| |||
|
Cтруктурные элементы, вулканы,Северные и Южные Курилы,пролив Буссоль http://plate-tectonic.narod.ru/kurilphotoalbum.html Курило-Камчатская островная дуга в современном виде существуют с конца миоцена-начала плиоцена. Cтруктурные элементы такого типа континентальных окраин, такие как глубоководный желоб, островная дуга и окраинное море с его котловинами отражают глубинное строение литосферы. Желоб и дуга, как правило, находятся в зоне сжатия, а глубоководная котловина характеризует зону растяжения, обусловленную наведенной конвекцией, эффектом присоса и т.п. Практически все геолого-геофизические характеристики изменяются вкрест простирания дуги и устойчивы по ее простиранию (и коррелируются с морфоструктурными элементами), будь то вулканизм, тип и мощность коры, строение осадочного чехла, сейсмичность, тепловой поток, гравитационное и магнитное поля. В пределах Курильской дуги выделяются также структуры второго порядка: переднедужная система (на океаническом склоне), невулканическая (тектоническая) малая дуга, междуговой прогиб, хребет "Витязя", вулканическая дуга и охотоморский склон. В составе вулканической дуги выделяются отдельные вулканические зоны, расположенные субпараллельно, косо или перпендикулярно к общему простиранию дуги, образуя сложную сеть, контролируемую магмапроводящими разломами. Если принимать во внимание диссипативный разогрев за счет трения взаимодействующих при субдукции плит, то важным параметром, контролирующим вулканизм становится расстояние от желоба до вулканического фронта и соответствующих вулканических зон. Расстояние, которое проходит Тихоокеанская плита от начала субдукции до вулканического фронта, составляет 220-245 км в Северных и 265-270 км в Южных Курилах. Еще больше увеличивается это расстояние до задужной вулканической зоны - 270-295 км для Северных и 345-355 км для Южных Курил. Скорость движения Тихоокеанской плиты меняется от 9 см/год на широте о-ва Парамушир до 10 см/год на широте о-ва Кунашир. Учитывая это, можно определить время, когда произойдет плавление плиты от начала ее субдукции при движении по сейсмофокальной плоскости. Для северных Курил и поперечной зоны Броутона это время составляет 2.4 млн лет, за исключением Парамуширской группы вулканов (2.7 млн лет) и примерно соответствует таковому для Южных Курил. Для задужной вулканической зоны время взаимодействия плит увеличивается до 3.0-3.3-млн лет в Северных Курилах и до 3.6-3.8 млн лет в Южных. ПРИРОДА АНОМАЛИЙ ПРОЛИВА БУССОЛЬ Различие в северных и южных Курилах в том, что в пределах северных Курил направление движения Тихоокеанской плиты почти перпендикулярно глубоководному желобу и вулканическому фронту и можно говорить о прямом поддвиге Тихоокеанской плиты, в то время как на Южных Курилах отмечается косой поддвиг: угол между направлением движения Тихоокеанской плиты и вулканическим фронтом составляет, судя по линейным магнитным аномалиям, 45-50о. В соответствии с этим меняется и характер поля напряжений и ориентировка тензора напряжений относительно простирания островной дуги. Особенно резко меняется поле напряжений в районе изгиба вулканического фронта, где преобладает уже растяжение в отличие от сжатия в Северных и Южных Курилах. Отличаются Северные и Южные Курилы также характером смены тензора напряжений по направлению падения сейсмофокальной зоны: на Северных Курилах области близповерхностного сжатия сменяются областями растяжения на глубине около 100-120 км, в то время как на Южных Курилах такая смена происходит на глубине 300 км. Резкий перепад глубин смены напряжений соответствует резкому изгибу вулканического фронта между островами Симушир и Уруп. Пролив Буссоль отмечается аномальный по всем геофизическим данным. Он дает узкую поперечную аномалию с пониженными значениями гравитационного поля. Ось гравитационного максимума отклоняется в сторону желоба. В эту же сторону отклоняется и вулканический островодужный фронт и его резкий изгиб совпадает с поперечной зоной минимальных значений гравитационного поля. Кроме того, в пределах центральных Курил подводный хребет "Витязя" выражен менее отчетливо и соответствующая ему положительная гравитационная аномалия уменьшается ниже гравитационного максимума вулканической дуги. На изостатических аномалиях пролив Буссоль отличается дефицитом мощности земной коры в 4-5 км. Аномалия магнитного поля выражена очень четко. Она имеет секущий, субширотный характер и отрицательные значения поля. Угол наклона сейсмофокальной зоны достигает здесь максимальных значений (~50о) и сама зона демонстрирует очень резкий изгиб изоглубин. В в районе задужной части о. Симушир идет угнетение вулканической активности, но при этом отдаленные вулканы питаются от сейсмофокальной зоны с самой большой глубины - 275 км. СЕЙСМОЗОНДИРОВАНИЕ По данным ГСЗ и МОВЗ под вулканической дугой мощность земной коры в районе о.Итуруп и Кунашир колеблется от 25 до 44 км, под о.Симушир - от 26 до 32 км, под о. Парамушир - от 25 до 36 км). Для вулканической дуги характерен континентальный тип коры, причем максимальная ее мощность 25-35 км приурочена к фронтальной зоне, уменьшаясь как в сторону невулканической дуги, так и в сторону задужной вулканической зоны. На уточненном разрезе через Южные Курилы мощность коры в задужной вулканической зоне почти в 2 раза меньше, чем во фронтальной.. Под вулканами отмечается подъем границы Мохо и исчезновение отдельных сейсмических границ, что может быть обусловлено частичным плавлением вещества. Поперечный разрез для Южных Курил показал мощность коры ~33 км в районе Большой Курильской гряды. В сторону Малой Курильской гряды, так же как и в сторону Курильской глубоководной котловины, эта мощность уменьшается. Под вулканами южных Курил (вулканы Головнина, Тятя) наблюдается подъем границы кровли мантии. Кроме того, под действующими вулканами отдельные сейсмические границы исчезают, что наиболее отчетливо видно по данным МОВЗ (зоны частичного плавления). ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ http://plate-tectonic.narod.ru/kur1photoalbum.html ГРАВИТАЦИЯ На карте гравитационного поля в свободном воздухе видно, что островной дуге в целом соответствует положительная аномалия интенсивностью до 200-250 мГл, сопряженная с трицательной аномалией (до 300 мГл) Курило-Камчатского желоба и со спокойным полем Курильской глубоководной котловины. В пределах островной дуги максимальные значения приурочены к невулканической Малой дуге и подводному хребту "Витязя"), менее интенсивные аномалии до 150 мГл - к вулканической дуге с несколько пониженным полем или со значениями, близкими к полю вулканической дуги в междуговом прогибе. Отмеченный характер гравитационного поля в свободном воздухе несколько нарушается в пределах пролива Буссоль (Центральные Курилы), где узкая поперечная зона с пониженными значениями гравитационного поля делит дугу на два участка: Северные и Южные Курилы, а ось гравитационного максимума отклоняется в сторону желоба. В эту же сторону отклоняется и вулканический фронт, а его резкий изгиб совпадает с поперечной зоной минимальных значений гравитационного поля. Кроме того, в пределах Центральных Курил подводный хребет "Витязя" выражен менее отчетливо и соответствующая ему положительная гравитационная аномалия уменьшается ниже гравитационного максимума вулканической дуги. Связь положительных аномалий в свободном воздухе с вулканической дугой подчеркивается не только для островодужной системы в целом, но и для кулисообразно причленяемых вулканических зон и цепей. Такие аномалии характерны для поперечных зон Броутона, Маканруши, Симуширской и вулканов задужной области. Эта связь обусловлена как рельефом вулканических построек, так и повышенной плотностью слагающих их пород. Для Курильской островной дуги оценки изостатического состояния коры проведены с помощью параметра мощности аномального компенсационного слоя МАКС. Так, ложе Тихого океана и Курильская глубоководная котловина Охотского моря характеризуются изостатическим равновесием, а островная дуга - дефицитом мощности (4-5 км в проливе Буссоль, 6 км -в районе о. Расшуа), а глубоководный желоб – избытком мощности (до 9 км) земной коры. Линейный, вытянутый вдоль всей дуги максимум дефицита мощности земной коры расположен между вулканической и невулканической дугами по междуговому прогибу. Антиизостатический характер современных тектонических движений в Курильской островной дуге (движений, направленных не на восстановление, а на нарушение изостатического равновесия) соответствует модели субдукции, по которой восходящие движения в пределах островной дуги обусловлены короблением надвинутой литосферной пластины. Восстановление изостатического равновесия возможно будет только после снятия нагрузки (субдукции). Современный вулканизм, сопровождаемый увеличением давления, вздутием коры и подъемом расплава, также нарушает изостатическое равновесие в сторону увеличения дефицита мощности земной коры. Если максимум вертикальных тектонических движений приходится на невулканическую (тектоническую) дугу, а максимум нарушения изостатического равновесия, связанного с вулканизмом на вулканическую, то наложение этих процессов приводит к тому, что максимум дефицита мощности земной коры располагается между ними. Невулканическая дуга имеет более интенсивный характер гравитационных аномалий в свободном воздухе и в изостатической редукции, чем вулканическая, хотя последняя и занимает более высокий гипсометрический уровень. Вулканическая дуга в целом и отдельные участки, такие как поперечные зоны Броутона, Маканруши, Симуширская, характеризуются положительными гравитационными аномалиями в редукции Фая, хотя интенсивность их ниже, чем аномалий невулканической дуги. Интенсивность аномалий в задужной вулканической зоне ниже, чем во фронтальной, но это вызвано вкладом тектонических движений в нарушением изостазии, которые больше в переднедужной области, чем в задужной. Однако все участки с большой плотностью вулканических построек отмечены высокими аномалиями в редукции Фая. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Магнитное поле прилегающей части Тихого океана, включая вал Зенкевича и океанский склон глубоководного желоба, неоднородно. Для примыкающейк Южным Курилам плиты характерны полосовые магнитные аномалии северо-восточного простирания.Полосы прямой и обратной намагниченности в размытом виде прослеживаются и в нижней половине переднедужного склона желоба, хотя океаническая коры здесь погружается под островную дугу. Эти аномалии как бы просвечиваются сквозь вышележащие образования островодужного склона. К северным Курилам и южной Камчатке примыкает участок Тихоокеанской плиты со спокойным магнитным полем (чередование зон слабых положительных и отрицательных аномалий). Трансформные разломы северо-западной части Тихоокеанской плиты маркируются линейными положительными аномалиями, секущими и полосовые аномалии, и зону спокойного поля. Наиболее отчетливо это видно на разломе Тускарора, перпендикулярном простиранию полосовых аномалий напротив о. Кунашир. Аномалии переднедужного склона глубоководного желоба имеют генеральное северо-восточное простирание, которое нарушается поперечными аномальными зонами. На южном участке склона линейные северо-восточные аномалии, параллельные простиранию оси желоба, как бы продолжают полосовые аномалии Тихоокеанской плиты, но более размыты, на северном участке они накладываются на мозаичное спокойное полеТихоокеанской плиты. Для осевой части желоба характерно поле примыкающих участков Тихоокеанской плиты: на южном отрезке ей соответствует отрицательная аномалия, напротив Хоккайдо ось желоба косо сечет полосовые аномалии, на северном - она режет как положительные, так и отрицательные участки мозаичного поля. Невулканической дуге с хр. "Витязя" и примыкающим участкам склона желоба соответствует положительная региональная магнитная аномалия, называемая Восточно-Курильской. Эта аномалия, имеющая слабовозмущенный характер и достигающая интенсивности 900 нТ, протягивается к востоку от Большой Курильской гряды более чем на 1500 км. В северной половине она осложняется кососекущими и субмеридиональными отрицательными аномалиями, а в месте резкого изгиба центральной части дуги - субширотной отрицательной аномалией. Вулканической дуге соответствует зона резко возмущенного магнитного поля с локальными положительными и отрицательными аномалиями отдельных вулканических построек, наложенными на общий отрицательный региональный фон. Над крупными островами Большой Курильской гряды наблюдаются знакопеременные аномалии с интенсивными максимумами на границе островов, а над обособленными островами-вулканами - положительные аномалии интенсивностью 150-300 нТ, обусловленные источниками приповерхностного залегания. К подводным вулканам приурочены локальные положительные аномалии и сопряженные с ними отрицательные аномалии до 1000 нТ. Магнитоактивные тела вулканической дуги располагаются в пределах вулканогенно-осадочной толщи. Аномальное магнитное поле в районе вулканической дуги практически целиком определяется вулканическими постройками и в меньшей степени - погребенными магматическими телами. На общем отрицательном региональном фоне вулканические постройки выделяются локальными изометричными положительными и отрицательными аномалиями. Образцы горных пород Курильских островов и подводных гор сильно дифференцированы по магнитным свойствам. Наиболее намагничены основные вулканические породы. Донные осадки немагнитны. Курильской глубоководной котловине соответствует отрицательное магнитное поле без резких возмущений. Оно отличается от магнитного поля вулканической дуги отсутствием локальных аномалий вулканических построек.Верхние кромки магнитовозмущающих тел Курильской глубоководной котловины расположены в "базальтовом" слое, а нижние - уходят в верхнюю мантию. СЕЙСМОФОКАЛЬНАЯ ЗОНА Сейсмофокальная зона представляет собой сейсмоактивный слой мощностью 75 км, наклоненный от глубоководного желоба под островную дугу. Угол наклона достигает максимальных значений (~50°) в пределах Центральных Курил, уменьшаясь до 44-46° на Камчатском отрезке и до 38° в районе северо-восточного Хоккайдо и Кунашира. Изменения угла наклона отражаются в характере изоглубин до центральной плоскости сейсмофокальной зоны . Резкий изгиб изоглубин наблюдается в Центральных Курилах в районе о. Симушир. В пределах сейсмофокального слоя наибольшая концентрация землетрясений приходится на интервал от 0 до 100-150 км, на промежуточных глубинах (100-300 км) отмечается ослабление сейсмической активности, а глубже 300-350 км - усиление активности глубоких землетрясений. Таким же образом распределяется и значение энергии землетрясений. Для Японской дуги гипоцентры землетрясений концентрируются вблизи кровли и подошвы сейсмофокального слоя с минимумом активности между ними. Это двухслойная сейсмофокальная зона и механизм ее очагов землетрясений отличается от однослойного случая. Не исключено, что двухслойное строение сейсмофокальной зоны может быть выявлено и для Курило-Камчатской дуги. Наибольшие глубины погружения сейсмофокальной зоны в мантию до 650 км отмечаются в средней части Курильской дуги, в районе резкого изгиба изоглубин до центральной плоскости сейсмофокальной зоны. На флангах дуги (южная Камчатка и северо-восточный Хоккайдо) глубина погружения зоны уменьшается до 350-400 км. На продольных разрезах разрезах отмечено скопление гипоцентров землетрясений V-образной формы, протягивающееся до глубины100-200 м и являющееся отражением мощных поперечных и субпоперечных разломов (Тараканов Р.З.). Наряду с землетрясениями от сейсмофокальной зоны, падающей под островную дугу, отмечаются близповерхностные землетрясения под самой островной дугой. Между последними и сейсмофокальной зоной наблюдается асейсмичный клин, совпадающий с мантийным клином. Проекция угла асейсмичного клина на поверхность называется асейсмичным фронтом. Асейсмичный фронт (проекция клина на поверхность) располагается между глубоководным желобом и вулканическим фронтом и совпадает с невулканической дугой. Изучение механизма очагов землетрясений дает информацию о региональном поле напряжений в районе Курильской островной дуги.Вдоль дуги или под небольшим углом к ней преобладают напряжения сжатия, а в районе центральных Курил, в районе изгиба сейсмофокальной плоскости, являются напряжения растяжения, ориентированные вблизи поверхности субвертикально, а на глубине 80-100 км - субгоризонтально. Изгиб сейсмофокальной плоскости вызван естабильностью локального поля напряжений. С увеличением глубины меняется характер поля напряжения под островной дугой: расширяется область распространения локального поля растяжения, связанного с подошвой сейсмофокальной зоны, а область поля сжатия, приуроченного к кровле фокального слоя, поле напряжения смещается в сторону Охотского моря. Имеется прямая корреляция соотношение вулканизма и сейсмичности. Пространственная сопряженность этих явлений не вызывает сомнений, вулканический пояс располагается над сейсмофокальной зоной при ее глубине от 90 до 300 км. В районе Курильской дуги пояс вулканов расположен над глубинами в 120-240 км до центральной плоскости сейсмофокальной зоны. Однако в отдельных районах прямая корреляция вулканизма и сейсмоактивности сменяется на обратную и вулканизм и сейсмичность проявляются как несовместимые процессы. Этот случай соответствует минимуму сейсмической активности как по числу, так и по энергии землетрясений и располагается на глубинах 100-300 км как раз под вулканическим поясом.Более того, непосредственно под вулканами имеются асейсмичные окна. Параметры сейсмофокального слоя прямо или косвенно влияют на температуру, давление и состав плавящегося субстрата, количество и состав летучих элементов, условия подъема и излияния магмы. К числу этих параметров относятся глубина до сейсмофокальной плоскости, расстояние от глубоководного желоба до вулканического фронта (другими словами - угол поддвига) и скорость движения субдуцируемой плиты. Глубина до сейсмофокальной плоскости определяет (Р-Т)-условия магмообразования при плавлении сейсмофокального слоя или в случае плавления мантийного клина над сейсмофокальным слоем. Наблюдается положительная корреляция между вулканической активностью и глубокими землетрясениями с гипоцентрами на глубинах более 100 км. Извержения вулканов провоцируются усилением сейсмической активности (извержение вулкана Шивелуч в 1964 г.). Поперечная минералого-петрохимическая зональность в пределах островной дуги демонстрирует связь вещественного состава лав с глубиной до сейсмофокальной зоны. Выявлена также зональность в распределении редких и редкоземельных элементов, изотопов стронция и неодима в химическом составе лавах и зональность в распределении ксенолитов, выносимых лавами. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК Минимальные значения теплового потока приурочены к глубоководному желобу, невулканической дуге и зонам максимальной концентрации землетрясений глубин до 100 км, а максимальные - к вулканической дуге и Курильской глубоководной котловине. Область высоких значений теплового потока является областью высокой контрастности: здесь имеются аномалии, превышающие фон в 5 раз рядом с точками весьма низких значений теплового потока. Например, в зоне проявления подводного вулканизма в задужной области о. Итуруп обнаружен локальный участок, где на расстоянии 20-25 км тепловой поток изменяется от 38,5 до 345 мВт. В целом область высокотемпературногото нестационарного поля совпадает с зонами современного вулканизма. В пределах однотипных тектонических структур разного возраста тепловой поток различен: чем древнее возраст тектоно-магматической активности, тем ниже тепловой поток. Исключение -области современного вулканизма, наложенные не разновозрастные структуры, где тепловой поток нестационарен. В распределении глубинных температур по профилям ГСЗ вкрест Курильской островной дуги также имеются свои закономерности: выделяются две зоны максимальных температур, одна из которых приурочена к вулканической дуге с небольшим смещением в задужную сторону (Охотского моря), вторая - к Курильской глубоководной котловине. Изотерма 1200°С в этих зонах находится на глубине 25-30 км. Высокий градиент температур приурочен к прогибу между вулканической и невулканической дуг. В районе субдукции отмечается инверсия температур, вызванная поддвиганием холодной Тихоокеанской плиты. Отмечается также связь теплового поля с вулканизмом. Область максимальных значений и максимальной контрастности теплового потока соответствует задужной области вулканической активности, под которой отмечаются и максимальные расчетные глубинные температуры. На температурном разрезе через о-в Итуруп геоизотерма 1200°С имеет три пика. Главный из них с высотой подъема до глубины 27 км ниже уровня моря расположен под задужной вулканической зоной, два других с глубиной 35 и 34 км – под фронтальными вулканами островной дуги и под Курильской глубоководной котловиной. ГЕ0Л0ГИЧЕСК0Е СТРОЕНИЕ http://plate-tectonic.narod.ru/kur2photoalbum.html Большая и Малая дуги представляют пологие складчато-блоковые поднятия, разделенные прогибом Курильского пролива, выполненным четырехкилометровой толщей молодых осадков и осложненный вдоль оси разлома. По этой причине геологические образования Курильских островов подразделяются на два крупных структурно-формационных комплекса: доостроводужный и островодужный. Породы доостроводужного комплекса распространены в пределах Малой Курильской гряды и на ее подводном продолжении - хр. "Витязя". Это эффузивно-интрузивные и осадочные образования позднемелового-палеогенового возраста. Структуры Малой гряды выходят на сушу в северо-восточной части о. Хоккайдо на п-ве Немуро. Зона Немуро сложена мелководными меловыми и третичными отложениями, которые предположительно подстилаются островодужными магматитами. Западнее зона приходит в торцовое сочленение со структурами центрального Хоккайдо (зона Токоро) вдоль правого сдвига Абашир, образование которого связывается с возникновением Южно-Охотской впадины. Малая дуга сложена вулканогенно-обломочными породами подводного происхождения и андезито-базальтового состава с нарастающей к югу щелочностью. Примечательно присутствие обломков пород сиалического состава (граниты, гнейсы, кварциты и др.). Эти образования слабо деформированы и перекрываются наземными лавами плиоцен-четвертичного возраста. Непосредственно в зоне Малой гряды выделяется матакотанская свита (кампан) зеленокаменно-измененных пород спилито-диабазового комплекса как наиболее древние. Она представлена лавами и туфами подводных условий. Встречаются субвулканические тела долеритов, диабазов и габбро-диабазов. Общая мощность достигает 1600 м. (К-Аr)-возраст - 105-68 Ма. Выше согласно залегает малокурильская свита - песчано-аргиллитовая флишеподобная толща мощностью от 400 до 1000 м маастрихского возраста. Более молодая зеленовская свита (толща Томари-Ноторо) представляет базальтоидный комплекс мощностью до 300 м, сложенный эффузивами базальтов и андезито-базальтами К-Авозраста 77-69 Ма. Следующий трахибазальтовый комплекс –пластовые интрузивные залежи среди песчано-аргиллитовых отложений малокурильской свиты. К-Ar возраст этих образований - 71-61Ма. Массивы габброидов на о. Шикотан самые молодые. Они сложены габбро-норитами, габбро-анортозитами, габбро, оливиновыми габбро, габбро-перидотитами, габбро-диабазами, анортозит-диабазами, диоритами, долеритами, аплитами. Присутствуют также перидотиты, пироксениты и дайки монцонитов. Абсолютный возраст пород - 62-56 Ма. Большая гряда с ее более чем 60 действующими вулканами голоценового возраста сложена мощным комплексом островодужных олигоцен-четвертичных и современных вулканогенно-осадочных образований. Состав вулканитов включает всю гамму от базальтов до риолитов, при преобладании андезитов. На о.Парамушир среди ксенолитов в лавах появляются граниты и гнейсы. Породы островодужного этапа представлены четырьмя комплексами: "зеленотуфовый", вулканогенно-кремнисто-диатоми-товый, базальтоидный и андезитовый. "Зеленотуфовый" комплекс ранне-среднего миоцена (1300-3900 м) наиболее древний и развит на островах Большой Курильской гряды. Он подразделяется на три толщи. Нижняя (о.Парамушир и Шумшу) сложена песчано-глинистыми отложениями с примесью туфогенного материала. Средняя толща вулканических брекчий, туфов, лав базальт-дацитового ряда и вулканогенных песчаников и конгломератов, встречается на всех крупных островах. Породы интенсивно пропилитизированы. Верхняя толща представлена конгломератами и брекчиями, переслаивающимися с гравелитами, песчаниками и туфами, содержание последних увеличивается вверх по разрезу. Вулканические образования "зеленотуфового" комплексаформировались в сложной фациальной обстановке с преобладанием подводных в начале и субаэральных условий в конце формирования. Породы вулканогенно-кремнисто-диатомитового комплекса мощностью до 3000 м о.Шумшу, Парамушир, Уруп, Итуруп и Кунашир и залегают на породах предыдущего комплекса с угловым несогласием. В их составе доминируют туфы, туффиты и пемзы дацитов и андезитов, туфоконгломераты, конгломератобрекчии, вулканомиктовые песчаники, опоковидные алевролиты и диатомиты. Реже встречаются лавовые потоки и экструзивные тела базальтов, андезито-базальтов,андезитов. Формирование комплекса происходило в среднем миоцене-плиоцене в подводных условиях в результате поступления материала вулканических извержений и разрушения прилегающих вулкано-тектонических поднятий. Базальтоидный комплекс (до 1000 м) распространен почти на всех островах Большой гряды и представлен шаровыми лавами, обломочно-подушечными брекчиями, аквагенными туфами, гиалокластитами андезито-базальтов, базальтов и андезитов. Он сформирован в результате проявления третьей (позднеплиоценовой) фазы вулканизма в мелководных условиях. Вершины вулканов при этом часто появлялись над уровнем моря. Четвертичные вулканогенные образования, широко распространенные на всех островах Большой гряды, входят в состав андезитового комплекса, залегающего с размывом и несогласием на более древних породах. К нему относятся все активные и потухшие вулканы Курильских островов и, по-видимому, большинство подводных вулканов. Состав вулканических пород варьирует от базальтов до риолитов с преобладанием средних пород. Интрузивные образования широко распространены на крупных островах Парамушир, Уруп, Кунашир. Это полифазовые тела пестрого состава. На юге дуги (о. Кунашир) преобладают наиболее кислые породы плагиогранитов, в средней части дуги (о-в Уруп) - диориты и кварцевые диориты, а на севере (о. Парамушир) - габброидных пород . Интрузии прорывают породы "зеленотуфового" комплекса. ВУЛКАНИЗМ http://plate-tectonic.narod.ru/kur3photoalbum.html На Курильской островной дуге известно 105 наземных (42-активные) и примерно столько же подводных вулканов. Основная масса вулканов имеет четвертичный возраст и относятся к андезитовому комплексу, хотя имеются и более древние постройки подводных вулканов, где эрозия замедлена. Сведения об активности подводных вулканов отсутствуют, хотя некоторые несут следы недавней активности. Все вулканы собраны в цепочки, фиксирующие магмапроводящие разломные зоны, которые ориентированы под углом к дуге и создают "косую сеть". Имеются также поперечные и продольные вулканические зоны. Местоположение цепочек контролируется растягивающими напряжениями без заметных смещений, так как на продолжении таких цепочек по данным НСП крупные разломы отсутствуют как в пределах Курильских островов, так и в прилегающих участках дна моря. Мелкие же разломы образуют густую сеть, которая выявляется при детальных исследованиях за пределами вулканических построек. Зоны растяжения образуются на фоне общего сжатия, что подтверждено сейсмологическими данными. Аналогичная сеть разломов без вулканов выявлена по данным НСП на участке между глубоководным желобом и вулканическим фронтом. Важной характеристикой положения вулканов является расстояние между ближайшими вулканами, дающее информацию о глубине магматических очагов. На гистограмме количества вулканов в зависимости от расстояний первый пик связан с наличием общих для соседних вулканов близповерхностных магматических очагов, а второй отражает более глубокие корневые связи вулканов одной линейной цепочки. Расстояния между вулканами на разных разломах варьируют в интервале 56-79 км. Важным параметром островной дуги является переднедужная ширина – расстояние от вулканического фронта до глубоководного желоба и сейсмофокальной зоны. Вулканический фронт есть линия, соединяющая ближайшие к желобу вулканы. Курильский фронт состоит из двух прямых линий, составляющих угол 22-23° в районе пролива Буссоль. Островная дуга таким образом делится на два участка: Северные и Южные Курилы. В зоне изгиба расстояние до желоба минимальное и составляет 160 км ( на флангах оно составляет 200 км в р-не Парамушира и 220 км у Кунашира). Глубина до сейсмофокальной зоны под вулканическим фронтом в месте изгиба - 120 км. На северо-восточном фланге дуги она составляет 120-135 км (максимум в районе о.Парамушир), а на юго-западном фланге - II5-I30 км. В пределах Курильской островной дуги прослеживается поперечная зональность в распределении вулканов, выраженная в площадной плотности вулканических центров вкрест дуги. Так, в зоне в 15-20 км сосредоточено более 55% всех наземных и подводных вулканов. Второй пик активности приходится на задужную область в полосе 40-60 км от вулканического фронта на Северных Курилах и 55-75 км на Южных. Здесь находится 20-25% всех вулканов. Причем в вулканизм фронта вносят вклад наземные вулканы (87% вулканов), то второй пик дают подводные вулканы (81%).Между этими двумя пиками активности находится промежуточная зона, а с тыло, по направлению к континенту зона затухания с минимальной плотностью вулканов. Распределение вулканов вдоль дуги также неравномерное. При подсчете вулканов на каждые 100 км, Северные Курилы дают значение в 7-22, а Южные Курилы - 10-36. На о.Парамушир, Уруп и Итуруп плотность вулканов значительно выше из-за многовыходного вулканизма со множеством вулканических центров. Между вулканами фронтальной зоны нет значительных перерывов - максимальное расстояние между двумя соседними вулканами не превышает 60 км. Существенно иная картина распределения вулканов в задужной области. Так, на участках от о.Онекотан- о. Матуа, от о.Ушишир- о.Кетой, на охотоморской стороне Итурупа и Кунашира, а также и в зоне изгиба дуги линейная плотность вулканов задужных зон превышает таковую на фронте дуги. Вместе с тем с охотоморской стороны о. Парамушир, Расшуа, Симушир и Уруп имеются авулканические участки на протяжении 150 км (при этом авулканические участки в задужной части островов Уруп и Парамушир отмечаются высочайшей сейсмоактивностью), а между островами Алаид и Маканруши, известны только два вулкана в тыловой зоне, причем один из них - древний, почти полностью погребенный. Неоднородность распределения вулканов в островодужной и задужной областях вызвана, возможно, неоднородностью в генерации магмы. Зональность вулканизма хорошо коррелируется с геометрией сейсмофокальной плоскости. Так, ее глубина увеличивается по направлению от фронтальной вулканической дуги к задужной области. Перепад в 20 км глубины со 130 до 150 км на северном участке дуги и с 125 до 145 км на южном соостветствует 15-и километровой зоне вулканов на поверхности. Глубина до сейсмофокальной плоскости под задужной зоной вулканической активности увеличивается в среднем в среднем от 175 до 200 км. По траверзу северных Курилах эта глубина составляет 210 км, а Южных - 250 км. На аномальном участке центральных Курил в месте резкого изгиба дуги глубина до сейсмофокальной зоны наиболее удаленных вулканов увеличивается еще больше – до 275 км. Bулканиты Kурил http://plate-tectonic.narod.ru/volcanolinks.html НИС "Вулканолог" НИС "Академик Мстислав Келдыш", 1986 ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА И ЗОНАЛЬНОСТЬ КУРИЛ http://plate-tectonic.narod.ru/kurvolcmendeleevphotoalbum.html Зональность характерна для распределения многих редких элементов, части главных элементов, а также ряда их индикаторных отношений. Наиболее четко с востока на запад, от фронта к тылу дуги, возрастают концентрации таких некогерентных редких элементов, как К, Rb, Li, Ва, Sr, Be, U, Th, La, Се, Nd,Zr, W, и величины отношений Rb/Sr, La/Yb, Sr/Ce, Th/U, Zr/Y, La/Hb, Fe203/(FeO + Fe203).B основных и средних породах в том же направлении растут концентрации ряда других как некогерентных - Р, F, Mo, Hf, так и когерентных -Mg, Hi, Cr элементов и величина отношения (Hi+Cr)/ V , а в кислых и средних - Рb. В то же время от фронтальной к задужной зоне во всех типах лав по кремнекислотности уменьшаются концентрации Fе, V, величины отношений Na20/K20, (FeO+Fe203)/(FeO+Fe203+MgO), K/Rb, Zr/Hb, a в средних и кислых разностях - Са, Ti, Cu, Zn, Y, Yb. Отчетливых зависимостей в распределении А1, На, В, Со, Sn во всех типах пород, а также Ti, Са, Си, тяжелых РЗЭ и Y, Zn, Pb в базальтах не установлено. При этом для фронтальной зоны дуги по сравнению с задужной характерно более частое проявление глубоко дифференцированных ассоциаций пород и более широкое распространение пород толеитовой серии. Наличие или отсутствие зональности по отдельным элементам или группам элементов, а также степень контрастности ее в лавах фиксированной кремнекислотности зависят не только от различия в уровнях концентрации элементов в исходных расплавах, но и от особенностей фракционирования расплавов в разных зонах дуги. Последние определяются отличиями в уровнях содержания и парциального давления летучих в расплавах. Поперечная геохимическая зональность наблюдается и в других островных дугах, а также на Южной Камчатке в одинаковых по кремнекислотности породах от фронтальной к задужной зоне (увеличиваются концентрации На, К, Rb, Li, Ва, Sr, P, Be, La, Се, величины отношений К/На, Rb/Sr, Sr/Ca, P/B,La/Yb и уменьшается отношение K/Rb; а в базальтах возрастает концентрация MgO, Hi, Co, Ti, P, отношение Ti/Si, уменьшаются концентрации Fа0, СаО и отношение CaO/MgO). На северо-восточном Хоккайдо на запад от вулканического фронта возрастают концентрации К, Ва, Th, Hf, легких РЗЭ и величина отношения La/Sm. Лавы фронтальнойзоны здесь дают тренды обогащения железом, чего не скажешь о задужных лавах и соответственно обогащены V и Sc. Щелочные оливиновые базальты задужной зоны наиболее богаты Cr. В сводке Дж.П.Гилла для шести островных дуг (включая Курильскую дугу и дугу северо-восточного Хоккайдо) показано, что концентрации К, Rb, La, Th, U, а также величины отношений La/Yb и Rb/Sr почти всегда возрастают вкрест простирания дуг, от фронтальных к задужным зонам, а содержание Р, F, Sr, Ba, Zr и величины отношений Th/U, Ba/Sr, U/Pb либо возрастают, либо остаются на одном уровне, тогда как значения отношений K/Rb, Ba/La и Zr/Rb обычно уменьшаются. Данные по другим островным дугам позволяют добавить к списку элементов, обогащающих лавы задужной зоны Nb, а фронтальной - Sr. Островодужные базальты с удалением от вулканического фронта становятся менее железистыми и содержат больше U и Сг. При этом преимущественно толеитовые базальты фронтальной зоны дуги сменяются щелочными базальтами в глубокой задужной зоне. Для вулканических дуг северо-восточной Японии идет увеличение от фронта к тылу дуги концентраций Н20 в магмах. Таким образом поперечная геохимическая зональность Курил является типичным проявлением вариаций вещественного состава вулканических пород. В базальтах всех зон проявляются одни и те же аномалии (резкий минимум по Nd и максимум по Sr при менее глубоких минимумах по Th и Се), хотя от фронта к задужной области величина аномалий слегка уменьшается. Сходные особенности распределения гидромагматофильных редких элементов характерны для базальтов разных по щелочности островодужных серий Камчатки и других островных дуг. Продольная зональность также выражена и наиболее ярко проявляется во фронтальной зоне дуги, где на парамуширском участке и центральной части, в месте стыка двух резкоориентированных флангов дуги (подводные горы пролива Буссоль и южного окончания о. Симушир), отмечены лавы повышенной калиевой щелочности, соответственно обогащенные литофильными редкими элементами. Повышенная щелочность характерна и для северного окончания задужнойзоны Курил, где широко распространены субщелочные базальты, практически отсутствующие на остальных участках тыловой зоны. МИНЕРАЛЬНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ http://plate-tectonic.narod.ru/kurminphotoalbum.html Наблюдающиеся различия в ассоциациях и составе породообразующих минералов фронтальной и тыловой зон Курильской дуги связаны и с различиями в химическом и редкоэлементном составе расплавов, и с разными термодинамическими условиями их кристаллизации. Такие особенности состава минералов лав тыловой зоны по сравнению с соответствующими минералами фронтальной зоны, как повышенное содержание К, Ва, Sr и пониженное - Fе в плагиоклазах; повышенная магнезиальность оливинов, клинопироксенов и титаномагнетитов из пород основного состава; повышенное содержание Ti в клинопироксенах из пород основного-среднего состава, Ti - в титаномагнетитах базальтов, Сr - в клинопироксенах базальтов, а также наличие только в лавах этой зоны слюды, (Сr-А1)- шпинели и достаточно широкое распространение в них акцессорного циркона - прямо коррелируются с обогащением лав тыловой зоны по отношению к лавам фронтальной зоны К, Ва, Sr, Zr, РЗЭ, а пород основного состава также Mg, Сг, Ti и обеднением всех пород железом. Резкое различие в распространенности амфиболосодержащих и двупирокееновых ассоциаций вкрапленников в лавах фронтальной и тыловой зон дуги,а также различие в них трендов эволюции пироксенов свидетельствуют о том, что кристаллизация магматических расплавов в этих зонах протекала при разных значениях содержания летучих. Ликвидусные температуры кристаллизации плагиоклаза лав тыловой зоны ниже, чем лав фронтальной зоны. Латеральная изменчивость содержания Н2 0 и температур кристаллизации в четвертичных магмах северо-восточной Японии (во фронтальной зоне выше температуры кристаллизации расплавов и ниже концентрация Н20) на основании изучения ассоциаций вкрапленников замечена также М.Сакуямой. Сходные данные получены для вулканических поясов Камчатки. Разные по кремнекислотности лавы как фронтальной, так и тыловой зоны дуги могут быть связаны друг с другом с помощью механизма кристаллизационной дифференциации при условии участия в кумулусе магнетита. Отмеченная в некоторых андезитах и дацитах тыловой зоны обратная зависть ортопироксенов и плагиоклазов с обогащением микролитов по сравнению с вкрапленниками Mg и Са, присутствие как в породах тыловой, так и фронтальной зоны неравновесных кварц-оливиновых ассоциаций вкрапленников, а также резко различных по составу генераций вкрапленников плагиоклаза -все это является следствием широкого проявления процессов смешения магматических расплавов. В ряде случаев проявление процессов смешения подтверждается наличием гетеротакситовых (с резко различным составом полос) лав и пемз, описанных ранее на вулканах Головнина, Менделеева, в кальдере Немо и на вулкане Броутона. Данные модельных расчетов также указывают на возможность образования некоторых андезитов за счет смешения кислых и основных расплавов. ИЗОТОПНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ http://plate-tectonic.narod.ru/kurisotopphotoalbum.html В целом вариации величины 87Sr/ 86 Sr в четвертичных лавах Курильской островной дуги (0,70271-0,70433) лежат в пределах, характерных для энсиматических (внутриокеанических), чем для энсиалических дуг. Для дуг Идзу, Марианской, Бисмарка, Фиджи, Южно-Сандвичевой показатель составляет 0,7031-0,7043. Для лав дуги Фиджи - (0,70305-0,70390), для дуги Идзу-Огасовара - (0,7034-0,7039), для Идзу, Марианской, Новобританской, Алеутской - (0,70317-0,70378).Для энсиалических островных дуг эти величины выше. Так, во фронтальной зоне северо-восточной Японской дуги величины Sr-изотопных отношений лежат в пределах 0,7038-0,7045, а для дуги юго-западной Японии - 0,70357-0,70684. КСЕНОЛИТЫ: ЗОНАЛЬНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИННЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ http://plate-tectonic.narod.ru/kurksenolitphotoalbum.html Глубинные включения в лавах фронтальной зоны обнаружены на многих вулканах от о. Парамушир до о. Кунашир. Представлены они преимущественно разнообразными оливин-пироксеновыми габброидами (габбро, габбро-нориты, габбро-анортозиты), среди которых выделяется специфическая группа крупнокристаллических анортитовых разностей (алливалиты, троктолиты, эвкриты). Наряду с габброидами постоянно встречаются близкие по составу пироксен-плагиоклазовые (+ оливин) кристаллические сланцы. Различия в минеральном, химическом и редкоэлементном составе габброидных и метаморфических ксенолитов фронтальной и тыловой зон Курил соответствуют поперечной минералогической и геохимической зональности, что указывает на родственность включений и лав и либо ксенолиты представляют собой продукты глубинной кристаллизации магматических расплавов, либо они являются отторженцами среды магмообразования. В первом варианте часть включений можно рассматривать как протокумулаты, возникшие на ранних этапах дифференциации магматических расплавов, тогда как другую - как обломки интрузивных пород, образовавшихся при полной кристаллизации. Часть таких протокумулатов и интрузий была метаморфизирована на уровне амфиболитовой или гранулитовой фации. ЗОНАЛЬНОСТЬ КУРИЛЬСКОЙ ДУГИ http://plate-tectonic.narod.ru/kurzonalphotoalbum.html Курильская дуга имеет поперечную зональность, проявленную на всех уровнях: морфоструктурном, тектоническом, минеральном, геохимическом, изотопном, на уровне включений. Различия в составе вулканических пород фронтальной и тыловой зон островных дуг и бимодальный характер вулканических центров характерен не только для Курил, но и Японии и наличие двух мантийных резервуаров типично для дуг. ВУЛКАНИЗМ (Источник -Aвдейко) http://www.kscnet.ru/ivs/bibl/sotrudn/avdeiko/mon_a_v/ch1.pdf Курильские острова (Nature) http://plate-tectonic.narod.ru/kurnaturephotoalbum.html ВУЛКАНЫ КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ http://plate-tectonic.narod.ru/kurvolcphotoalbum.html КУРИЛО-КАМЧАТСКАЯ ОСТРОВНАЯ ДУГА. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СУБДУКЦИИ http://plate-tectonic.narod.ru/kurilkamphotoalbum.html Курило-Камчатская дуга расположена над зоной субдукции Западно-Тихоокеанской плиты под Охотоморскую. Эта, на первый взгляд, единая структура распадается на три сегмента, различные по типу коры в дуге и ее тылу: 1) Камчатский с континентальной корой в дуге (40-45 км) и субконтинентальной (20-25 км) или континентальной в тылу; 2) Северо-Курильский, включая о. Парамушир и более мелкие острова примерно до 49°сев. широты, с субконтинентальной корой в дуге и в тылу (20-25 км); 3) Южно-Курильский южнее 49° сев. широты с субокеанической корой в дуге (17-20 км) и океанической в тылу (7-10 км). Глубинные корни вулканических поясов http://plate-tectonic.narod.ru/volcanophotoalbum.html ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ (Japan Islands) http://plate-tectonic.narod.ru/japan17photoalbum.html Примерно 200 вулканов четвертичного возраста найдено в Японии. Большинство вулканов - андезитовые стратовулканы. Kuril Trench http://en.wikipedia.org/wiki/Kuril_Trench Ulakhan Fault http://plate-tectonic.narod.ru/ulakhanphotoalbum.html http://plate-tectonic.narod.ru/grannikphotoalbum.html http://plate-tectonic.narod.ru/grannikphotoalbum.html Рифтовые системы и рифтовые пояса включены в состав кайнозойской активной окраины Тихого океана, к которой относятся Тохоку-Хонсю и Курило-Камчатская островодужные системы КАЙНОЗОЙСКИЕ СТРУКТУРЫ http://plate-tectonic.narod.ru/grannik5photoalbum.html Курильская вулканическая островная дуга http://plate-tectonic.narod.ru/grannik6photoalbum.html Курило-Камчатский желоб http://plate-tectonic.narod.ru/grannik7photoalbum.html ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ АССОЦИАЦИИ ПОРОД ОХОТОМОРСКОГО РАЙОНА http://plate-tectonic.narod.ru/grannik9photoalbum.html Вулканизм островных дуг http://plate-tectonic.narod.ru/volcanodugaphotoalbum.html Kурилы и прилегающие акватории http://plate-tectonic.narod.ru/kurillinks.html next http://plate-tectonic.narod.ru/kurilkam4linkslinks.html |
