КУРИЛЬСКАЯ ОСТРОВНАЯ ДУГА - ГЛУБОКОВОДНЫЙ ЖЕЛОБ

Курильская система – область геоморфологических ландшафтов активных континентальных окраин- островных дуг энсиматического типа.

Восточно-Камчатский (N2-Q) сегмент по простиранию в юго-западном направлении замещается Курильской островной дугой. Это низко- и высокогорные области проявления вулканических форм рельефа (стратовулканы, щитовые вулканы, вулканические плато и др.).

Курильские острова – вулканическая дуга энсиматической островодужной системы новейшего времени, сложенная основными-средними вулканитами, образующими линейно-вытянутую серию вулканических гор (стратовулканы, щитовые вулканы).

Курильская островная дуга включает Большую и Малую островную дугу, отделенные друг от друга системой разломов и междуговым прогибом шириной в 45-50 км.
Острова Большой дуги составлены каинозойскими вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами что, судя по ксенолитам, лежат над основанием, составленным из метаморфических пород кристаллического сланца, роговошпатовых и габброидных пород, диоритов и плагиоклазоваги гранита. Толщина коры достигает 30-35 км. Толщина коры под междуговым прогибом уменьшается до 15 км. Подводные вулканы, ограниченные разломами, комплектуют охотоморский склон островной дуги. Они составлены из четвертичных базальтов, базальтового андезита и андезитовых лав в перемешку со свободными осадками. В образцах драгирования установлена пропитка сульфидами: пирит, марказит, пирротин, халькопирит, digenite и covellite.
Возраст малой островной дуги верхне меловой. Фундамент включает ленточные габбро, габбро-нориты, и серпентиновый перидотит (banded gabbro, gabbro-norite, и serpentinous peridotite). Она сформирована аллохтоном, высшая часть которых содержит комплексы параллельных даек (Пущаровский и Меланхолина, 1992).
Междуговой прогиб заполнен неоген-четвертичными туфогенными породами. Толщина отложений в осевой зоне больше чем 3-км. Сейсмических исследований в в этой области не провелось, но предполагается, что нижняя часть фундамента прогиба находится на глубинах 5-6 км. Изобилие вулканогенных пород связано с рифтинговыми структурами, перекрытыми в настоящее время толстыми свободными отложениями ( loose sediments), туфом, туфо-брекчией и туфовыми песками.

Курильская островная дуга - область интенсивных современных проявлений вулканизма. Выделяется от 68 до 160 поверхностных вулканов, а число подводных вулканов изменяется от 96 до 104. И поверхностные, и подводные вулканы формируют вулканические цепи, ориентируемые под различными углами к общему простиранию дуги. Состав лав колеблется от базальтового до риолитового. Нормальные и суб-алкалийные щелочные породы разделяются в пределах дуги от низко-кальциумных до высоко-кальциумных. Низкое содержание титана и магния и высокое содержание алюминиевых гидратов характерны для лав Курильской островной дуги (Федорченко и др.,1989).

Андезит-базальты и андезиты, составляющие вулканы Курильской островной дуги, принадлежат к умеренному калийно-кальциевому алкалийно-щелочному ряду. Базальты имеют химические характеристики, близкие к толейитам (Авдейко, 1994). На тыльной стороне ( rear zone) островной дуги зональность исчезает, и кальциево-алкалийные щелочные вулканические породы обогащают свой состав за счет увеличенного содержания различных несвязанных и редких элементов. В том же самом направлении от фронта дуги увеличивается в лавах показатель стронциевого изотопического состава 87Sr/86Sr, а показатель 143 Nd/144 Nd уменьшается. Процесс субдукции тихоокеанской плиты генетически определяет состав вулканических пород Курильской островной дуги. Магматические источники расположены в клине выше субдукции в верхней мантии, и частично в астеносфере, которая в виде мантийного диапира приближена к земной коре междугового прогиба.

Среди подводных вулканов с охотоморской стороны встречаются как срезанные эрозией столовые горы, так и отдельные конусы. Глубина столовых гор возрастает с удалением от островов дуги, что может свидетельствовать о понижении дна Курильского бассейна и может пролить свет на его формирование (Пущаровский, 1992).

Подводный вулкан Крылатка расположен в 17 км к северо-западу от мыса Пржевальский на острове Итуруп. В конце прошлого столетия этот вулкан был в стадии газо-гидротермальной деятельности. Это строение конусообразной форма с плоской вершиной диаметром примерно 5 км. находится на глубине 300м. Основание структуры на севере и западе закрыто осадочным чехлом 700 метров толщиной. В ходе эхолотирования в центре Крылатки отмечены акустические аномалии в водной массе в диапазоне глубин 210-250 м., которые могут быть вызваны газо-гидротермальной деятельностью. При драгировании были подняты базальты, базальт-андезиты, андезиты, дацит-андезиты и риолиты (Ерохов и др.,1975). Этот вулкан расположен в области отрицательной магнитной аномалии.

Основание вулкана выделяется отрицательными аномалиями магнитного поля интенсивностью 100-130 nT. На западе, к юго-западу и к югу от высшей части структуры расположена положительная местная аномалия в 96 nT, а на востоке местные положительные аномалии интенсивностью 230 nT, и 150 nT. Еще дальше от структуры поле меняется от гладкого до высокочастотно чередующихся аномалий. Высокочастотная аномальная магнитная область может быть вызвана молодыми потоками лавы (Бабаянц, 2005). Породы подводного вулкана намагничены по направлению современного поля. Эффективной намагниченностью отличаются базальто-андезитовые серии пород.
Вулкан Atsonupuri вулкан расположен на южном Итурупе, с которым связан перешейком высотой 30 м. Это стратовулкан, абсолютная высота - 1205 м, глубина кратера -150 м. В восточной части конуса остатки сома размером в 2 км.
Вулкан Berutarube расположен в южном конце Итурупа. Это слоисто-щитовой вулкан диаметром 10-11 км, возникший на породах неогена. Абсолютная высота вулкана - 1222 м. Вулкан составлен из андезит-базальта.

Происхождение вулканических пород Курильской островной дуги связано с субдукцией океанической литосферы. Эти магматические источники расположены выше в субдукционном клине в пределах верхней мантии и локально в астеносфере.

Источники землетрясений дуги формируют зону Бениоффа, опускающуюся под углом 40o на глубину 700 км. Изучение фокусов землетрясений показало, что на всей Курило-Камчатской островной дуге присутствует суб-горизонтальное сжатие, отмеченное ориентируемыми поперек простирания дуги разломами (Балакина и др.,1996). По данным Кроноцкого землетрясения ось сжатия падает под глубоководный желоб и ориентируется с юго-востока на северо-запад. Ось экстенсии круто падает на северо-восток. Повторные толчки затронули верхнюю часть литосферы на глубине 40 км. Землетрясения создали strike-slip движения, сопровождающие процессы выброса (upthrust). Подобные подвижки наблюдались и при шикотанском землетрясении 1994 на Южно-Курильских островах. Землетрясения сопровождались вертикальными и горизонтальными подвижками (subsidence), которые закончились на Шикотане понижением на 0.5-0.6 м.

Курило-Камчатский глубоководный желоб простирается на 2300 км от Камчатского мыса, где он стыкуется с Алеутским желобом, до Сангарского пролива между о. Хоккайдо и Хонсю, где он сочленяется с Японским желобом. Максимальная глубина желоба достигает 9717 м. Профиль, как обычно для таких структур, асимметричный - более крутой, до 20-25°, на внутреннем склоне и более пологий - на внешнем. Мощность осадков в переднедужной части достигает 6-7 км, коры -36 км; осадки дислоцированы, образуя в нижней части склона типичную аккреционную призму. Со стороны океана желоб сопровождается пологим краевым валом Зенкевича.

КУРИЛО-КАМЧАТСКИЙ ГЛУБОКОВОДНЫЙ ЖЕЛОБ

Желоб имеет асимметричный профиль и глубины выше 7000 м. Наклон островной части (7-15o), океанской стороны (3-7o). С океанической стороны желоба по краю Tихого океана находится вал Зенкевича (swell) высотой 200-400 м и шириной в 300 км. Главная часть желоба засыпана осадками, перекрытыми слабым слоем (десятки метров) турбидитовыми структурами или линзами оползней (Белоусов и Удинцев, 1981). Океанический склон нарушен многочисленными разломами типа strike-slip; большинство их достигает только второй слой, но некоторые из них проникают и в первый слой и проявляются как выступы высотой в 50-200 м. высотой. Разломы обычно наклонены под углом 30-60o относительно желоба. Расстояние между разломами -от 1 до 5 км ( Васильев и др., 1979). Низкие значения потока высокой температуры типичны для осевой части желоба.

Курило-Камчатская островная дуга
Курило-Камчатка
Курило-Камчатский желоб и Тихоокеанская часть
Зона субдукции