Геомагнітні дослідження позднекайнозойскіх підводних вулканів північній частині Курильської острівної дуги

В. А. Рашидов

В період 1981-1991 рр.. з борту НІС "Вулканолог" було виконано комплексне дослідження підводних вулканів Курильської острівної дуги (КОД). Обов'язковим методом дослідження була гідромагнітная зйомка. Наводиться опис регіонального магнітного поля КОД. Дано геомагнітні характеристики чотирьох підводних вулканів і трьох похованих лавових конусів, що входять до підводні вулканічні групи "Парамушірская" і "Маканруші". Зроблено припущення про вік освіти підводних вулканічних будівель і склад складають їх порід.

Вступ

Вивчення будови зони переходу від Азіатського материка до Тихого океану являє безперечний інтерес, тому що тут в цей час відбуваються інтенсивні геологічні процеси, поверхневим проявом яких є висока сейсмічність і сучасний вулканізм.

Островодужние системи - одна з визначальних елементів цієї зони переходу. Курильська острівна дуга (КОД) являє собою типову острівну дугу Східної Азії.

Вона простягається від о.Хоккайдо до південного краю п-ова Камчатка. З південно-сходу вона пов'язана з Курило-Камчатський глибоководним жолобом, а з північного заходу межує з Курильської улоговиною.

Верхня частина геологічного розрізу Великий Курильської гряди представлена среднепліоценовимі і четвертинними вулканогенними і вулканогенно-осадовими породами.

Четвертинні вулканічні породи КОД дуже схожі з неогеновими і спільно з ними представляють типову андезитового формацію орогенного типу [64].

Північна частина КОД в структурному відношенні більш близька до Південної Камчатці, ніж до решті ділянки великої Курильської гряди [32].

В рамках проблеми вивчення будови зони переходу від Азіатського материка до Тихого океану в 8 експедиціях з борту НІС "Вулканолог" Інститутом вулканології та Інститутом вулканічної геології і геохімії в 1981-91 рр.. було виконано комплексне вивчення 97 підводних вулканів КОД [44]. Обов'язковими методами досліджень були ехолотний промір, безперервне сейсмічне профілювання (НСП), гідромагнітная зйомка (ГМС), драгірованіе та відбір проб пухких опадів.

Перші відомості про підводних вулканах КОД були отримані в результаті проведення експедицій Інститутом океанології АН СРСР на НДС "Витязь" в кінці 50-х років [8]. У 70-і і 80-і роки. Сахалінський комплексний науково-дослідний інститут провів ряд експедицій на НДС "Пегас", "Морський геофізик" та "Орлик", спрямованих на вивчення речовинного складу підводних вулканів в межах цієї дуги [11,12,28,33-36,40-43,58]. Дві експедиції в північній частині ККОС проведені в кінці 60-х японськими фахівцями [72,73].

Вивченню КОД присвячена велика вітчизняна література. Своєрідною підсумкової роботою, в якій відображені геофізичні поля і глибинну будову КОД, з'явився геолого-геофізичний атлас Курило-Камчатської острівної дуги [18].

Регіональнвя характеристика магнітного поля Курильської острівної дуги

Особливе місце в ряду методів, що застосовуються сьогодні для вивчення підводного вулканізму, займають геомагнітні дослідження. Аналіз карт аномального магнітного поля відкриває шлях до вивчення внутрішньої будови вулкана, його еволюції, визначення віку утворення вулкана, що складають його характеристик порід, геодинаміки і тектоніки районів дослідження і до пошуку нових підводних вулканів.

В межах Курильської острівної дуги виконано великий обсяг гідро-і аеромагнітних досліджень [11,12,16,17,20,33-36,57,62,64,72,73], що дозволили виявити основні регіональні особливості магнітного поля [18,33-36,59,60,65,66].

Регіональна характеристика магнітного поля в межах описуваного регіону за основними морфоструктурно елементів наведена в напрямку від Тихого океану до Охотського моря.

Магнітне поле крайової частини Тихоокеанської плити, включаючи вал Зенкевич і океанський схил глибоководного жолоба, неоднорідна. Для ділянки плити, що примикає до Південним Курил, характерні смугові лінійні аномалії північно-східного простягання, які зв'язуються з чергуванням зон прямий і зворотній намагніченості другого шару океанічної кори [66]. Смуги прямий і зворотній намагніченості в кілька розмите вигляді простежуються і в нижній половині островодужного схилу жолоба, хоча другий шар океанічної кори тут занурюється під острівну дугу. Ці аномалії другого шару як би просвічують крізь вищерозміщені освіти островодужного схилу. До північним Курил і південній Камчатці примикає ділянка Тихоокеанської плити зі спокійним магнітним полем [66]. Для нього характерний мозаїчний характер чергування зон слабких позитивних і негативних аномалій магнітного поля. Трансформаційний розломи північно-західній частини Тихоокеанської плити маркуються лінійними позитивним аномаліями, січним і смугові аномалії, і зону спокійного поля. Найбільш чітко це видно на розломі Тускарора, перпендикулярному простиранню смугових аномалій, навпроти о.Кунашир [18].

Аномалії континентального схилу глибоководного жолоба мають генеральну північно-східне простягання, яке порушується поперечними аномальними зонами. На південній ділянці цього схилу жолоба лінійні північно-східні аномалії, паралельні простиранню осі жолоба, як би продовжують смугові аномалії Тихоокеанської плити, але носять більш розмитий характер [18]. На північній ділянці вони накладаються на мозаїчне спокійне поле примикає ділянки Тихоокеанської плити. Осьова частина Курило-Камчатського жолоби на його південному відрізку співпадає з негативною аномалією, і тільки навпаки о.Хоккайдо ось жолоби косо січе смугові аномалії, а на північному - вона перетинає як позитивні, так і негативні ділянки мозаїчного поля. Іншими словами, для осьової частини жолоби характерно поле прилеглих ділянок Тихоокеанської плити.

Невулканіческой дузі (хр. "Витязя") і прилеглим ділянках схилу жолоба відповідає позитивна регіональна аномалія магнітного поля, яка називається Східно-Курильської магнітною аномалією [6,61]. Ця аномалія, що має слабо обурений характер і що досягає інтенсивності 900 нТл [33], простягається до схід від Великої Курильської гряди більш, ніж на 1500 км. У північній половині вона ускладнюється косо січним і субмеридіональними негативними аномаліями, а в місці різкого вигину центральній частині дуги - субширотне негативною аномалією. Аномалії хребта "Витязя" пов'язані з магнітоактівнимі тілами як "граніто-метаморфічного", так і "базальтового" шарів [34].

вулканічної дузі відповідає вузька зона обуреного магнітного поля з локальними позитивними і негативними аномаліями окремих вулканічних будівель, мають великі горизонтальні градієнти, накладеними на загальний негативний горизонтальний фон [17]. Ця зона знаходить своє продовження на Камчатці, де вона пов'язана з четвертинними лавовими покривами [52]. Над великими островами Великий Курильської гряди відзначені знакозмінні аномалії з інтенсивними максимумами на кордоні островів. Над невеликими островами (Райкоке, Брати Чорні, Харімкотан, Маканруші) зафіксовані позитивні аномалії інтенсивністю в 150-300 нТл, зумовлені джерелами приповерхневого залягання [17]. Слід зазначити, що в ряді робіт [20,22,27] наведена магнітна аномалія, зафіксована над островом Маканруші, інтенсивністю 800 нТл.

До підводним вулканам приурочені локальні позитивні аномалії і часто зв'язані з ними негативні аномалії. Розмах цих аномалій досягає 1000 нТл і більше [44].

Магнітоактівние тіла, виділені в межах вулканічної дуги, розташовуються в вулканогенно-осадовою товщі [20,33,34].

Зразки гірських порід, відібрані на Курильських островах і драгірованние з підводних вулканів, сильно диференційовані за своїм магнітним властивостям [20,29-31,34,44]. Найбільш інтенсивно намагнічені основні вулканічні породи. Донні опади практично немагнітних [23].

Курильської глибоководної улоговині відповідає негативне магнітне поле без різких збурень. Аномалії ізометричні. Ближче до островів вони приймають лінійний характер. Контрастні локальні аномалії не спостерігаються. Верхні кірки магнітоактівних тел Курильської глибоководної улоговини розташовані в "базальтовому" шарі, а нижні ідуть у верхню мантію [34].

Детальні дослідження підводних вулканів Курильської острівної дуги, виконані до 1981 р., вкрай нечисленні. В роботі [17] Eсть вказівка на те, що локальні позитивні аномалії ( Т) а, спостерігаються на північний захід від Великої Курильської гряди, приурочені до підводних горах вулканічного походження. В роботі [72] наведені результати магнітної зйомки двох, а в роботі [11] - чотирьох підводних гір (вулканів).

З борта НДС "Вулканолог" були виконані геомагнітні дослідження 90 з 97 підводних вулканів Курильської острівної дуги [2-5,10,44-50,67-69].

Підводні вулкани утворюють ланцюжки прічленяющіееся, як правило, косо до Великої Курильської гряде. Мабуть, місце розташування ланцюжків підводних вулканів контролюється магмовиводящімі зонами розривних порушень [44]. Більшість підводних вулканів, також як і наземних, мають четвертинний вік. На деяких вулканах відзначені ознаки недавніх вивержень. Підводні вулкани складені породами андезито-базальтового, рідше андезитового й базальтового складу [44,64]. Їх відносні висоти досягають 3 км, а крутизна схилів змінюється від 1-15o у підстав, до 30o і більше в прівершінних частинах. Розміри по осях підстави змінюються від 3 до 25 км, а обсяги вулканічних будівель від 1-3 до 400-450 км3. Деякі споруди підносяться над рівнем моря у вигляді вулканів-островів. Відзначено як гостро -, так і плосковершінние вулкани. Плоскі вершини підводних вулканів вказують на те, що вони могли підніматися над рівнем моря. В даний час площині цих вершин, як правило, нахилені в бік Курильської улоговини.

В межах Курильської острівної дуги виділено 8 вулканічних груп. Складено "Каталог підводних вулканів і гір Курильської острівної дуги" [44]. Основні результати вивчення підводного вулканізму з борту НІС "Вулканолог" відображені в монографії "Підводний вулканізм і зональність Курильської острівної дуги "[44].

В даній роботі наводяться результати вивчення аномального магнітного поля ряду позднекайнозойскіх підводних вулканів і магнітних характеристик складають їх порід у північній частині Курильської острівної дуги, в межах підводних вулканічних груп "Парамушірская" і "Маканруші".

Підводна вулканічна група "Парамушірская"        

            

Рис. 1     

У межах цієї вулканічної групи вивчені підводний вулкан Григор 'єва, підводний вулкан, розташований на захід від о.Парамушір та підводні лавові конуси у о.Парамушір.

Підводний вулкан Григор'єва. Плосковершінний підводний вулкан Григор 'єва, названий на честь видатного вітчизняного геолога [8], знаходиться в 5,5 км на північний захід від о.Атласова (вулкана Алаід) (рис.1).        

            

Рис. 2     

Він піднімається з глибини 800-850 м, і його підстава зрослося з основою вулкана Алаід. Вулкан Григор'єва розташовується на генеральній лінії північно-північно-західного напрямку розташування побічних конусів вулкана Алаід.

Розміри підстави вулкана по ізобати 500 м 11,5 8, 5 км, а обсяг будівлі близько 40 км3. Крутизна схилів досягає 10о-15о.

Вершина підводного вулкана Григор'єва зрізана абразією і нівельована до рівня 120-140 м (рис.2), що практично відповідає рівню моря в пізньому плейстоцене. У південній частині вершини відзначені скельні виступи, що піднімаються до глибини 55 м. По всій видимості, ці скельні виступи представляють собою відпрепарованих некк.

Судячи за записами безперервного сейсмічного профілювання, вулканічна споруда складена, в основному, щільними вулканічними породами.

До підводного вулкану Григор'єва приурочена інтенсивна аномалія магнітного поля з розмахом більше 1000 нТл (див. рис.2). Всі скельні виступи, зазначені в південній частині плоскої вершини, виразно фіксуються в магнітному полі наявністю локальних аномалій. Вулканічна споруда намагнічена за напрямом сучасного магнітного поля.

При драгірованіі підводного вулкана були підняті базальти, які варіюють за своїм складом від дуже нізкокремніземних до висококремніземних різниць [1,44]. Залишкова намагніченість цих базальтів змінюється в діапазоні 7,3-28,5 А/м, а відношення Кенігсбергера - в інтервалі 8,4-26,5.

Дані ехолотного проміру, безперервного сейсмічного профілювання, гідромагнітной зйомки і вимірювання магнітних властивостей драгірованних зразків дозволяють припустити, що вся будівля підводного вулкана Григор'єва складена щільними базальтами.

Наявність доголоценовой 120-140 метрової тераси і намагніченість вулканічної споруди у напрямку сучасного магнітного поля дозволяє оцінити вік освіти вулкана в інтервалі 700 - 10 тисяч років тому.        

            

Рис. 3     

Підводний вулкан на захід від о.Парамушір. У 1989 р. в 34 і 35 рейсах НИС "Вулканолог" в тиловій частині Курильської дуги, в 80 км на захід від о.Парамушір було відкрито і детально досліджено невідомий раніше підводний вулкан [10,50].

Цей підводний вулкан знаходиться на перетині прогину Атласова з продовженням поперечної структури 4-го Курильського прогину (див. рис.1). Також як і підводні вулкани Бєлянкін і Едельштейна, він розташований далеко в тилу Курильської острівної дуги і віддалений від осі Курило-Камчатського жолоби на 280 км.

Вулкан знаходиться на пологом схилі прогину, піднімаючись над навколишнім дном Охотського моря на 650-700 м (мал. 3). Основа його злегка витягнуте в північно-західному напрямку і має розміри ~ 6,5 7 км. Вершина гори ускладнена поруч піків. Негативна форма рельєфу майже замкнутим кільцем опоясує підставу вулкана.

В околицях вулкана в осадовому розрізі відсутні протяжні розсіюють горизонти. Лише біля самої основи іноді виділяється непротяжних "акустично мутний" клин, обумовлений, мабуть, скупченням уламкового матеріалу і оползшіх опадів [10]. Положення в розрізі цього "акустично мутного" клина відповідає передбачуваного часу освіти вулкана, що за даними НСП, становить 400-700 тис. років [10].

Особливості будови осадового чохла вказують на те, що прорив магми до поверхні дна тут не супроводжувався масштабним процесом накопичення вулканогенно-осадового матеріалу, і, найімовірніше, завершився утворенням однієї або серії вулканічних екструзії. Швидше за все, вся споруда складена вулканічними породами.

На видаленні 5-10 км від вулкана за даними НВВ виділені три невеликих (мабуть, магматичних) тіла, які не досягли поверхні дна. Перекривають їх опади зім'яті в антиклінальними складки.

Аномальне поле ( Т ) а в районі підводного вулкана характеризується позитивними значеннями (див. рис 3). Лише в північно-західній частині району досліджень відзначаються негативні значення поля інтенсивністю до -200 нТл. Області позитивних і негативних значень магнітного поля розділені лінійної зоною високих градієнтів, що має північно-західне простягання [10]. Горизонтальний градієнт поля в цій зоні досягає 80-100 нТл/км. Безпосередньо до вулканічної споруді приурочена позитивна аномалія магнітного поля інтенсивністю до 400-500 нТл. Поблизу прівершінной частини будівлі відзначений локальний максимум інтенсивністью до 700 нТл. Максимум аномалії зміщений на південь від вершини вулкана. Зазначені магматичні тіла, які не досягли поверхні дна, в аномальному магнітному полі не виражені самостійними аномаліями.

Видимий картина аномального магнітного поля свідчить про пряму намагніченості підводної вулканічної споруди.

За Як видно, вік утворення вулкана не древнє 700 тис. років, що добре узгоджується з даними НВВ.

При драгірованіі прівершінной частини гори були підняті, в основному, амфіболовие андезити, з підлеглим кількістю піроксенових андезито-базальтів і плагіобазальтов [10,44,50]. У малих кількостях присутні уламки гранітоїдів, андезитового пемзи, шлаки, галька осадових порід, залізо-марганцеві освіти і донна біота.

Дані ехолотного проміру, НСП, ГМС і геологічного випробування дозволяють припустити, що основна маса вулканічної споруди складена породами андезито-базальтового складу.

Підводні лавові конуси у о.Парамушір. У ряді рейсів НДС "Вулканолог" і в рейсі 11-А НІС "Академік Мстислав Келдиш" було проведено вивчення підводної газогідротермальной активності на північно-західному схилі о.Парамушір [2-5,7,9,25,26, 39,44]. У рейсі 11-А НІС "Академік Мстислав Келдиш" в досліджуваному районі було виконано чи то 11 занурень підводних жилих апаратів (ПОА) "Пайсіс VII" і "Пайсіс XI" [25,26], чи то 13 [7].

Сигналом до настільки пильному вивченню цього району послужила радіограма, відправлена 20 березня 1982 капітаном риболовецького судна "Прикордонник Зміїв" в газету "Камчатська правда" про те, що поблизу о. Парамушир "виявлений діючий підводний вулкан на глибині 820 м, екстремальна висота викиду 290 м ...". У квітні того ж року в 13-му рейсі НДС "Вулканолог" в зазначеній точці були виявлені акустичні перешкоди, чітко проявляється на записах ехолота. Аналогічні записи неодноразово фіксувалися при проведенні досліджень з борту науково-дослідних суден у районі активних вулканів і пов'язувалися з дією підводних фумароли [13-15,37,53,54,70,71]. За свій формі виявлені перешкоди нагадували факел. В подальшому при проведенні досліджень у зазначеній точці акустичні перешкоди на записах різних ехолотів, встановлених на борту НІС "Вулканолог", відзначалися аж до 1991 р., коли був виконаний останній спеціалізований рейс N 40 цього судна в межах КОД.

До початку проведення досліджень в районі "факела" не були відомі будь-які ознаки прояви вулканічної активності. Для встановлення природи "факела" аномальної води і були виконані настільки численні дослідження. Вони дозволили встановити, що "факел" утворений підводним газогідротермальними виходами (ПГТВ), аналогічними підводної фумароли, але безпосередньо не пов'язаними з яким або вулканічним центром. Тому застосування до нього терміна "підводний Фумарол" було б неправильно.

ПГТВ розташований на захід-північно-західному схилі о. Парамушир в тиловій частині ККОС, приблизно посередині між вулканів Алаід і Анциферова. Його координати -- 50o30, 8'с. Ш. і 155o18, 45'в. д. Він приурочений до слабо виявленої поперечної вулканічної зоні, представленої майже повністю похованими екструзівнимі куполами або невеликими вулканічними конусами, простягалася від вулкана Чікурачкі в захід-північно-західному напрямку [3,44]. На записах НВВ ці структури аналогічні побічним шлаковим конуса вулкана Алаід, які також мають поперечну по відношенню до КОД орієнтацію. Більшість похованих структур мають розміри 0,5-3 км по підставі і 50-400 м по висоті. Враховуючи, що ці розміри менше межгалсового відстані, виключаючи невелику ділянку навколо самого ПГТВ, можна припустити, що число похованих структур в описуваному районі трохи більше [3]. Необхідно відзначити, що поховані структури в районі КОД при проведенні вулканологічних експедицій з борту НІС "Вулканолог" виявлено тільки в двох місцях: у районі ПГТВ і у підводного вулкана на захід від о.Парамушір [10,50].

Судячи за даними ГМС, не всі вулканічні поховані структури мають однакову будову. Одні з них ніяк не виражені в магнітному полі, а тільки фіксуються на стрічках НСП, до інших приурочені виразні позитивні або негативні аномалії магнітного поля, і вони є, як видно, лавовими куполами або конусами, застиглими, в основному, в товщі опадів [3,26,44]. Немагнітні конусоподібні споруди можуть бути складені шлаковими конусами або кислими породами.        

            

Рис 4     

Найбільший лавовый конус (1.2 по [44]) розташований у північно-східному закінчення ділянки детальних досліджень [3] (див. рис.1). Він майже цілком знаходиться всередині осадовою товщі, що має тут потужність більше 1500 м. Лише його прівершінная частина підноситься над поверхнею дна, утворюючи пагорб висотою 100-120 м. Зафіксована глибина над вершиною дорівнює 580 м. Розміри цієї структури в її нижній частині на глибині 800-1000 м від поверхні дна сягають 5-6 км. Розмір споруди з поховання підставі - 7,5 11 км, площа ~ 65 км2, повна висота 1600 м [3,44]. Крутизна схилів будівлі складає 5o-8o. З південно-південно-заходу до неї примикає більш дрібний конус з розміром підстави ~ 3 км [3]. Обидві ці споруди є магнітними і утворюють аномалію, у межах якої відзначені два екстремуму інтенсивністю 370 і 440 нТл (рис.4). Будівлі намагнічені за напрямом сучасного магнітного поля, і вік їх освіти не давньо 700 тис. років.

Виконане двомірне моделювання показало, що ефективна намагніченість північного конуса становить 1,56 А/м, а південного - 3,7 А/м. Виходячи із середніх значень ефективної намагніченості для підводних вулканів [19,22], можна припустити, що північний конус складний андезитами, а південний - андезито-базальтами.

При проведення занурень ПОА на північному конусі були випробувані плагіоклаз-роговообманковие андезити [26] і переважні однорідні базальти [44].

Зіставлення геомагнітного результатів моделювання з даними геологічного випробування дозволяє припустити, що верхня частина цього конуса складена базальтами, а більш глибокі частини - андезитами.

Оцінки віку північного конуса, наведені в різних роботах [3,26,39,44], змінюються в межах неоген-четвертинного.

Невеликий конус, розташований у південній частині ділянки детальних робіт, має розмір підстави ~ 1,5 км в діаметрі [3]. До нього приурочена негативна аномалія магнітного поля інтенсивністю -200 нТл (див. рис.4). Ефективна намагніченість цього конуса складає 1,3 А/м, що відповідає намагніченості андезитового вулканів [19,22]. Негативний характер магнітного поля дозволяє припустити, що вік утворення цього конуса не молодше 700 тис. років.

Слід відзначити, що ПГТВ розташований в зоні підвищеної трещеноватості з великим кількістю дрібних розривних порушень [3].

Занурення ПОА в зоні ПГТВ [7,25,26] показали, що найбільш характерними формами рельєфу в районі ПГТВ є хаотично розташовані провальні воронки і ями. Розмір ям змінюється від 1 до 10 м в поперечнику і має глибину до 3 м. Відстань між ямами 0,5-2 м.

ПГТВ пов'язують з покладами твердих газогідратів [7,25,26,39].

Співробітники ИО РАН вважають, що досліджені виходи є газовими, а не гідротермальних [7,25,26].

Проведені дослідження показали, що ПГТВ розташовані в межах слабо вираженим вулканічної зони четвертинного (неоген-четвертинного?) віку. Вони приурочені до зони підвищеної трещеноватості і безпосередньо не пов'язані з яким-небудь вулканічним центром. Найближчий немагнітних (шлаковий?) Конус розташований ~ в 2-х км на схід-південний схід від точки прояви акустичних перешкод.

Подвдная вулканічна група "Маканруші".        

            

Рис. 5     

У межах цієї вулканічної групи були вивчені контрастні підводні вулкани Бєлянкін і Смирнова, названі на честь видатних вітчизняних геологів [8].

Ці підводні вулкани розташовані в тилу острова Онекотан (див. рис.1).

Підводний вулкан Бєлянкін розташований в 23 км на північний захід від о.Маканруші (мал. 5). На навігаційних картах, до проведення робіт з борту НІС "Вулканолог", в цьому районі були показані два відмінні глибини, які могли бути глибинами, зазначеними над вершинами цього підводного вулкана. Виконані нами дослідження однозначно показали, що у підводного вулкана Бєлянкін існує всього одна вершина.

Вулкан Бєлянкін має форму ізометричний конуса і піднімається над навколишнім дном на висоту близько 1100 м [44,48,49]. Гостра вершина вулкана розташована на глибині 508 м. Вулкан Бєлянкін розташовується не тільки за межами гірської споруди Курило-Камчатської острівної дуги, але навіть по інший бік Курильської улоговини - на її північно-західному схилі [8,21,63]. Максимальний розмір підстави вулканічної споруди 9 7 км при площі близько 50 км2. Вулкан має круті схили. Крутизна їх збільшується в напрямку від основи до вершини від 15o-20o до 25o-30o [44,49]. Підносяться над дном улоговини схили вулкана, позбавлені осадового чохла. Підстава вулкана з налеганіем перекритий потужною товщею опадів. На сейсмограмою НВВ їм відповідає картина сейсмоакустичних зображення, загалом типова для осадових товщ даного району Охотського моря [10,44]. Обсяг вулканічної споруди, з урахуванням перекритою опадами частини, ~ 35 км3. Потужність осадових відкладень поблизу вулкана перевищує 1000 м. При наявних оцінках швидкості опадонакопичення в Охотському морі (20-200 м/млн. років) [26,55] для освіти цієї товщі було б потрібно від 1 до 10 млн. років [48,49].

Підводний вулкан Бєлянкін чітко проявляється в магнітному полі [44,45,48,49]. До нього приурочена аномалія магнітного поля з розмахом у 650 нТл, екстремум якої зміщений на південний схід від вершини (див. рис.5). Вулканічна споруда має прямий намагніченість.        

            

Рис. 6     

При драгірованіі підводного вулкана Бєлянкін були підняті однорідні олівіновие базальти [28,40-44]. Грунтуючись на вивченні драгірованних порід, одні автори вважають, що виверження вулкану відбувалися в підводних умовах [44], а інші - що в сухопутних [28].

Вимірювання магнітних властивостей драгірованних зразків показало, що вони їх залишкова намагніченість змінюється в межах 10-29 А/м, а відношення Кенігсбергера - в межах 5,5-16 [44,49].

Для інтерпретації даних ГМС було виконано 2,5-мірне моделювання за методикою, запропонованої в роботі [38]. В якості апріорної інформації використовувалися матеріали ехолотного проміру і НВВ. Одна з найбільш реалістичних моделей, при якої спостерігається найкраще збіг кривих аномального і модельного магнітних полів, представлена на рис.6.

З результатів моделювання випливає, що аномальне магнітне поле в районі вулкана обумовлено, в основному, його будівництвом. Роль глибинних коренів вулкана досить незначна. Породи, що складають вулканічну будівлю, що мають пряму намагніченість і досить однорідні за складом, що добре узгоджується з даними геологічного випробування. Моделювання, виконане за двома іншими незалежним методиками, дало аналогічні результати.

Зіставляючи результати моделювання з даними НВВ і ехолотного проміру, і з огляду на свіжість драгірованного матеріалу [44], можна припустити, що, швидше за все, осадова товща була прорвана при утворенні вулканічної споруди. Підстава вулкана, мабуть, почало формуватися в пліоцені, а основна частина будівлі сформувалася в плейстоцені [48,49].

Підводний вулкан Смирнова розташований в 12 км на північний-північний захід від о.Маканруші (див. рис.5). Його заснування на глибині близько 1800 м зливається з основою острова Маканруші. Схили о. Маканруші покриті потужним (до 0,5 с) чохлом "акустично непрозорих", ймовірно вулканогенних і вулканогенно-осадових, відкладень [48,49]. Ці ж відкладення перекривають південну частина підстави вулкана Смирнова і як би "обтікають" його з південного заходу і південно-сходу. З півночі підніжжя вулкана перекрито звичайними для цього району Охотського моря осадовими відкладеннями [10,44] потужністю не менше 1000 м. За наявними оцінками швидкості опадонакопичення в Охотському морі [26,55], для утворення цієї товщі було б потрібно не менше 5 млн. років [49].

Плоска вершина вулкана розташована на глибині 950 м і перекрита горизонтально-шаруватими опадами потужністю 100-150 м [44,48,49]. Максимальний розмір підстави вулкана 8 11 км, при площі ~ 70 км2, а плоскої вершини - 2? 3 км. Відносна висота вулканічної споруди 850 м, а об'єм - близько 20 км3 [44,49].

Підводний вулкан Смирнова також чітко проявляється в магнітному полі і до нього приурочена аномалія магнітного поля з амплітудою 470 нТл (див. рис.5). Вулканічна споруда має пряму намагніченість.

При драгірованіі вулкана Смирнова були підняті різноманітні породи, що змінюються за своїм складом від базальтів до Дацит [40-44].

Драгірованние андезито-базальти мають залишкову намагніченість 1,5-4,1 А/м і ставлення Кенігсбергера 1,5-6,9, а андезити - 3,1-5,6 А/м і 28-33 відповідно [44,49].

Для інтерпретації даних ГМС було виконано 2.5-мірне моделювання за методикою, запропонованої в роботі [38]. Одна з найбільш реалістичних моделей, при якій спостерігається найкраще збіг кривих аномального і модельного магнітних полів, представлена на рис.6. Розбіжність в початку профілю спостережень і розрахованої кривих аномального магнітного поля відбувається через вплив найближчого острова Маканруші. З результатів моделювання випливає, що аномальне магнітне поле в районі вулкана обумовлено його будівлею, а не глибинними коренями. Незважаючи на різнорідність драгірованного матеріалу, переважна частина споруди досить-таки однорідна за складом що складають її порід, що мають пряму намагніченість. Виходячи з величини ефективної намагніченості, такими породами можуть бути висококаліевие амфіболсодержащіе андезити, типові для тилової зони Курило-Камчатської острівної дуги [44].

Плоска вершина вулкана свідчить про те, що колись він піднімався до рівня моря, а потім відчував значне опускання. Великі підводні тераси о.Маканруші знаходяться на глибинах порядку 120-130 м. Це практично відповідає рівню моря в пізньому плейстоцене, тобто з пізнього плейстоцену значних опускань в цьому районі не відбувалося. Тому можна вважати, що опускання плоскої вершини вулкана Смирнова до глибини 950 м сталося до початку пізнього плейстоцену. Характер співвідношень споруди вулкана Смирнова з осадовими відкладеннями дна Охотського моря і відкладеннями підводних схилів о.Маканруші дозволяє припускати, що цей вулкан є однією з найбільш древніх частин масиву о.Маканруші. Вік його, принаймні, пліоценового [48,49].

Висновок

В результаті досліджень, проведених у 8 експедиціях з борту НІС "Вулканолог", отримані відомості про геомагнітних характеристики та будові підводних вулканів північній частині КОД в межах вулканічних груп "Парамушірская" і "Маканруші".

Підводні вулканічні групи "Парамушірская" і "Маканруші" знаходять своє відображення у структурі аномального магнітного поля. Підводні вулкани в межах цих зон чітко відображаються у магнітному полі, і до них приурочені локальні аномалії, що не порушують загальний характер поля [44]. Аномалії мають різні простягання, а розміри їх можна порівняти з розмірами підстав вулканічних будівель. Переважають ізометричні аномалії. Над вершинами вулканічних будівель зазначено, як правило, підвищення магнітного поля і, у основному, його позитивні значення. Інтенсивність аномалій, що спостерігаються на акваторії над окремими підводними вулканами в північній частині Курильської острівної дуги, досягає 1000 нТл.

Виявлено велика кількість?? исокоградіентних зон. Горизонтальний градієнт поля нерідко досягає 100 нТл/км [46,47,68,69].

Переважна частина досліджених вулканічних будівель намагнічена за напрямом сучасного магнітного поля.

Побудований ряд оригінальних батіметріческіх карт, карт і карт-графіків аномального магнітного поля. Виміряні магнітні властивості драгірованних порід. Зроблені припущення про вік формування підводних вулканів та склад що складають їх порід.

В тилу північній частині КОД знайдено невідоме раніше підводний вулкан. Швидше за все, він проявляв активність у четвертинний час, в результаті якої сформувався андезитового екструзівний купол, а у верхній частині осадового чохла - ряд інтрузивні тел.

Досліджено поховані лавові конуси в межах слабо вираженим вулканічної зони четвертинного (неоген-четвертинного?) віку у о.Парамушір. Припущення про складі порід, що складають північний конус, що грунтується на результатах інтерпретації даних ГМС, підтвердилося під час проведення геологічного відбору з борту ПОА.

Детально вивчені позднекайнозойскіе підводні вулкани Григор 'єва, Бєлянкін і Смирнова.

Отримані дані, безсумнівно, мають велике значення для вивчення будови зони переходу від Азіатського материка до Тихого океану в межах КОД.

Список літератури

1. Абдурахманов А. И., Пискунов Б.Н., Смирнов І.Г., Федорченко В.І. Вулкан Алаід (Курильські острови)// Східно-Азіатські острівні системи (Тектоніка і вулканізм). Южно-Сахалінськ, 1978. С. 85 - 107.

2. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. "Вулканолог" досліджує підводний факел// Природа. 1986. N 7. С. 80-87.

3. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. та ін Підводна газогідротермальная активність на північно-західному схилі о. Парамушир (Курильські острови)// Вулканологія і сейсмологія. 1984. . N 6. С. 66-81.

4. Авдейко Г.П., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В. та ін Прояви підводної газогідротермальной активності Курильської острівної дуги// Тез. докл. 6-ий Всесоюзної школи морської геології "Геологія океанів і морів". М., 1984. Т. 3. С. 158-159.

5. Авдейко Г.П., Черткова Л.В., Гавриленко Г.М.і ін Підводне термальне поле у о. Парамушир// Тез. докл. 7-ї Всесоюзної школи морської геології " Геологія море і океанів ". М., 1986. Т. 3. С. 6-7.

6. Андрєєв А.А. Про геологічної природі Східно-Курильської магнітної аномалії// Окенологія. 1995. Т. 35. N 5. С. 765-769.

7. Баранов Б.В., Гедіке К.. Льоліком Є.П. Газовий факел в Охотському морі// Природа. 1996. N 9. С. 43-47.

8. Безруков П.Л., Зенкевич Н.Л., Канаєв В.Ф., Удінцев Г.Б. Підводні гори і вулкани Курильської острівної гряди// Тр. Лабораторії вулканології. 1958. Вип. 13. С. 71-88.

9. Бондаренко В.І., Надійний А.М. Акустичні неоднорідності осадового чохла в районі підводного газогідротермального виходу у о-ви Парамушир// Вулканологія і сейсмологія. 1987. N 2. С. 100-104.

10. Бондаренко В.І., Рашидов В.А., Селіверстов Н.І., Шкіря В.А. Підводний вулкан до захід від о-ва Парамушир// Вулканологія і сейсмологія. 1994. N 1. С. 13-18.

11. Воробйов В.М. Магнітне поле як індикатор речового складу намагнічених порід (на прикладі підводних гір південного сходу Охотського моря)// Природничі геофізичні поля далекосхідних окраїнних морів. Владивосток, 1977. С. 57-63.

12. Воробйов В.М., Кочергін Е..