научная статья по теме ИСТОРИЯ ЭРУПТИВНОГО МАГМАТИЗМА ЯН-МАЙЕНСКОЙ ГОРЯЧЕЙ ТОЧКИ (ПОЛЯРНАЯ АТЛАНТИКА) Геофизика

Текст научной статьи на тему «ИСТОРИЯ ЭРУПТИВНОГО МАГМАТИЗМА ЯН-МАЙЕНСКОЙ ГОРЯЧЕЙ ТОЧКИ (ПОЛЯРНАЯ АТЛАНТИКА)»

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2014, № 2, с. 46-64

УДК 551.21(217)

ИСТОРИЯ ЭРУПТИВНОГО МАГМАТИЗМА ЯН-МАЙЕНСКОЙ ГОРЯЧЕЙ ТОЧКИ (ПОЛЯРНАЯ АТЛАНТИКА) © 2014 г. Г. С. Харин, Д. В. Ерошенко

Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН 236000 Калининград, пр-т Мира, 1, e-mail: kharin@atlas.baltnet.ru Поступила в редакцию 27.11.2012 г.

На основе оригинальных и опубликованных данных рассмотрена история эруптивного магматизма Ян-Майенский горячей точки, принадлежность которой к Исландскому плюму признается далеко не всеми исследователями. Показано, что проявления щелочного магматизма, характерного для современных вулканов острова Ян-Майен, начались в раннем эоцене и были связаны с прохождением Восточной Гренландии вблизи данного плюма. В олигоцене, после отделения Ян-Майенского микроконтинента, а также в миоцене, плиоцене и четвертичном периоде подпитка магмой Ян-Майен-ской горячей точки осуществляется по системе глубинных разломов и каналов из реликтовых и новообразованных магматических камер, вероятно, периодически пополняемых в результате циклов магматизма Исландского плюма и локальной генерации магмы в Ян-Майенской зоне трансформных разломов, в сторону которой наблюдается современная миграция вулканов острова Ян-Майен.

DOI: 10.7868/S0203030614020023

ВВЕДЕНИЕ

Ян-Майенская горячая точка ассоциируется с крупнейшим за северным полярным кругом действующим вулканом Беренберг, возвышающимся над уровнем Гренландского моря на высоту 2277 м. Вулкан занимает большую северо-восточную часть острова Ян-Майен площадью 375 км2, вытянутого в форме булавы на 54 км, "голова" которой, где расположен вулкан, нависает над крупным трансформным разломом с глубиной моря вблизи острова до 2 км и более. Таким образом, высота вулкана Беренберг над дном моря составляет более 4-х км. Остров находится в северной части подводного хребта Ян-Майен (рис. 1). Он не имеет постоянного населения. Лишь с середины прошлого столетия здесь функционирует норвежская метеостанция. Тем не менее, на острове были зафиксированы извержения вулкана Беренберг в 1650, 1732, 1918, 1970-1972, 1985 гг. [1тз1апё, 1996], хотя большую часть года вершина вулкана закрыта тучами и только ниже их видна ледниковая шапка - ориентир для мореходов и рыбаков. Во время экспедиционных работ на НИС "Академик Курчатов" (1971 г., 10 рейс [Удинцев и др., 1974] в районе острова и при высадке на него нам не удалось увидеть всего вулкана, одного из красивейших на Земле, и сфотографировать его.

Вулканический конус Беренберга молодой, его возраст около 90 тыс. лет. На острове имеются реликты древних разрушенных конусов вулканов (Эгге, Рудольф Топлен и др.), сосредоточенных в

основном тоже в северно-восточной половине острова, тогда как в юго-западной его части развиты покровные залежи пирокластических, вул-канокластических пород, лавы и дайки щелочных базальтов, тристанитов, анкарамитов, трахианде-зитов, трахитов. Трахиты в рельефе острова образуют куполовидные возвышенности. Возраст наиболее древних магматических пород и вулканитов, по данным Ф. Фича с соавторами [Fitch et al., 1965], не превышает 0.5 млн лет. Однако у подножья одной возвышенности в средней части острова нами был взят образец щелочного долерита, возраст которого впоследствии был определен K-Ar-ме-тодом и оказался равным 9.6 млн лет [Харин, Литвин, 1980]. Уточнить происхождение этого образца нам не представилась возможным, поэтому данный феномен остается непонятным. Но, тем не менее, имеющиеся данные свидетельствует о том, что магматическая и вулканическая деятельность на острове и на хребте Ян-Майен началась гораздо раньше, чем появился вулкан Беренберг. Такое заключение подтверждается и находками прослоев вулканического пепла в кайнозойском осадочном чехле Гренландского и Норвежского морей в районе острова и хребта Ян-Майен. Многочисленные, неравномерно распределенные прослои пепла были обнаружены в отложениях эоцена, олигоцена, миоцена вплоть до современных.

Формирование прослоев пепла на дне упомянутых морей связано с наиболее активными этапами деятельности вулканов Исландского плюма и Ян-Майенской горячей точки. Вопрос о при-

Рис. 1. Рельеф и морфоструктуры Ян-Майенского региона и положение исследованных скважин глубоководного бурения и геологических разрезов.

1 — скважины, достигшие базальтового ложа; 2 — скважины, не достигшие базальтового ложа и остановленные в осадках; 3 — профили НСП.

надлежности последней к Исландскому плюму остается нерешенным. В основном преобладают две точки зрения. Ряд исследователей полагает, что Ян-Майенская горячая точка является самостоятельным мантийным плюмом, но большинство считают ее производной от Исландского. Полученные в отечественных экспедициях и при глубоководном бурении по международным проектам DSDP и ODP материалы о распределении прослоев вулканического пепла в скважинах Северной Атлантики и Норвежско-Гренландского бассейна (НГБ), наряду с другими геологическими и геофизическими данными позволят не толь-

ко восстановить историю эруптивного магматизма Ян-Майенской горячей точки, но и внести свою лепту в решение проблемы ее взаимосвязи с Исландским плюмом.

Целью настоящей статьи является обобщение данных о стратиграфическом и площадном распределении прослоев вулканического пепла в осадках Норвежского и Гренландского морей, прилегающих к Ян-Майенскому региону, выработка критериев для различия ян-майенских и исландских пеплов, использование этих данных совместно с другими геолого-геофизическими сведе-

ниями для восстановления истории эруптивного магматизма Ян-Майенской горячей точки.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В 70—90-х годах прошлого столетия в Северной Атлантике и Норвежско-Гренландском бассейне при работе международных, советских и зарубежных геолого-геофизических экспедиций и проведении бурения глубоководных скважин (проекты DSDP и ODP) было отмечено наличие в осадочном чехле многочисленных прослоев вулканического пепла. Один из авторов статьи (Г.С. Ха-рин) участвовал в ряде перечисленных выше экспедиций, в том числе в 38 рейсе "Гломар Челлен-джер" (DSDP) и непосредственно собирал и обрабатывал материал по магматизму различных регионов. Эти данные и первичные отчеты по глубоководному бурению использовались при лабораторных исследованиях и обобщениях. В частности, при составлении диаграмм стратиграфического распределения ян-майенского вулканического пепла исследуемого региона использованы описания кернов 14 скважин глубоководного бурения. Состав прослоев вулканического пепла изучался под микроскопом в иммерсионных препаратах, что позволяло различать основную, кислую и щелочную пирокластику и определить ее минеральный состав.

Химический состав прослоев пирокластики изучен в 226 пробах в разных лабораториях и результаты приведены в первичных отчетах по проектам. Контрольные анализы проводились с применением стандартов. Перед публикацией результаты анализов, выполненные параллельно в разных лабораториях, сравнивались и отбраковывались. Определения силикатного состава пиро-кластики выполнялись с помощью микропрепаратов "Camex" и "Cameca" [Lacasse, Carbe-Schonberg, 2001; Myhre et al., 1995; Viereck et al., 1989; WallrabeAdams, Werner, 1999; Werner et al., 1996] с применением натуральных стандартов вулканического стекла и минералов корректирующей программы "Коррекс". Редкие и редкоземельные элементы определялись методом атомной абсорбции и нейтронной активации. В более ранних работах [Ха-рин, Литвин, 1980; Kharin, 1976; Schilling, 1976; Sun, McDonough, 1989] при определении породообразующих оксидов использовался классический метод "мокрой химии", а при определении микроэлементов — атомная абсорбция. Для контроля был проведен повторный анализ нескольких образцов океанических вулканитов, собранных в 10-м рейсе НИС "Академик Курчатов" с использованием современных аналитических методов РФА, ICP-MS [Чернышева, Харин, 2007].

Минеральный состав пирокластических прослоев изучался на борту научно-исследовательских судов непосредственно после подъема керна

и колонок, которые разрезались вдоль оси на две половинки, одна из которых использовалась для отбора проб и образцов, другая хранилась как "архивная". Пробы пирокластики изучались под микроскопом как без разделения на фракции, так и в отдельных фракциях после гранулометрического анализа. Пробы на химический анализ отбирались с учетом данных микроскопического анализа и макроскопического изучения кернов с применением простейших химических реакций (полуколичественное определение карбонатов, фосфатов и других минералов и компонентов).

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА В РАЙОНЕ ЯН-МАЙЕНСКОЙ ГОРЯЧЕЙ ТОЧКИ

Ян-Майенская горячая точка в настоящее время проявляется в виде действующего вулкана Бе-ренберг. Этот вулкан, наряду с другими отмершими и разрушенными, расположен на острове Ян-Майен, занимая северо-восточную, наиболее расширенную за счет самого вулкана Беренберга, часть острова (до 15 км). Юго-восточная его часть заметно более узкая (2.5 км), низкая (100-300 м) и ровная. Отдельные поднятия достигают высоты 500-700 м. Эта часть острова состоит из лав щелочных базальтов, трахиандезитов, трахитовых куполов, пирокластических туфов и агломератов. На острове, несмотря на его небольшие размеры, выделяются две вулканические системы, каждая длиной около 25 км. Они вытянуты вдоль оси острова, с юго-запада на северо-восток и продолжаются за его пределами. Северная вулканическая система состоит из отмершего и полуразрушенного морем вулкана Эгге и продолжающего активно действовать вулкана Беренберг. Его зафиксированные извержения имеют тенденцию перемещаться в северо-восточном направлении, в сторону подводной части Ян-Майенского разлома. Южная вулканическая система также имеет морское продолжение в виде узкого подводного гребня на прилегающем к острову плато. Выполненные нами драгировки на обоих морских продолжениях вулканических систем показали наличие на них щелочных базальтов с возрастом 4.8 и 5.7 млн лет [Харин, Пустовой, 1996].

Остров Ян-Майен находится на северной окраине глыбового подводного Ян-Майенского хребта, который по р

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.

Показать целиком