Подводный вулканизм, его особенности и распространение

курсовая работа

3.6.1 Курильская островная дуга

Наибольший интерес представляет для нас Курильская островная дуга, где сосредоточено около 8 вулканических зон, поэтому для начала предлагаю ознакомится с самим понятием Курильской островной дуги, дать определение ей, её месту нахождению и определить чем она интересна, а потом хочу предложить вашему вниманию некоторые проекты, точнее исследовательские работы, которые проводились на данной местности.

Курильская островная дуга (КОД) является типичной островной дугой Восточной Азии. Она протягивается от о.Хоккайдо до южной оконечности п-ова Камчатка и состоит из внутренней (вулканической) и внешней (тектонической) дуг, разделенных междуговым трогом.(Рис.1)

Рис. 1

С юго-востока она сопряжена с Курило-Камчатским глубоководным желобом, а с северо-запада граничит с Курильской котловиной.

Верхняя часть геологического разреза Большой Курильской гряды (вулканическая дуги) представлена среднеплиоценовыми и четвертичными вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами. Малая Курильская гряда (тектоническая дуга) сложена, в основном, верхнемеловыми образованиями. Междуговой прогиб представлен неогеновыми и четвертичными туфогенно-осадочными образованиями. Четвертичные вулканические породы КОД очень сходны с неогеновыми и совместно с ними представляют типичную андезитовую формацию орогенного типа. Северная часть КОД в структурном отношении более близка к Южной Камчатке, чем к остальной части Большой Курильской гряды.

Охотоморский склон КОД осложнен подводными вулканами. Подводные вулканы, имеют, как правило, конусообразную форму. Часто подводные вулканы приурочены к разломным зонам, подводным поднятиям и хребтам.

Установлено, что подводные вулканы образуют цепочки причленяющиеся, как правило, косо к Большой Курильской гряде. По-видимому, местоположение цепочек подводных вулканов контролируется магмовыводящими зонами разрывных нарушений. Нередко подводные вулканы объединены в массивы. Большинство подводных вулканов, как и наземных, имеют четвертичный возраст. На некоторых из них отмечены признаки недавних извержений. Подводные вулканы сложены породами андезибазальтового, реже андезитового и базальтового состава. Подножия вулканов обычно сложены лавовыми потоками базальтов и андезибазальтов, в привершинных частях островершинных вулканов часто наблюдаются экструзии дацитов и риодацитов. Относительные высоты подводных вулканов иногда превышают 3 км, а крутизна склонов изменяется от 1-150 у подножий, до 300 и более в привершинных частях. Размеры по осям основания меняются от 3 до 25 км, а объемы вулканических построек от 1-3 до 400-450 км3. Некоторые постройки возвышаются над уровнем моря в виде вулканов-островов. Отмечены островершинные и плосковершинные вулканы. В настоящее время плоскости этих вершин, в основном, наклонены в сторону Курильской котловины. Глубина их закономерно увеличивается с удалением от фронтальной зоны Курильской островной дуги, что свидетельствует о продолжающемся погружении котловины. В северной части КОД обнаружены погребенные вулканические постройки.

Большинство подводных вулканов четко отражается в магнитном поле, и к ним приурочены локальные аномалии, не нарушающие общий характер поля. Аномалии имеют различные простирания, а размеры их сопоставимы с размерами оснований вулканических построек. Преобладают изометричные аномалии, хотя в ряде случаев отмечены и вытянутые формы. Основанию вулкана могут соответствовать как положительные, так и отрицательные значения магнитного поля. Над вершинами вулканических построек наблюдается повышение магнитного поля и, в основном, его положительные значения. Над некоторыми подводными вулканами отмечен мозаичный характер аномального магнитного поля.

Интересный факт во время исследований КОД: В бухте Кратерной (остров Янкича), на подводном вулкане Крылатка и в пределах вулканического массива Черных Братьев во время проведения исследований с борта НИС «Вулканолог» отмечены акустические помехи в водной толще, которые, возможно, вызваны подводной газогидротермальной активностью.

В результате выполненных геофизических исследований изучены внутреннее строение и эволюция изолированных подводных вулканов, подводных кальдер и вулканических массивов. Сделаны оценки масштабов проявления подводной вулканической деятельности. Выявлены потенциально цунами опасные районы. Также составлен “Каталог подводных вулканов и гор Курильской островной дуги”, который непрерывно пополняется. Недавно обнаружены 4 новые постройки в пределах подводных вулканических хребтов Гидрографов и Броутона.

Проводится совместная интерпретация материалов геофизических исследований и результатов изучения железомарганцевых образований подводных вулканов КОД, которые могут рассматриваться как индикаторы возможного гидротермального сульфидного рудообразования. (. Авдейко Г.П. Геофизические исследования подводных вулканов Курильской островной дуги: состояние, итоги, перспективы 2005 г.)

Хотелось бы для легкости и большего понимания предоставить вам тематику и направление исследований проводимых на КОД, а также основные результаты полученные в ходе робот, а потом уже дать подробное описание данных исследований:

Тематика и направления исследований:

· Эволюция Курило-Камчатской островодужной системы и проблема соотношения вулканизма и геодинамики.

· Выявление закономерностей формирования геохимической специфики островодужных магм Курил и Камчатки, где известны как типичные островодужные породы, так и породы с внутриплитными геохимическими характеристиками. Особый интерес представляют районы Камчатско-Алеутского сочленения, которые характеризуются как аномальными условиями проявления современного вулканизма, так и наличием здесь вулканических образований мелового возраста. Эти отложения формировались в пределах срединно-океанического хребта, осложненного воздействием мантийного плюма, причем получены данные, что это Гавайский плюм.

· Изучение подводных вулканов Курильской островной дуги.

· Анализ тектонических позиций современных гидротермальных систем и условий образования гидротермальных рудопроявлений.

· Проблема платиноносности магматических формаций; минералого-геохимическая типизация платиноидов различных магматических формаций с целью прогнозирования новых месторождений.

Основные результаты:

Основной объем исследований был выполнен на прикурильской и прикамчатской акваториях. По результатам этих исследований:

· выявлены критерии поиска подводных вулканов геофизическими, геологическими и газогидрохимическими методами;

· впервые в мировой практике составлены каталог и база данных по 98 подводным вулканам Курильской островной дуги (ОД);

· выявлены закономерности пространственно-структурной локализации вулканов Курило-Камчатской ОД системы;

· установлены закономерности латеральной (петрогеохимической, минералогической, изотопной) зональности, причины ее возникновения и возможные причины нарушения;

Эти данные явились основой для проведения вулканотектонического районирования Курило-Камчатской ОД-системы, для разработки модели магмообразования, для анализа условий плавления мантийного клина и подвигаемой плиты при различных геодинамических параметрах зоны субдукции, а также для выявления критериев ОД этапа развития при палеотектонических реконструкциях.

Материалы, полученные в рейсах НИС «Вулканолог» до сих пор постоянно используются отечественными и зарубежными учеными. Они вошли составной частью в «Международный геолого-геофизический атлас Тихого океана».

Теперь перейдём к более детальному изучению КОД, где я хочу отметить, точнее ознакомить вас, лишь с основными и наиболее интересными работами проводимыми на данной территории.

Подводный вулкан Григорьева.

Действующий вулкан Алаид (о. Атласова) и подводный вулкан Григорьева, названный в честь крупного советского геолога академика И.Ф. Григорьева, составляют единый вулканический массив Алаид северо-западного простирания размером 23х30 км. Вместе с поднятием дна в проливе Алаид образует крупную своеобразную морфоструктурную зону поперечную Большой Курильской гряде. На юго-восточном фланге этой линейной зоны находятся действующий вулкан Эбеко и проявляющий интенсивную гидротермальную деятельность вулкан Влодавца. (рис.2)

Рис. 2

Вулкан Алаид располагается на северо-восточном окончании Большой Курильской гряды и поднимается со дна прогиба Атласова с глубин 750-800 м. Он имеет абсолютную высоту 2339 м и превышение над дном Охотского моря - 2850-3000 м. Размер основания вулкана на уровне моря - 12х17 км.

Алаид представляет собой сложный стратовулкан. В ХХ веке произошли последние извержения вулкана: латеральные - в 1933-1934 гг.В 1972 г. прорыв Олимпийский (рис. 3), а также в 1981 г. - терминальное (рис. 4).

Рис. 3. Шлаковый конус с лавовым потоком. Прорыв Олимпийский на острове Атласова (вулкан Алаид).1972 г. Фото А.А. Овсянникова

Рис. 4. Терминальное извержение вулкана Алаид. 29 апреля 1981 г. Фото В.А. Подтабачного

Среди пород, слагающих постройку вулкана Алаид, доминируют пироксен-плагиоклазовые, и плагиоклазовые высокоглиноземистые базальты с повышенной щелочностью. Встречаются также в весьма ограниченном количестве авгит-оливиновые андезибазальты. Характерной особенностью вулкана Алаид, в отличие от большинства других наземных вулканов Курильской островной дуги, является наличие большого числа паразитических кратеров со шлаковыми конусами, расположенных как у основания вулкана, так и на его склонах и сконцентрированных в нескольких группах.

Подводный вулкан Григорьева поднимается с глубин 800-850 м, и его основание срослось с основанием вулкана Алаид. Размеры вулкана по основанию составляют 12.5х15 км. Объем вулканической постройки ~ 40 км3. Крутизна склонов достигает 10о-15о. Вершина подводного вулкана Григорьева срезана абразией и снивелирована до уровня 120-140 м, что практически соответствует положению уровню моря в позднем плейстоцене. В западной и юго-западной частях вершины отмечены скальные выступы, поднимающиеся до глубин 50-55 м (рис. 5).

Рис. 5. Профиль эхолотного промера подводного вулкана Григорьева

На юго-западном склоне вулкана на глубинах 750-230 м отмечена цепочка скальных выступов северо-восточного простирания с относительной высотой от 30 до 60 и размерами в поперечнике - 400- 650 м, которые, вероятно, являются лавовыми куполами (рис.3, 6г, 7).

Наличие большого числа побочных лавовых куполов, является характерной особенностью вулкана Григорьева, отличающей его от большинства подводных вулканов Курильской островной дуги.

При драгировании подводного вулкана Григорьева были подняты однотипные высокоглиноземистые, высокожелезистые, высококалиевые и умеренно-титанистые базальты. По низкому уровню содержаний SiO2 они наиболее близки породам старой постройки вулкана Алаид, в пределах которой в 1972 г. произошло побочное извержение (прорыв Олимпийский) и образовалась мощная гидротермальная система.

К подводному вулкану Григорьева приурочена интенсивная аномалия магнитного поля с размахом более 1400 нТл (рис. 6б). Магнитное поле имеет мозаичный характер.

Сравнивая значения эффективной намагниченности и результаты изучения магнитных свойств драгированных пород, можно предположить, с большой долей вероятности, что вся постройка подводного вулкана Григорьева сложена однотипными высокоглиноземистыми базальтами, наиболее близкими породам старой постройки вулкана Алаид. (. Абдурахманов А. И., 1978)

Подводные вулканы Белянкина и Смирнова.

Рис. 6. Подводные вулканы Белянкина и Смирнова

Подводный вулкан Белянкина расположен в 23 км к северо-западу от о. Маканруши (рис. 6). Вулкан Белянкина, названный в честь крупнейшего советского петрографа академика Д.С. Белянкина, имеет форму изометричного конуса и поднимается над окружающим дном на высоту около 1100 м. (рис.7). Возвышающиеся над дном котловины склоны вулкана, лишены осадочного чехла. Основание вулкана с налеганием перекрыто мощной толщей осадков. (рис.7)

Рис. 7

Мощность осадочных отложений вблизи вулкана превышает 1000 м (рис. 3,4). При имеющихся оценках скорости осадконакопления в Охотском море для образования этой толщи потребовалось бы от 1 до 10 млн. лет.

При драгировании подводного вулкана Белянкина были подняты однородные оливиновые базальты.

Подводный вулкан Смирнова, названный в честь известного советского геолога академика С.С. Смирнова, расположен в 12 км к северо-северо-западу от о. Маканруши (рис. 8). Его основание на глубине порядка 1800 м сливается с основанием острова Маканруши. Склоны о. Маканруши покрыты мощным (до 0.5 с) чехлом «акустически непрозрачных», вероятно вулканогенных и вулканогенно-осадочных, отложений. Эти же отложения перекрывают южную часть основания вулкана Смирнова и как бы «обтекают» его с юго-запада и юго-востока. С севера подножие вулкана перекрыто обычными для этого района Охотского моря осадочными отложениями мощностью не менее 1000 м. По имеющимся оценкам скорости осадконакопления в Охотском море, для образования этой толщи потребовалось бы не менее 5 млн. лет.

Плоская вершина вулкана расположена на глубине 950 м и перекрыта горизонтально-слоистыми осадками мощностью 100-150 м. При драгировании вулкана Смирнова были подняты разнообразные породы, изменяющиеся по своему составу от базальтов до дацитов.

В ходе подбора материала для данной работы я столкнулась с интересной информацией, касающейся всё той же КОД, где говорилось о подводном вулканическом массиве, который вероятно был сложен двумя близкорасположенными постройками, потому я решила обратить внимание и на него.

Подводный вулканический массив Эдельштейна.

Рис. 8 Подводный вулканический массив Эдельштейна

Подводный вулканический массив Эдельштейна, названный в честь известного советского геолога-геоморфолога, профессора Я.С. Эдельштейна, находится приблизительно на расстоянии 22 км к северу от о. Чиринкотан и располагается на краю Курильской глубоководной котловины (рис. 8). Он образован, по-видимому, двумя слившимися близкорасположенными вулканическими постройками (рис. 2, 3). Две его постройки, северо-восточная и юго-западная, поднимаются, соответственно, до глубин 620 и 840 метров. Северо-восточная постройка по своим размерам значительно превышает юго-западную. Расстояние между постройками около 5 км, седловина между ними находится на глубине около 1300 м. Общая высота вулкана, с учетом его погребенной части, порядка 2600 м, а диаметр его основания - около 14.8 км.

Вулканический массив Черных Братьев

Рис. 9. Вулканический массив Чёрных Братьев

Вулканический массив Черных Братьев располагается на пересечении Большой Курильской Гряды и Броутонской поперечной вулканической зоны (рис. 9). Размеры массива по основанию - 33 км х 36 км.

Несмотря на свои небольшие размеры, острова Черные Братья являются довольно сложными вулканическими сооружениями. Здесь насчитывается 13 вулканических построек, три из них - действующие.

Интересен он мне показался тем, что перед тем как принять нынешний вид, данный массив прошёл долгую эволюцию, в ходе которой и приобрёл нынешний вид.

Вулканический массив Черных Братьев, располагающийся на пересечении Большой Курильской Гряды и Броутоновской поперечной вулканической зоны, прошел длительную и сложную историю развития. В его эволюции можно выделить пять этапов. На первом этапе, вероятно, сформировался обширный существенно лавовый массив размером по основанию порядка 30 км х 35 км (рис. 10, поз. I). На втором этапе в южной и центральной частях массива сформировалась обширная, вытянутая в субмеридиональном направлении кальдера (Внешняя кальдера Горшкова) (рис. 10, поз. II) На третьем этапе в северной части кальдеры на месте современных островов Черные Братья и к югу от них сформировалась новая крупная вулканическая постройка, занимавшая всю северную и центральную часть древней кальдеры, перекрывая ее западные, северные и северо-восточные борта (рис. 10, поз. III). Размер ее мог составлять 15 км х 18 км. Небольшой фрагмент этой постройки поднимается в настоящее время выше уровня моря на п-ове Лапка на острове Чирпой.

На четвертом этапе произошло катастрофическое извержение кислой пирокластики и в привершинной части вулканической постройки образовалась крупная кальдера размером 7.5 км х 11.5 км (кальдера Горшкова) (рис. 10, поз. IV). Объем этой кальдерной впадины не менее 65 км3.

На заключительном этапе внутри кальдеры, возобновилась вулканическая деятельность, продолжающаяся до сих пор. Последнее кратковременное эксплозивное извержение вулкана Сноу на острове Чирпой было отмечено в ноябре 1982 г. Вблизи краев кальдеры на ее длинной оси сформировались вулканические постройки островов Чирпой и Брат Чирпоев, в пределах которых выделяют 13 вулканических построек, 3 из которых - действующие. Эти вулканические постройки в настоящее время занимают около половины площади молодой кальдеры, частично перекрывая ее борт (рис. 10, поз.V).

Рис. 10. Эволюция вулканического массива Черных Братьев

Кальдера (залив) Львиная Пасть

Рис. 11

Кальдера (залив) Львиная Пасть расположена на охотоморском берегу в юго-западной части о. Итуруп (рис.13, 14). Она имеет крутые внутренние и пологие внешние склоны.

Рис. 12. Скала Лев

Кальдера находится в центре позднеплейстоценовой вулканической постройки с диаметром основания 12-13 км. Сама кальдера имеет размеры 7 км х 9 км. В проливе находится скалистый остров - Камень - Лев высотой 168 м. Глубины моря в средней части кальдеры достигают 435 м и резко уменьшаются к берегам.

Внутренние стенки кальдеры сложены чередующимися потоками лав и пирокластики. Внутри лавовых пачек потоки мощностью от 3-5 до 20 м разделяются прослоями шлаков и вулканических бомб. Состав пород - базальты, андезибазальты, андезиты и дациты. В обрывах стенок кальдеры обнажаются многочисленные дайки мощностью от 0.5 до 5-6 м. В северо-восточной стенке кальдеры у мыса Челюсть обнажаются две экструзии андезибазальтового состава. Подобной экструзией является и остров Камень-Лев.

При образовании кальдеры Львиная Пасть около 9400 лет назад отмечены крупные выбросы пемзового материала.

Делись добром ;)