ИВиС ДВО РАН. Грант 05-III-А-08-104. Курильская островная дуга. Подводный вулкан Обручева

Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги

Подводный вулкан Обручева

Рис. 1

Подводный вулкан Обручева, названный в честь крупнейшего отечественного геолога палеонтолога, геоморфолога, географа, писателя-прозаика и фантаста, академика АН СССР В.А. Обручева, расположен в 50 км к север-северо-западу от о. Броутона. Он возвышается над дном Охотского моря на 2200 м, имеет размеры основании 11×15 км и довольно правильную конусовидную форму (рис. 2, 3а) и в каталог «Подводных вулканов и гор Курильской островной дуги» вошел под номером 6.2.

Крутизна склонов подводного вулкана Обручева возрастает от основания к привершинной части от 6 до 25°, а вблизи вершины превышает 30°. Подножие вулкана, судя по данным непрерывного сейсмоакустического профилирования, перекрыто осадками мощностью до 500-600 м. Размер погребенного под осадками основания вулканической постройки – 20×24 км, а ее полная высота – 2700-2800 м. Объем постройки ~ 400 км3. По мнению японских ученых, ранее выполнивших гидромагнитную съемку подводного вулкана Обручева, вулкан имеет меловой возраст, а его эффективная намагниченность составляет ~ 1 А/м.

В 21 рейсе НИС «Пегас» сахалинские коллеги провели два драгирования подводного вулкана Обручева и подняли обломки андезибазальтов и андезитов свежего не измененного облика, значительное количество обломков измененных фельзитов и дацитовых порфиров, редкие обломки габбро, гранодиорита, гранита. В одной из драг они обнаружили единичные гидротермально-измененных эффузивов и туфобрекчий с редкой вкрапленностью самородной серы, которые связали с фумарольной деятельностью подводного вулкана.

В 17-м рейсе НИС «Вулканолог», в привершинной части подводного вулкана Обручева в интервале глубин 960-1350 м выполнено три станции драгирования и поднят разнообразный по составу материал (рис. 4). Привершинную часть постройки, вероятно, слагают преобладающие в драгах пропилитизированные андезиты и дациандезиты. Появление на вершине вулкана разнообразных интрузивных и вулканогенно-осадочных пород, так же как и редких обломков относительно свежих базальтов, является, по нашему мнению, результатом ледового разноса. Мы считаем, что и драгированные в 21 рейсе НИС «Пегас» интрузивные и гидротермально-измененные породы также являются результатом ледового разноса.

Петромагнитные исследования горных пород, драгированных в 17 рейсе НИС «Вулканолог», показали, что диапазон изменения Jn драгированных горных пород – (0.02-0.42) А/м, магнитной восприимчивости æ – (0.04-30.77)×10-3 ед. СИ, а фактора Кенигсбергера – 0.15-19.
Подводный вулкан Обручева расположен в области слабоотрицательного аномального магнитного поля (рис. 3б). Минимальное значение магнитного поля (около -220 нТл) приурочено к север-северо-восточному склону, максимальное (до 30 нТл) – к привершинной части постройки с небольшим смещением к югу, то есть в целом эта часть постройки имеет намагниченность близкую по направлению к современному магнитному полю Т0 Земли. Размах аномалии, приуроченной к привершинной части постройки – 150-180 нТл, а полная амплитуда аномалии ~ 250 нТл.

Применение интегрированной системы СИНГУЛЯР позволило установить субвертикальное положение подводящих каналов и наличие на глубинах 3700-4200 м застывшего магматического очага (рис. 5).
3D моделирование вулканической постройки с помощью программы REIST из пакета структурной интерпретации гравитационных и магнитных аномалий СИГМА-3D, показало, что наиболее намагниченной является привершинная часть вулканической постройки (рис. 3в, 3г). Эффективная намагниченность здесь не превышает 0.55 А/м.

С помощью программы ИГЛА уточнено, что вектор намагниченности пород отклонен от вектора нормального магнитного поля T0 на угол около 12°, что может свидетельствовать об умеренной составляющей остаточной намагниченности (рис. 6). Интерпретационная томография (рис. 7а, 7б) приближенно отобразила контуры крутопадающей положительной аномальной зоны, протягивающейся от вершины вулканической постройки, где наблюдаются наиболее высокие значения поля, до глубины ~ 3 км. Решение смешанной обратной задачи магниторазведки монтажным методом (рис. 7в) позволило выделить крутопадающий аномалиеобразующий объект с вертикальной намагниченностью ~ 1 А/м, направление которой отличается приблизительно на 8° от направления нормального магнитного поля T0 в районе КОД.

Учитывая результаты наших исследований и тот факт, что в пределах вулканического пояса Большой Курильской гряды отсутствуют вулканогенные образования древнее неогена, предположение японских ученых о меловом возрасте подводного вулкана Обручева, нам кажется маловероятным. По-нашему мнению, вулканическая постройка подводного вулкана Обручева, скорее всего, образовалась в неогеновое время.


		Рис. 2. Фрагмент профиля непрерывного сейсмоакустического профилирования через подводный вулкан Обручева. Рис. 3. Подводный вулкан Обручева: а – батиметрия; б – аномальное магнитное поле ΔTа; в – распределение эффективной намагниченности горных пород; г – распределение эффективной намагниченности горных пород, изображенное на поверхности вулкана.
Рис. 2	Рис. 3

		Рис. 4. Драгированные горные породы. Рис. 5. Изображения, синтезированные системой СИНГУЛЯР для локализации особых точек функции, описывающей аномальное магнитное поле ΔTа подводного вулкана Обручева с наложенным рельефом дна по данным эхолотных промеров.
Рис. 4	Рис. 5

		Рис. 6. Уточнение ориентировки вектора намагниченности пород, слагающих подводный вулкан Обручева, с помощью программы ИГЛА. Рис. 7. Изолинии аномального магнитного поля ΔТа подводного вулкана Обручева (а); 3D-диаграмма, отражающая пространственное распределение квазинамагниченности горных пород (б); результаты решения смешанной обратной задачи магниторазведки монтажным методом (в).
Рис. 6	Рис. 7

Литература:

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. Комплексные геолого-геофизические исследования подводных вулканов Охотоморского склона Курильской островной дуги в 2014-2015 гг. // Вулканизм и связанные с ним процессы. XVIII ежегодная научная конференция, посвященная Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2015. С. 115-118.
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.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов А.А. Геофизические исследования подводного вулкана Обручева (Курильская островная дуга) // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: материалы 42-й сессии Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского (г. Пермь, 26–30 января 2015 г.). Горный ин-т УрО РАН, Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2015. С. 21-23.
Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов А.А. Комплексные геолого-геофизические исследования подводного вулкана Обручева (Курильская островная дуга) // Глубинное строение, геодинамика , тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Восьмые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича. Материалы конференции. Екатеринбург 14 – 18 сентября 2015. Екатеринбург: УрО РАН, 2015. С. 26-29.
Корнев О.С. Неверов Ю.Л., Остапенко В.Ф. и др. Результаты геологического драгирования в Охотском море на НИС «Пегас» (21-й рейс) // Геологическое строение Охотоморского региона. Владивосток: СахКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1982. С. 36-51.
Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. Пущаровский Ю.М. М.: Наука, 1992. 528 с.
Рашидов В.А., Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Трусов А.А. Применение современных геофизических технологий для узучения подводного вулкана Обручева в Курильской островной дуге // Физика геосфер: Девятый Всероссийский симпозиум, 21-24 сентября 2015 г., Владивосток, Россия: материалы докладов. Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 393-397.
Yasui M., Hashimoto Y., Ueda S. Geomagnetic and Bathymetric Study of the Okhotsk Sea - (1) // Oceanographical Magazine. 1967. V. 19. № 1. P. 73-85.