Геомагнитные исследования при изучении подводных вулканов островных дуг и окраинных морей западной части Тихого океана

Глава 3. Геомагнитные исследования подводных вулканов Курильской островной дуги.

В пределах Курильской островной дуги (КОД) выделено 8 вулканических зон, которые находят свое отражение в структуре аномального магнитного поля, и 116 подводных вулканов и гор (Авдейко и др., 1992, 2005; Бондаренко, Рашидов, 2003, 2004, 2006, 2008; Бондаренко и др., 1994). Большая часть вулканических построек намагничена по направлению современного магнитного поля. Интенсивность аномалий, наблюдаемых над подводными вулканами, изменяется от 70 до 1000 нТл. В пределах КОД в рейсах НИС <Вулканолог> изучено 109 подводных вулканов.

Применение разработанной технологии количественной интерпретации материалов ГМС при изучении подводных вулканов КОД показало, что АМП плосковершинного подводного вулкана Крылатка обусловлено его современным рельефом (Бабаянц и др., 2005; Блох и др., 2010; Рашидов, Бондаренко, 2004). Вероятно, породы, слагающие центральную часть вулканической постройки в интервале глубин 180-700 м, подверглись значительным гидротермальным изменениям, в результате чего произошло уменьшение их намагниченности.

Возможно, что этот слабо намагниченный блок представляет собой вершинную кальдеру, заполненную продуктами разрушения верхней части постройки и галечником. Следует отметить достаточно хорошее совпадение результатов 2.5D и 3D моделирования, хотя в трехмерном случае модель становится более дифференцированной и отражает тонкие детали внутреннего строения вулкана. На СЗ склоне в привершинной части постройки в интервале глубин 330-530 м подняты железомарганцевые корки гидротермального генезиса (Авдейко и др., 1992; Гавриленко, 1997; Glasby et al., 2006). На записях эхолотных промеров в рейсах НИС <Вулканолог> в 1983, 1987 и 1989 гг. в центре плоской вершины вулкана в интервале глубин 210-250 м отмечены акустические аномалии в водной толще, которые могут быть вызваны фумарольной деятельностью (Рашидов, Бондаренко, 2004).

Излияние лавовых потоков плосковершинного подводного вулкана Берга происходило в привершинной части западного склона постройки (Блох и др., 2008). Судя по величине эффективной намагниченности, превышающей 9 А/м, и результатам драгирования (Остапенко, 1978; Остапенко, Кичина, 1977) эти потоки сложены, скорее всего, базальтами и изливались, вероятнее всего, уже в подводных условиях.

В вулканическом массиве Черных Братьев выявлены кальдера Горшкова и Внешняя кальдера Горшкова (Бондаренко, Рашидов, 2003). В эволюции массива выделено пять этапов: древний докальдерный, древний кальдерный, межкальдерный, молодой кальдерный и современный посткальдерный. В пределах массива на записях эхолота были обнаружены многочисленные акустические аномалии, которые, вероятнее всего, вызваны подводной газогидротермальной активностью.

На СВ и ЮЗ островершинного вулкана Юбилейный выделено две верши- ны, а на склонах вулкана - 7 побочных лавовых конусов. Вершины вулкана и побочные конусы характеризуются повышенными значениями намагниченности, что свидетельствует об однотипности слагающих их пород. Вулкан имеет молодой, возможно голоценовый, возраст (Бабаянц и др., 2005; Блох и др., 2010). Сделано предположение о нахождении на глубине ~ 3.5 км магматической камеры.

АМП подводного вулкана к западу от о. Райкоке обусловлено как состав- ляющей, связанной с современным рельефом, так и глубинными корнями вулкана (Бондаренко и др., 2003; Брусиловский и др., 2004).

Интенсивность магнитных аномалий, приуроченных к ЮЗ и СВ постройкам подводного вулканического массива Эдельштейна, достигает, соответственно, 1060 и 850 нТл (рис. 4). Максимальный градиент магнитного поля, равный 350 нТл/км, приурочен к привершинной части СЗ склона СВ вулканической постройки. АМП вулканического массива Эдельштейна обусловлено, в основном, его современным рельефом (Рашидов, Бондаренко, 2003). СВ постройка имеет <юго-восточное> направление подводящего канала (Блох и др., 2010), а ЮЗ постройка - <юго-западное>.

АМП плосковершинного подводного вулкана Смирнова обусловлено его современным рельефом. Вулканическая постройка сложена высококалиевыми амфиболсодержащими андезитами (Авдейко и др., 1992; Рашидов, 2001; Рашидов, Бондаренко, 1998). Сделано предположение о наличие магматической камеры на глубине немногим более 2 км (Блох и др., 2010).

АМП подводного островершинного подводного вулкана Белянкина (рис. 5) обусловлено его постройкой, сложенной довольно однородными породами, что хорошо согласуется с данными геологического опробования (Авдейко и др., 1992; Кичина, Остапенко, 1977; Рашидов, 2001; Рашидов, Бондаренко, 1998). Основание вулкана, по-видимому, начало формироваться в плиоцене, а основная часть постройки сформировалась в плейстоцене. Естественная остаточная намагниченность пород, слагающих вулканическую постройку, изменяется в пределах 10-29 А/м, а Q-фактор - в пределах 5.5-16. Сделано предположение о существовании магматической камеры на глубине 4 км (Блох и др., 2010).

Островершинный подводный вулкан 1.4 был открыт в 1989 в 34-м рейсе НИС <Вулканолог> (Рашидов и др., 1992). Установлено, что наибольшая эффективная намагниченность отмечена на СЗ склонах постройки, на глубинах 1100-1200 м, где расположен активный вулканический центр (Бабаянц и др., 2006; Блох и др., 2007). Возраст образования вулкана находится в интервале 0.4-0.7 млн. лет (Бондаренко и др., 1994). Сделано предположение о наличие подводящего канала, имеющего <юго-западное> направление (Блох и др., 2010).

Данные детальных геофизических исследований в районе погребенной подводной вулканической зоны к западу от о. Парамушир позволили идентифицировать четыре подводных вулкана, которые отчетливо отражаются в магнитном поле наличием локальных аномалий интенсивностью 110-480 нТл. В пределах зоны можно предполагать две вспышки магматической активности: неогеновую и позднеплиоценовую или четвертичную (Бондаренко, Раши- дов, 2006).

Вулканический массив Алаид размером 23 × 30 км состоит из острова- вулкана Алаид (о. Атласова) и подводного вулкана Григорьева.

В ХХ веке произошли последние извержения вулкана Алаид: латеральные - в 1933-1934 гг. Такетоми и в 1972 г. прорыв Олимпийский, а также в 1981 г. - терминальное. На вулкане Алаид обнаружено 36 паразитических кратеров со шлаковыми конусами, расположенных как у основания вулкана, так и на его склонах и сконцентрированных в нескольких группах (Абдурахманов и др., 1978; Горшков, 1967).

Вершина подводного вулкана Григорьева срезана абразией и снивелирована до уровня 120-140 м (рис. 6), что практически соответствует положению уровня моря в позднем плейстоцене.

В З и ЮЗ частях вершины отмечены скальные выступы, поднимающиеся до глубин 50-55 м (Авдейко и др., 1992; Бабаянц и др., 2005; 2006; Блох и др., 2005, 2006). Возможно, они являются отпрепарированным некком, а может быть, образовались после формирования вершины и представляют голоценовые экструзии или небольшие лавовые постройки. На ЮЗ склоне вулкана на глубинах 230-750 м отмечена цепочка скальных выступов СВ простирания, которые, вероятно, также являются экструзивными или лавовыми куполами.

Естественная остаточная намагниченность драгированных базальтов изме- няется в диапазоне 1.47-28.45 А/м.

Установлено, что эффективная намагниченность отмеченных скальных выступов (рис. 6) сопоставима с намагниченностью самой постройки подводного вулкана Григорьева (Бабаянц и др., 2005, 2006; Блох и др., 2005, 2006). Это указывает на их лавовую природу, а отмеченные неоднородности рельефа действительно являются лавовыми куполами, развитыми вдоль радиальной трещины СВ простирания. С большой долей вероятности, можно предположить, что вся постройка подводного вулкана Григорьева сложена однотипными вы- сокоглиноземистыми базальтами.

Сделано предположение о наличии на глубине ~ 1-1.5 км магматических камер и о субвертикальном направлении подводящих каналов (Блох и др.,19 2010). Подводный вулкан Григорьева является самостоятельным вулканическим сооружением (Блох и др., 2005, 2006), а не боковым конусом вулкана Алаид, как предполагалось ранее (Абдурахманов и др., 1978; Безруков и др., 1958; Горшков, 1967) и, возможно, является потенциально активным.

Наличие множества побочных конусов и куполов является характерным отличием вулканического массива Алаид от большинства остальных массивов и одиночных вулканов КОД.

В КОД на долю островершинных подводных вулканов приходится 56%, а 44% - на долю плосковершинных. Суммарный объем подводных вулканов КОД по минимальным оценкам составляет 9151 км³.