островной дуги» под номером 1.2. Мы предполагаем в дальнейшем относить каталожный номер 1.2 ко всему погребенному вулканическому массиву, а не только к его южной вершине.
Вулканический массив 1.2 состоит, вероятнее всего, из нескольких тесно слившихся вулканических конусов Превышение вершины над основанием массива более 1550 м. Протяженность основания массива от 5 до 9.2 км. Склоны массива очень крутые – 5-200 в его нижней части, и до 15-300 в средней и верхней частях. Объем массива 25-30 км3.
С юга к массиву 1.2 примыкает небольшая погребенная вулканическая структура – вероятнее всего экструзивный купол (рис. 3). Купол полностью погребен осадочными отложениями. Мощность их над вершиной купола – около 100 м. Размер купола по основанию - около 2.6 – 2.7 км, высота – около 200-250 м. Купол и массив 1.2, по-видимому, располагаются на одном из долгоживущих разломов, ограничивающих с востока прогиб Атласова.
Вулканический массив 1.2 и экструзивный купол являются магнитными и образуют четкие положительные аномалии (DТ)а, в пределах которой отмечены два экстремума интенсивностью 480 и 440 нТл (рис. 6). Выполненное двухмерное моделирование показало, что эффективная намагниченность вулканического массива 1.2 составляет 1.56 А/м, а экструзивного купола – 3.7 А/м.
Южнее массива 1.2 выявлены подводные вулканы 1.5 и 1.7 (рис. 3).
Вулкан 1.5 в настоящее время почти полностью погребен осадочными отложениями, на поверхность дна выходит лишь его вершина, образующая холм высотой около 100 м (рис. 3, 7). Минимальная зафиксированная глубина над вершиной 520 м. Склоны очень крутые до 30-350. Превышение вершины над основанием на юго-западе около 450 м, на северо-востоке – около 550 м. Размер основания вулкана 3х3.5 км, объем – около 2 км3. К подводному вулкану 1.5 приурочена положительная аномалия магнитного поля (DТ)а интенсивностью 440 нТл (рис. 6).
Вулкан 1.7 располагается у подножия островного склона о. Парамушир (рис. 3). Склоны вулкана очень крутые – до 300 и более. Плоская вершина вулкана располагается на глубине около 650 м (рис. 7), что свидетельствует о значительном опускании прилегающих к вулкану участков дна с того времени, когда его вершина была срезана в результате абразии. При современном уровне изученности можно говорить о том, что к подводному вулкану 1.7 приурочена положительная аномалия магнитного поля (DТ)а интенсивностью 210 нТл (рис. 6). Судя по положению в разрезе, этот вулкан может быть одновозрастным с массивом 1.2.

В южной части полигона выделен еще один небольшой вулкан 1.6 (рис. 3). Большая часть вулкана перекрыта осадочными отложениями, лишь острая вершина поднимается над ними, образуя небольшой холм высотой до 100 м. Минимальная зафиксированная глубина над вершиной – 400 м. Склоны постройки неровные, очень крутые – до 25-300. Превышение вершины над основанием около 450 м. Вулкан 1.6, скорее всего, представляет собою небольшой лавовый купол. К подводному вулкану 1.6 приурочена положительная аномалия магнитного поля (DТ)а интенсивностью 110 нТл (рис. 6).
В пределах полигона исследований отмечены обособленные крупные оползневые тела. Объем самых крупных из них достигает 1-1.9 км3. Обнаруженные в районе исследований многочисленные пологие холмы и гряды можно относить к грязевым вулканам, или вулканоидам (рис. 3).
Парамуширские гидроакустические аномалии приурочены к долгоживущей зоне глубинных разломов на границе структур прогиба Атласова и Парамуширского островного блока. Эта зона является активной, по крайней мере, с неогена. Активность проявлялась в значительных вертикальных и, возможно, горизонтальных движениях по разломам, вулканизме, гидротермальной деятельности.
Продолжающаяся гидротермальная деятельность, по-видимому, приводит к разрушению в зоне разлома, имеющего широкое распространение в данном регионе, газогидратного слоя и таким образом стимулирует отмечающиеся здесь проявления грязевого вулканизма.
Можно предполагать две вспышки магматической активности: более ранняя, неогеновая, когда возникли крупные вулканический массив 1.2 и вулкан 1.7, и более поздняя, позднеплиоценовая или четвертичная, когда могли сформироваться небольшие вулканы 1.5 и 1.6.
Рис. 7. Фрагмент сейсмограммы непрерывного сейсмоакустического профилирования по профилю, проходящему через подводные вулканы 1.5 и 1.7.

Литература:

  1. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. «Вулканолог» исследует газовый факел // Природа. 1986. № 7. С. 80-87.
  2. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.П., Бондаренко В.И. и др. Подводная гидротермальная активность на Северо-западном склоне о. Парамушир // Вулканология и сейсмология. 1984. № 6. С. 66-81.
  3. Баранов Б.В., Гедике К,. Леликов Е.П. Газовый факел в Охотском море // Природа.1996. № 9. С. 43-47.
  4. Бондаренко В.И., Надежный А.М. Акустические неоднородности осадочного чехла в районе предполагаемого газогидротермального выхода у о. Парамушир // Вулканология и сейсмология. 1987. № 2. С. 100-104.
  5. Бондаренко В.И., Рашидов В.А. Погребенная подводная вулканическая зона к западу от о. Парамушир (Курильская островная дуга) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2006. № 2 Вып. 8. С. 69-85.
  6. Веселов О.В., Куделькин В.В., Чухонцев В.И. Особенности распространения и образования газовых гидратов в Охотском море // Строение земной коры и перспективы нефтегазоносности в регионах Северо-Западной окраины Тихого океана / Отв. ред. Кочергин Е.В., Сеначин В.Н. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2000. Т. 1. С. 7-37.
  7. Гавриленко Г.М. Подводная вулканическая и гидротермальная деятельность как источник металлов в железо-марганцевых образованиях островных дуг. Владивосток: Дальнаука, 1997. 164 с.
  8. Геология и полезные ископаемые шельфов России. Атлас / Гл. редактор М.Н. Алексеев. М.: Научный мир, 2004. Лист 1-28.
  9. Геолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островной системы / Под. ред. К.Ф. Сергеева, М.Л. Красного. Л.: ВСЕГЕИ, 1987. 36 л.
  10. Гинзбург Г.Д., Соловьев В.А. Геологические модели газогидратообразования // Литология и полезные ископаемые. 1990. № 2. С. 76-87.
  11. Гинзбург Г.Д., Соловьев В.А. Субмаринные газовые гидраты. Спб:ВНИИОкеангеология, 1994. 199 с.
  12. Глумов И.Ф., Глумов А.И., Казмин Ю.Б., Юбко В.М. Газовые гидраты Мирового океана // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2005. № 2. С. 30-40.
  13. Демина Л.Л., Пашкина В.И., Давыдов М.П. Поведение металлов в иловых водах в районе выхода газового источника (северо-западный склон о. Парамушир, Охотское море) // Геохимия. 1989. № 6. С. 816-824.
  14. Егоров Ю.О. Геологическое строение и газонасышенность морских осадков современных вулканических областей. Владивосток: Дальнаука, 2001. 138 с.
  15. Зоненшайн Л.П. Газовый источник на дне Охотского моря // Природа. 1987. № 8. С. 53-57.
  16. Зоненшайн Л.П., Мурдмаа И.О., Баранов Б.В. и др. Подводный газовый источник к западу от о. Парамушир // Океанология. 1987. T. XXVII. Вып. 5. С. 795-800.
  17. Леин А.Ю., Гальченко В.Ф., Покровский Б.Г. и др. Морские карбонатные конкреции как результат процессов микробного окисления газогидратного метана в Охотском море // Геохимия. 1989. № 10. С. 1396-1406.
  18. Матвеева Т.В., Соловьев В.А. Газовые гидраты Охотского моря: закономерности формирования и распространения // Российский химический журнал. 2003. Т. 157. № 3. С. 101-111.
  19. Надежный А.М., Бондаренко В.И., Егоров Ю.О., Дубровский В.Н. Сейсмоакустические аномалии Охотского моря: Ареалы распространения и природа // Вулканологические исследования на Камчатке. Петропавловск-Камч., 1988а. С. 115-118.
  20. Надежный А.М., Бондаренко В.И. Газовые гидраты в Прикамчатско-припарамуширской части Охотского моря // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306. № 5. С. 1192-1195.
  21. Новейший и современный вулканизм на территории России / Отв. ред. Н.П. Лаверов. М.: Наука, 2005. 604 с.
  22. Обжиров А.И. Газогеохимические поля придонного слоя морей и океанов. М.: Наука, 1993. 139 с.
  23. Обжиров А.И., Астахова Н.В., Липкина М.И. и др. Газогеохимическое районирование и минеральные ассоциации дна Охотского моря. Владивосток: Дальнаука, 1999. 184 с.
  24. Обжиров А.И., Казанский Б.А., Мельниченко Ю.И. Эффект звукорассеивания природной воды в краевых частях Охотского моря // Тихоокеанская геология. 1989. № 2. С. 119-121.
  25. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Пущаровский Ю.М. М.: Наука, 1992. 528 с.
  26. Рашидов В.А. Геомагнитные исследования подводных вулканов северной части Курильской островной дуги // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. ИВГиГ ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский. 2001. С. 300-315.
  27. Соловьев В.А. Природные газовые гидраты как потенциальное полезное ископаемое // Российский химический журнал. 2003. Т. 157. № 3. С. 59-69.
  28. Соловьев В.А., Гинзбург Г.Д., Дуглас В.К. и др. Газовые гидраты Охотского моря // Отечеств. геология. 1994. № 2. С. 10-17.
  29. Стефанон А. Акустические характеристики газонасыщенных осадков северной части Адриатического моря // Акустика дна океана / Под ред. У. Купермана и Ф.М. Енсена. М.: Мир, 1984. С. 59-64.
  30. Тектоника и углеводородный потенциал Охотского моря / Отв. ред. К.Ф. Сергеев. Владивосток: ДВО РАН, 2004. 160 с.
  31. Черткова Л.В., Гусева В.И. Роль подводных термальных выходов в формировании газогидрохимического состава морских вод Курильской островной дуги // ДАН СССР.1986. Т. 290. № 5. С. 1229-1233.
  32. Черткова Л.В., Стунжас П.А. Геохимия газов Парамуширского подводного источника (Курильская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 1990. № 3. С. 36-50.
  33. Basov E.I., T.C.E. van Weering, C. Gaedike et al. Seismic facies and specific character of the bottom simulating reflector on the western margin of Paramushir island, Sea of Okhotsk // Geo-Marine Letters. 1996. № 16. P. 297-304.
  34. Gaedicke С., Baranov B.V., Obzhirov A.I. et al. Seismic stratigraphy, BSR distribution and venting of metan - rich fluids west off Paramushir and Onekotan Islands, northern Kurils // Marine Geology. 1997. Vol. 136. Р. 259-276.
  35. Soloviev V.A., Ginsburg G.D. Formation of submarine gas hydrates // Bul. of the Geological society of Denmark. 1994. Vol. 41. P. 80-85.
  36. Soloviev V.A., Ginsburg G.D. Water segregation in the course of gas hydrate formation and accumulation in submarine gas seepage fields // Marine Geology. 1997. Vol. 137. №1-2. P. 55-68.
Назад  |  На первую |  ИВиС  |  КНЦ

©Дизайн [email protected]
Copyright © 2004-2007 ИВиС ДВО РАН