 | Подводный хребет Архангельского-Подводная постройка 6.14 |
Подводный хребет Архангельского
Подводный хребет вытянут в соответствии с простиранием дуги и расположен в средней части пролива Буссоль, между островами Симушир и Уруп, на расстоянии около 10 км от вулканического фронта. Хребет размером по основанию 39x22 км поднимается с глубины около 3000 м и имеет плоскую вершину размером 4x21 км на глубине 550-600 м. Склоны массива крутые, неровные. Судя по характеру сейсмограмм НСП, он сложен плотными вулканическими породами без осадков. Лишь вблизи подножия его склоны перекрываются маломощным (до 250-300 м) чехлом осадков. Относительная высота массива - 2200-2400 м, площадь основания - около 670 км2, объем - порядка 840 км3.
Основание хребта расположено в области отрицательных значений магнитного поля. К привершинной части хребта приурочено два максимума магнитного поля более 1000 и 500 нТ и один более 550 нТ - к юго-западному склону. Хребет Архангельского представляет собой массив сросшихся и срезанных абразией вулканов, в результате чего образовалась единая плоская вершина. Двум таким вулканам 6.12а и 6.126 могут соответствовать привершинные магнитные аномалии.Вулканические породы имеют остаточную намагниченность в пределах 18,7-27,2 А/м, фактор Q = 24,7-388,7 и способны создать наблюдаемые аномалии.
Драгирование проведено в пределах предполагаемого вулканического центра 6.12а и в районе центра магнитной аномалии. Вблизи предполагаемого центра подняты рыхлые бурые туфогравелиты, свежие базальты и андезито-базальты и вулканиты (андезито-базальты, андезиты,
андезито-дациты, риолиты), реже интрузивы (плагиогаббро) и субвулканические породы (гранит- и гранодиорит-порфиры).
С гребня хребта поднят разнообразный материал. Основу крупной фракции составляют лавы и туфы андезито-дацитового состава, однако отмечены и интрузивные породы (гранодиориты, диоритовые порфириты). Все магматические породы имеют палеотипный облик и сильно пропилитизированы.
В пределах предполагаемого вулканического центра 6.126 с уплощенной вершины подняты свежие базальты и андезито-базальты, мелкие плитчатые обломки зеленовато- и буровато-
серых субафировых андезитов, субвулканических и интрузивных амфиболовых диоритов,
гранодиоритов и гранит-порфиров. Почти во всех обломках свежих вулканитов наблюдаются налеты серы.
Свежие плотные базальты из вулканического центра 6.12а содержат 15-20% вкрапленников, в составе которых преобладает плагиоклаз (10-15%), а среди темноцветных минералов - клинопироксен, встречаются оливин, ортопироксен и титаномагнетит. Основная масса имеет интерсертальную структуру с небольшим количеством стекла в мезостазисе. Состав вкрапленников плагиоклаза отвечает битовниту ( A n 7 3 - 8 0 ) , клинопироксена - авгиту ( f = 18-31%), оливина – магнезиальному гиалосидериту ( f =30-37%). В основной массе микролиты плагиоклаза представлены лабрадором ( A n 5 0 - 6 4 ) , а зерна пироксена по составу колеблются
от умеренно-кальциевого авгита (Wo37-38, f=25-26%), через малокальциевый и субкальциевый авгит ( W o 1 8 - 3 0 , f= 36-50%) до пижонита ( W o 9 - 1 3 , f =38-44%). Железистость титаномагнетита микролитов и содержание TiO2 в них выше, чем в титаномагнетитах, ключенных во вкрапленники пироксена ( f = 97-98 и 80-92%, Ti02 I3-I4 и 5,5-9,5% соответственно).
Свежие черные андезито-базальты центра 6.12а содержат 10-15% вкрапленников, среди которых преобладают плагиоклаз (8-10%) и клинопироксен (5%) при подчиненном количестве оливина
( 1 % ) , ортопироксена и титаномагнетита.
Базальты и андезито-базальты из вулканического центра 6.126 содержат 10% вкрапленников плагиоклаза и 1% темноцветных минералов, представленных мелким ортопироксеном, оливином и титаномагнетитом. Структура основной массы гиалопилитовая со свежим бурым стеклом, по
трещинам - налеты серы.
В отношении химического состава из центра 6.12а изучены неизмененные базальт и андезито-базальт и несколько измененный андезито-дацит. По содержанию щелочей все эффузивы относятся к породам нормального ряда и характеризуются высокой глиноземистостью и низкой титанистостью, но различаются по содержанию К2Оя и литофильных редких элементов. Базальты отвечают породам низкокалиевой серии и имеют низкие концентрации Na, K, Rb, Ba, Sr, Be, P, U, Th, а также Ni и Сr при высоком (1030) отношении K/Rb. Андезито-базальты и андезиты на границе умеренно-калиевой и высококалиевой серии и имеют умеренные содержания литофильных редких элементов. Андезито-базальты и андезито-дациты попадают в поле "известково-щелочных", а базальты - "толеитовых" пород. Базальты типичны для лав фронтальной зоны Курильской дуги, а андезито-дациты и андезито-базальты аномальны.
Базальт и андезито-базальт из вулканического центра 6.126 принадлежат к породам низкокалиевой серии и имеют высокие отношения Nа2О/К2О (6,5-7,6), отмечаются низкой титанистостью, высокими глиноземистостью и железистостью (f -73-74) и относятся к "толеитам". У них низкие концентрации Li, Rb, Ba, Sr, Be, Ni, Cr при довольно высоких (600-830) значениях K/Rb. Образцы соответствуют лавам фронтальных зон островных дуг.
В пределах хребта Архангельского выделяются два вулканических центра, возможно, четвертичного возраста. На роль продуктов извержений центра 6.12а претендуют свежие низкокалиевые базальты, а центра 6.12б – аналогичные базальты и андезито-базальты. Бурые туфогравелиты первого из них, повидимому, являются внутрикратерными продуктами разрушения прижерловых фаций. Наличие налетов самородной серы в трещинах пород второго центра может свидетельствовать о современном проявлении поствулканической активности.
Большое количество измененных вулканических и субвулканических пород может говорить о том, что основная часть хребта Архангельского сложена вулканитами более древнего возраста, которые являются фундаментом для современных построек.
Субвулканические и в меньшей степени интрузивные породы могут быть продуктами разрушения некков, даек и других магматических тел древних вулканических построек хребта Архангельского. Вторичные изменеиия этих пород приводят к увеличению содержания щелочей и других литофильных элементов и смещению геохимических характеристик в сторону известковочцелоч-
ных и щелочных пород.
Подводный центр 6.IЗ
Предполагаемый вулканический центр расположен на гребне подводного хребта, отходящего на юг от юго-западной оконечности о. Симушир, в 20 км от берега. Он занимает крайнее положение,
соответствующее вулканическому фронту, располагаясь на его резком изгибе. На южной оконечности подводного хребта, отходящего от о. Симушир, на глубине около 500 м, имеется плоская площадка, маркирующая центр вулканического массива. Западные, южные и восточные склоны массива крутые (20-25о), неровные. Судя по характеру сейсмограмм НСП, они сложены плотными вулканическими породами. Маломощный (до 250-300 м) чехол осадков появляется лишь у самого основания массива. Подводный хребет, соединяющий этот массив с о. Симушир, сложен продуктами разрушения привершинной части массива и вулканов юга о. Симушир.
К центру массива приурочена интенсивная положительная аномалия магнитного поля 1800 нТ. Такая аномалия может быть вызвана свежими вулканическими породами. Поднятые при драгировании базальты и андезито-базальты, имеющие остаточную намагниченность 8,5-12,4 А/м и фактор Q = 1,9-6,2, способны создать аномалию такой интенсивности. Массив, сложенный свежими магнитными породами, имеет высоту около 2000 м при основании порядка 25x20 км , объем его не менее 100 км3.
В привершинной части вулканического массива подняты андезито-базальты, среднезернистые габбро-диориты, обломок алевролита, обломки вулканических пород, железомарганцевые корки, конкреции, пропитанные железомарганцевыми окислами песчано-глинистый материал. Большинство глыб и угловатых обломков сложены слегка измененными двупироксен-плагиоклазовыми андезито-базальтами, одна глыба - биотитсодержащим пироксен-плагиоклазовым андезитом с округлым включением амфиболового габбро.
В драге, наиболее удаленной от о. Симушир, основу объема составляли пропитанные железомарганцевыми окислами органогенные остатки и железомарганцевые корки. Каменный материал представлен слегка измененным оливин-пироксен-плагиоклазовым базальтом и пироксеновым андезитом с коркой выветривания, а также - мелкими обломками и галькой
разнообразных пород, среди которых преобладают палеотипные субафировые андезито-базальты и андезиты, встречаются диориты, биотитовые гнейсы.
Наиболее свежими породами являются базальты, содержащие 15-20% вкрапленников: плагиоклаз (10%), клинопироксен (3-5%) с небольшим (1%) количеством оливина, ортопироксен и
титаномагнетит. Отмечаются оливин-пироксеновые сростки. Основная масса базальтов раскристаллизована со структурой, промежуточной между интерсертальной и гиалопилитовой, с темно-бурым стеклом в мезостазисе. Вкрапленники оливина с краев ожелезнены или разложены. Многочисленные мелкие поры в породе заполнены выделениями зеленовато-голубоватого минерала (глауконита?). В основной массе отмечаются выделения вторичных минералов, в том числе хлорита. Базальты валуна содержат обильные вкрапленники плагиоклаза, орто- и клинопироксена, а также титаномагнетита. Основная масса хорошо раскристаллизована и имеет призматически-зернистую структуру с небольшим количеством бурого стекла в мезостазисе. Порода под корочкой выветривания хлоритизирована и ожелезнена, вторичные минералы проявляются как по трещинам во вкрапленниках, так и в основной массе, а поры выполнены
глауконитом.
Андезито-базальты содержат 20-30% вкрапленников, сложенных плагиоклазом, клино- и ортопироксеном с редкими зернами титаномагнетита и оливина. При этом вкрапленники клинопироксена заметно преобладают над ортопироксеном. Кристаллы плагиоклаза насыщены
каплевидными обособлениями стекла, а также мелкими зернами клинопироксена. Отмечаются клинопироксеновые и клинопироксен-плагиоклазовые сростки, а также мелкие угловатые ксенолиты того же состава. Структура основной массы близка гиалопилитовой. Мезостазис, цементирующий микролиты, сложен светлым буровато-серым стеклом, иногда слабо девитрифицированным. Породы незначительно изменены, что выражается в развитии редких пятен смектита во вкрапленниках темноцветных, а также в появлении в мелких порах глауконита.
Андезиты угловатой глыбы порфировые с многочисленными округлыми гомеогенными включениями экструзивного облика. Они содержат более 30% вкрапленников, среди которых преобладает плагиоклаз, а из темноцветных - бурая (базальтическая) роговая обманке с опацитовой каймой, реже встречается титаномагнетит и изредка - биотит. Структура основной
массы микрофельзитовая. Степень изменения андезитов незначительная: вкрапленники плагиоклаза ожелезнены, а в кристаллах амфибола появляются пятна смектита.
Все изученные вулканиты характеризуются высокой глиноземистостью, низкой титанистостью и отвечают породам умеренно-калиевой серии (Na2o/K2o =1,7-2,5) нормального ряда. Лишь базальт из полуокатанной глыбы является низкокалиевым (Na20/K20=8,3). Обращает внимание повышенное содержание воды (1,3-1,9%) в большинстве проб, соответствующее вторичным изменениям пород. Все образцы, за исключением отмеченного базальта, умеренно-железистые и попадают в поле "известково-щелочных" пород, тогда как базальт высокожелезистый и попадает в
поле "толеитов".
Умеренно-калиевые базальты и андезито-базальты имеют умеренные же содержания Rb, Ba, Sr, U, Th, низкие - Be, Ni, Сг при умеренных отношениях K/Rb (380-580), а в андезитах концентрации К понижены и величины отношения близка к 1000. Изученные умеренно-калиевые вулканиты по петро- и геохимическим параметрам идентичны лавам вулканов Горячая Сопка и Мильна на южной оконечности о. Симушир, от которых и протягивается драгированный хребет.
Низкокалиевые базальты характеризуются низкими концентрациями Rb, Ba, Ni, Cr, Be, и, Th и довольно высокими значениями отношения K/Rb (675) и близки к обычным для фронтальной зоны Курильской дуги лавам.
Большое количество однородных по составу крупных угловатых обломков базальтов и андезито-базальтов вместе с интенсивной положительной магнитной аномалией, соответствующей направлению современного поля, позволяют предположить, что исследованный подводный массив является вулканом, возраст которого моложе 700 тыс. лет. Судя по вторичным изменениям, возраст поднятых пород вряд ли современный.
Распространенные здесь умеренно-калиевые породы, так же как и аналогичные им породы вулканов Горячая Сопка и Мильна, аномальны для фронта дуги. Это, очевидно, связано с аномальным характером поля напряжений, отражающемся в изгибе вулканического фронта.
Наличие в составе драг большого количества разнообразных не характерных для этого района пород (биотит-амфиболовых андезитов), так же как и интрузивно-субвулканических пород, следствие ледового разноса и косвенное свидетельство относительной древности хребта.