ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2008, № 4, с. 50-66
УДК 551.21
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЕТОПИСЬ ПАЛЕОЦУНАМИ НА О. ШИКОТАН (МАЛАЯ КУРИЛЬСКАЯ ГРЯДА) В ГОЛОЦЕНЕ
© 2008 г. Н. Г. Разжигаева1, Л. А. Ганзей1, Т. А. Гребенникова1, А. А. Харламов2,
А. Я. Ильев3, В. М. Кайстренко3
1 Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток, 690041 2 Институт океанологии РАН, Москва, 117997 3 Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск, 693000
Поступила в редакцию 18.07.06 г.
Изучены осадки палеоцунами в средне-позднеголоценовых торфяниках и озерных отложениях о. Шикотан. Определены возраст событий, высота заплесков волн и дальность затопления на участках побережья с разным строением. Частота проявления палеоцунами была неравномерной, наибольшая повторяемость событий отмечена для середины позднего голоцена. Представлены данные по конкретным участкам побережья острова и выделены разрезы с большим количеством прослоев цунамигенных песков, которые могут использоваться, как опорные. Проанализирован состав цуна-мигенных осадков, установлены их сходство и различие с другими прибрежно-морскими фациями и определены источники поступления материала. Полученные материалы могут быть положены в основу наиболее подробной геологической летописи этих событий для Южно-Курильского региона за последние 6 тыс. лет.
ВВЕДЕНИЕ
Южные Курилы являются одним из наиболее цунамиактивных регионов северо-западной части Тихого океана. Летопись исторических цунами для этого региона непродолжительна и охватывает отдельные крупные события с конца XVIII в., подробные записи с измерением характеристик цунами проводились лишь со второй половины XX в. [6, 14, 15, 31]. Катастрофические цунами происходят редко, и недостаточное количество исторических наблюдений не позволяет получить надежные данные по повторяемости цунами, выявить их характер, особенности воздействия на природную среду и развитие берегов и, как итог, оценить цунамиопасность побережья. Единственным способом получения данных о сильнейших цунами для длительных промежутков времени являются геологические методы выявления следов палеоцунами. Актуальность работ связана с тем, что эта часть Курильских островов наиболее заселена и перспективна для социально-экономического развития.
Остров Шикотан с точки зрения реконструкции проявления палеоцунами представляет большой интерес - он максимально приближен к склону Ку-рило-Камчатского желоба, где расположено большинство эпицентров землетрясений, вызывающих цунами в этом районе. Шикотан является информативным объектом для поиска следов палеоцунами, поскольку эти события здесь проявляются наиболее ярко, особенно на тихоокеанском побережье острова [3, 8, 9, 11]. Нижняя часть большинства
речных долин сильно заболочена, и в разрезах торфяников хорошо сохраняются осадки, принесенные волнами цунами. Обширные болотные массивы располагаются и в вершинах бухт, глубоко вдающихся в сушу со стороны проливов Южно-Курильского и Шпанберга.
Целью настоящей работы является идентификация следов цунами в голоценовых разрезах, анализ состава цунамигенных осадков, восстановление высоты и дальности заплеска, определение возраста, частоты проявления событий и корреляция с данными, полученными по сопредельным островам. Изучение проявлений палеоцунами в данном регионе начато на островах Итуруп [1], Кунашир [24], Зеленый [12], а также проводится на побережье Восточного Хоккайдо [23, 27, 28, 31]. Корреляция следов отдельных событий на побережье этих островов позволит подойти к оценке масштабов доисторических цунами и реконструкции положения очагов сильных землетрясений.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Поиск следов палеоцунами проводился в разрезах торфяников и озерных отложений в разных частях побережья о. Шикотан. Обследовались бухты, отличающиеся конфигурацией береговой линии, геоморфологическим строением и по-разному ориентированные к фронту цунами (рис. 1). Разрезы изучались по профилям от линии уреза вглубь суши с проведением нивелирования. Всего изучено более 140 разрезов (шурфы и материалы
146° 147° 148°
Рис. 1. Схема района исследований: 1 - эпицентры наиболее сильных цунамигенных землетрясений второй половины
XX в.; 2 - контуры очагов цунами 1969 г.; 3 - то же 1973 г.; 4 - то же 05.10.1994 г. по сильнейшим автершокам за первые
6 ч; 5 - точки опробования; 6 - номера разрезов.
ручного бурения). По профилям закладывалось до 11 скважин (глубиной до 5 м) через 10-70 м в зависимости от строения побережья. Идентификация отложений палеоцунами основана на методических приемах, разработанных для Курило-Камчатского района [10, 29], Японских островов [25] и других регионов [17, 21]. Изучение цунамигенных осадков включало гранулометрический, минералогический и диатомовый анализы. Гранулометрический анализ выполнен на ситах с шагом у с использованием высокоточных весов БаЛойш, что позволило получить по малым навескам статистически обеспеченные данные. Для определения возраста и корреляции событий использовались методы тефрострати-графии и данные радиоуглеродного датирования вмещающих отложений. Химический анализ вулканического стекла выполнен на сканирующем электронном микроскопе СДМ8СДК-4 с полупроводниковым спектрометром ДК10000 (Радиевый институт им. В.Г. Хлопина, г. Санкт-Петербург). Радиоуглеродное датирование сделано в ГИН РАН (г. Москва) и Институте географии при СПбГУ. Перевод радиоуглеродных дат в календарные (табл. 1) проводился с помощью программы ОхСа1 3.9 [19, 32].
РЕЗУЛЬТАТЫ
Тефростратиграфия. Корреляция прослоев вулканических пеплов в изученных разрезах с маркирующими пеплами региона проводилась на основе химического анализа вулканического стекла (табл. 2), изучения минерального состава и положения в разрезе. В кровле ряда разрезов обнаружен вулканический пепел, представленный линзами светло-серого алеврита (мощностью до 1 см), который сопоставляется с маркирующим пеплом Ко-с2 вулкана Комагатаке, извергавшегося в 1694 г. на о. Хоккайдо [22], широко распространенным на побережье Восточного Хоккайдо [18, 23, 27, 31], Кунашира [16, 24, 26] и о. Зеленый [12]. В бухте Малая Церковная (разрез 19605) встречен пепловый прослой (инт. 0.65-0.70 м), включающий вулканическое стекло с низким содержанием БЮ2, К2О и высоким ТЮ2, сходный с пеплами вулкана Тятя [26]. Расчетный возраст этого прослоя около 1000-1100 календ. л. н. Вулканический пепел темно-серого цвета, представленный алевритистым мелкозернистым песком, источником которого вероятнее всего мог быть также вулкан Тятя, встречен также в ряде разрезов торфяников бухт Димитрова (разрез 26105, 26405) и Безымянная (разрез 28705). С учетом
Таблица 1. Список радиоуглеродных дат из разрезов торфяников о. Шикотан
№ пробы
Интервал, м Материал 14С-дата, л.н. 14С-дата, л.н. (калиброванная, 2 о)
Лабораторный
номер
бух. Церковная 1/25404
1/25604
бух. Димитрова
3/26104
1/26504
2/26504
3/26504
4/26504
5/26504
1/13105
1/18205
1/17405
2/17405
4/17405
1/18605
бух. Аэродромная 1/14405 2/14405 1/15005 2/15005 бух. Маячная 1/17804 2/17804 3/17804 р. Горобец 2/13405 3/13405 бух. Крабовая 1/18905 бух. Дельфин 1/19905
0.63-0.68 0.55-0.58
1.23-1.28 0.23-0.28 0.60-0.65 0.67-0.72 0.85-0.90
1.14-1.19 3.28-3.33 3.78-3.83
3.11-3.16 3.40-3.45 3.78-3.83
3.12-3.17
1.31-1.36 2.17-2.23 2.53-2.58 3.09-3.14
0.32-0.35 0.75-0.78 0.90-0.93
1.15-1.20 1.75-1.80
Торфянистый алеврит
То же
Торф То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же То же
То же То же То же То же
То же То же То же
То же То же
2.47-2.53 То же
2.15-2.20 То же
1210± 40 1320-1040 ГИН-13031
1220 ± 120 1400-970 ГИН-3032
3070 ± 40 3430-3210 ГИН-13025
1490 ± 50 1570-1340 ГИН-13026
2250 ± 40 2400-2200 ГИН-13027
2510±40 2800-2410 ГИН-13028
2700 ± 40 2929-2790 ГИН-13029
3300 ± 40 3690-3490 ГИН-13030
4440 ± 120 5550-4700 ЛУ-5582
7770 ± 620 9300-7400 ЛУ-5580
3700 ± 140 4500-3650 ЛУ-5587
3770± 130 4600-3750 ЛУ-5588
4070 ± 120 4950-4250 ЛУ-5589
4420 ± 100 5370-4880 ЛУ-5575
1230 ± 100 1360-1000 ЛУ-5585
2050 ± 80 2360-1870 ЛУ-5586
3180±90 3700-3200 ЛУ-5590
4200 ± 120 5100-4450 ЛУ-5591
1010± 70 1110-790 ГИН-13035
2350 ± 40 2800-2200 ГИН-13036
3020 ± 50 3410-3110 ГИН-13037
2020 ± 80 2350-1750 ГИН-13468
3390± 110 3950-3400 ГИН-13469
1940 ± 60 2060-1760 ЛУ-5574
1820± 80 1980-1600 ЛУ-5576
Примечание: Образцы сделаны по общей горячей щелочной вытяжке. Калибровка 14С-дат проводилась по программе ОхСа1 3.9
скоростей торфонакопления возраст вулканического пепла оценивается около 1640 календ. л.н. Практически по всему острову в торфяниках встречен
вулканический пепел (мощностью до 5 см), представленный светло-желтым алевритом с вулканическим стеклом, которое характеризуется высоким
Таблица 2. Химический состав вулканического стекла из прослоев пеплов и цунамигенных песков, о. Шикотан (%)
Побережье бухт № разреза 8102 Т102 Д1203 Бе0 Мп0 Mg0 Са0 №20 К20 Индекс пепла
Димитрова 12905 26104 75.76 0.35 13.94 1.79 пё пё 2.28 4.21 1.66 Ко-с2
То же 26404 57.19 1.37 16.31 10.41 0.17 2.32 7.92 3.55 0.76 влк.Тятя?
То же 13105 17205 17404 76.76 0.29 13.42 1.36 пё пё 1.19 3.91 3.07 *
То же 17305 76.20 0.27 13.83 1.67 пё пё 1.87 4.05 2.10 Та-с2
То же 18205 72.17 0.65 14.24 3.48 пё 0.39 3.51 4.83 0.72 *
Аэродромная 14805 76.75 0.37 12.86 2.06 пё пё 2.03 4.11 1.81 Ко-с2
То же 14805 14905 76.84 0.32 12.39 1.50 пё пё 1.28 4.34 3.33 *
То же 14805 15005 75.96 0.30 14.09 1.68 пё пё 1.88 3.96 2.14 Та-с2
Безымянная 28704 55.29 1.21 17.68 9.08 0.14 2.99 9.24 3.71 0.66 влк.Тятя ?
То же 28704 75.89 0.36 13.99 1.42 пё пё 1.31 3.77 3.25 *
То же 28704 76.86 0.22 12.67 2.11 пё пё 2.34 3.70 2.10 Та-с2
Маячная 17804 76.62 пё 13.06 2.07 пё пё 2.11 3.75 2.38 Та-с2
Церковная 25404 76.39 0.34 12.77 2.37 пё пё 2.37 3.70 2.07 Ко-с2
М. Церковная 19605 56.10 1.42 14.63 10.93 0.25 4.19 7.80 3.80 0.87 влк. Тятя?
То же 29304 76.81 0.34 12.82 1.50 пё пё 1.26 4.01 3.26 *
То же 19505 73.95 0.23 17.19 1.52 пё пё 1.61 3.51 1.99 Та-с2
Дельфин 22004 75.86 0.36 14.01 2.01 пё 0.14 2.07 3.63 1.91 Ко-с2
То же 24004 77.11 0.33 12.69 1.93 пё пё 2.05 3.57 2.33 Та-с2
То же 23904
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.