Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги
Подводный вулкан к северо-западу от о.Райкоке
Рис. 1
Подводный вулкан 3.18, расположенный на расстоянии 6.5 км к северо-западу от острова Райкоке (рис.1), располагается на пересечении двух тектонических линий: субмеридиональной, проходящей параллельно прогибу пролива Крузенштерна, и линии имеющей азимут 115°. Относительная высота вулкана ~ 900 м, а размер основания по изобате 1200 м – 7.5 х 6 км (рис.2).

Плоская привершинная часть, расположенная на глубинах 220-250 м, имеет два пика. Отмеченная минимальная глубина равна 216 м. На глубине ~ 800 м вулкан сливается основанием с островом-вулканом Райкоке. Крутизна склонов вулкана изменяется от 16.7° до 24°, увеличиваясь от подножия к вершине. Объем вулканической постройки ~ 150 км3. В верхней части вулкан имеет форму довольно правильную конусовидную форму.

Судя по данным непрерывного сейсмоакустического профилирования, конус вулкана существенно лавовый (рис.3). Рыхлые отложения на склонах вулкана практически отсутствуют. Лишь у подножия появляется маломощный шлейф “акустически мутных” отложений. Мощность их незначительна, менее 0.1 с в масштабе удвоенного времени распространения сигнала. Вероятнее всего, шлейф сложен рыхлыми вулканогенными отложениями или переотложенными продуктами разрушения вершины вулкана. Плоская вершина вулкана, вероятнее всего, сформировалась во время позднеплейстоценового понижения уровня моря, т.е. возраст вулкана доголоценовый. В то же время практически полное отсутствие осадочных отложений у его подножия свидетельствует об относительно молодом возрасте вулкана. Возможно, он сформировался во время последнего оледенения или незадолго до него.

Уплощенная вершина вулкана в настоящее время находится на глубинах 220-250 м, что более чем на 100 м превышает величину понижения уровня моря в позднем плейстоцене. Возможно, это может свидетельствовать о значительном погружении дна моря в данном районе в голоцене. Средняя скорость этого погружения в голоцене должна была превышать 10 мм/год. При драгировании с привершинной части вулкана были подняты свежие и измененные двупироксеновые и амфибол-двупироксеновые андезибазальты, пироксен-амфиболовые андезиты, туфы, туфогравелиты и туфобрекчии. Андезито-базальты принадлежат к лавам умеренно-калиевой серии нормального по щелочности ряда. Они характеризуются высокой глиноземистостью, умеренным содержанием Ba, Sr, Rh и низким – Ni и Cr.

Основание вулкана окаймлено отрицательной аномалией магнитного поля интенсивностью 300 нТл. К привершиннной части постройки приурочена положительная изометричная аномалия, в пределах которой отмечены две локальные аномалии интенсивностью более 200 нТл и 300 нТл, связанные с двумя пиками на вершине. Таким образом, размах аномалии, соответствующей подводному вулкану равен 600 нТл (рис.4а). Вулкан намагничен по направлению современного магнитного поля. Анализ аномального магнитного поля этого подводного вулкана выполнен с помощью программного комплекса SAPFIR.

Трансформация в верхнее полупространство на высоты 200 м, 500 м и 1000 м (рис.4б, в, г), показала, что поле затухает с высотой, меняясь как по значениям интенсивности, так и по своей конфигурации. При пересчете на высоту 1000 м поле носит явно выраженный дипольный характер обусловленный, вероятно, глубинными источниками. Подобный характер затухания магнитного поля с высотой, видимо, обусловлен значительным вкладом в наблюдаемое поле как составляющей, связанной с приповерхностной частью вулканической постройки, которая интенсивно затухает при пересчете вверх, так и составляющей, связанной с глубинными корнями.
Правильная конусовидная форма вулканической постройки, однородный состав довольно свежих вулканических пород, намагничение постройки по направлению современного магнитного поля и незначительная мощность осадков, перекрывающих подножие вулкана, свидетельствуют о его молодом (четвертичном?) возрасте.

Петромагнитные исследования драгированных образцов показали, что породы имеют относительно высокие значения естественной остаточной намагниченности Jn, а относительно низкие значения естественной остаточной намагниченности, несмотря на высокую концентрацию ферромагнитных зерен, обусловлены многодоменной структурой зерен. Вектор эффективной намагниченности горных пород Jэф имеет склонение 93.2° и наклонение 27.6° и развернут относительно нормального магнитного поля Земли Т0 на 71.2° (рис. 5), что свидетельствуют о приуроченности времени образования подводного вулкана 3.18, как и других вулканов Курильской островной дуги, 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 0.6 км и 2.2–2.4 км (рис. 6).

Трехмерное моделирование вулканической постройки с помощью пакета структурной интерпретации гравитационных и магнитных аномалий СИГМА-3D показало, что максимальная эффективная намагниченность подводного вулкана 3.18 составляет 1.8 А/м (см. рис. 7в, 7г). Томографический анализ аномального магнитного поля подводного вулкана 3.18 (рис. 8) по первой вертикальной производной составляющей аномального магнитного поля (∂∆Tα)/∂z показал две положительные субвертикальные зоны, прослеживающиеся на значительную глубину (>2 км) и две зоны с меньшей амплитудой, наклонно примыкающие к субвертикальным зонам до глубины 500 м.
Максимально намагниченной для основных и боковых зон является привершинная часть, а с глубиной намагниченность снижается. Выявленные области, скорее всего, являются подводящими каналами.


Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Литература:

  1. Бондаренко В.И., Брусиловский Ю.В., Иваненко А.Н., Рашидов В.А. Подводный вулкан, расположенный к северо-западу от острова Райкоке //Вулканизм и геодинамика. Материалы II Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Екатеринбург, 2003. С. 847- 850.
  2. Брусиловский Ю.В., Иваненко А.Н., Рашидов В.А. Анализ магнитного поля трех позднекайнозойских подводных вулканов в северной части Курильской островной дуги // Вулканология и сейсмология. 2004. № 2. С. 73-83.
  3. Иваненко А. Н. Моделирование магнитного поля // Магнитное поле океана. М.: Наука, 1993. C. 68-88.
  4. Подводный вулканизм и зональность Курильской островной дуги / Отв. ред. академик Ю. М. Пущаровский. М.: Наука, 1992. 528 с.
  5. Рашидов В.А., Гирина О.А., Озеров А.Ю., Павлов Н.Н. Извержение вулкана Райкоке (Курильские острова) в июне 2019 г. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2019. № 2. Вып. 42. С. 5–8.
  6. 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 исследования подводного вулкана 3.18 (Центральные Курилы) // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей: Материалы 47-й сессии Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского - В.Н. Страхова. Воронеж, 27 января – 30 января 2020 г. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2020. С. 37-41.
  7. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль А.С., Новикова П.Н., Петрова В.В., Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Трусов А.А. Вулканический массив Райкоке (Курильская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2021. № 4. С. 61–80. https://doi.org/10.31857/S0203030621030020
  8. Smirnov S.Z., Nizametdinov I.R., Timina T.Yu., Kotov A.A., Sekisova V.S., Kuzmin D.V., Kalacheva E.G., Rashidov V.A., Rybin A.V., Lavrenchuk A.V., Degterev A.V., Maksimovich I.A., Abersteiner Adam High explosivity of the June 21, 2019 eruption of Raikoke volcano (Central Kuril Islands); mineralogical and petrological constraints on the pyroclastic materials // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2021. V. 418. 107346. 15 p. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2021.107346
Ссылки:
  1. http://kuriles-tour.ru/islands.shtml?raykoke
  2. https://eugene.kaspersky.ru/2019/09/19/rajkoke-ostrov-neprostoj-sudby/

Остров Райкоке. © Фото А.В. Рыбина

Вулкан Райкоке. © Фото Н.Н. Павлова

©Дизайн [email protected]
Copyright © 2004-2024 ИВиС ДВО РАН