 | Cтруктурные элементы |
Схема расположения вулканов Курильской островной дуги:I - подводные вулканы; 2 - подводные кальдеры; 3 - активные (а) и потухшие (б) наземные вулканы; 4 - фронтальная (5) и тыловая (6) вулканические зоны; 7 - ось глубоководного желоба; 8 - разломы; 9 - ось фронтальной (невулканической) дуги: 10 - направление движения Тихоокеанской плиты; II - изоглубины до сейсмофокальной плоскости |
Асейсмичные пробелы в зоне Беньофа под современными вулканами Андской активной окраины.I—VI — профили на отрезке 21—24° ю. ш., по В. Ханушу и И. Ванеку (1978). Стрелкой обозначен глубоководный желоб, вертикальным штрихом — проекция активных вулканов на асейсмичный пробел. Внизу — схема магмообразования под Курильской островной дугой, по Г. П. Авдейко (1993), упрощена1 — континентальная литосфера; 2 — субдуцирующая океанская литосфера; 3 — отделение флюидов; 4 — частичное плавление и подъем магмы в астеносфере мантийного клина; 5 — подводящие каналы и промежуточные магматические очаги в литосфере; 6 — изотермы, град |
Сегментация зон субдукции see-http://plate-tectonic.narod.ru/subducregimphotoalbum.html. Слева — расщепление плиты Наска при ее погружении под «угол Арики» Андской активной окраины; разделенные трансформными разломами «слабы», судя по профилям зоны Беньофа, субдуцируют с разным наклоном. По Р. Кабре (1983). Справа — сегментация Курильской островной дуги, по данным Г. П. Авдейко (1993), с изменениями: |
Геометрия сейсмофокальной зоны вдоль Курило-Камчатской островной системы а) – проекции на дневной поверхности секторов - сечений СФЗ; по [Тараканов, 1971]; б) – разрезы СФЗ по секторам 1- 25. |
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).