научная статья по теме НОВОЕ В СТРОЕНИИ ПОДВОДНЫХ КОНИЧЕСКИХ ГОР И ХОЛМОВ У ПОДНОЖИЯ ОХОТСКОЙ ОКРАИНЫ КУРИЛЬСКОЙ ДУГИ (ПО ДАННЫМ НСП) Геофизика

Текст научной статьи на тему «НОВОЕ В СТРОЕНИИ ПОДВОДНЫХ КОНИЧЕСКИХ ГОР И ХОЛМОВ У ПОДНОЖИЯ ОХОТСКОЙ ОКРАИНЫ КУРИЛЬСКОЙ ДУГИ (ПО ДАННЫМ НСП)»

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2015, № 2, с. 44-55

УДК 550.834(571.645)

НОВОЕ В СТРОЕНИИ ПОДВОДНЫХ КОНИЧЕСКИХ ГОР И ХОЛМОВ У ПОДНОЖИЯ ОХОТСКОЙ ОКРАИНЫ КУРИЛЬСКОЙ ДУГИ

(ПО ДАННЫМ НСП)

© 2015 г. В. Л. Ломтев, |В. Н. Патрикеев

Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН 693022 Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б, e-mail: lomtev@imgg.ru Поступила в редакцию 15.01.2013 г.

Рассматриваются результаты интерпретации данных непрерывного сейсмического профилирования (НСП) 21 рейса НИС "Пегас"-1980 о строении подводных конических гор и холмов у подножия охотской окраины Курильской дуги. Они представляют собой экструзивные купола (вулканы) или магматические диапиры с мощными осадочными шапками контрастных (верхняя толща) и прозрачных (нижняя толща) отложений кайнозойского чехла. Их формирование происходило в кайнозое, в основном, в плиоцен-четвертичное время и было связано с внедрением вязкой магмы в чехол. Обнаружены также несколько небольших, обычно погребенных куполов с уплощенной подошвой и связанных с внедрением жидкой магмы в чехол (лакколиты или субвулканы). Затронуты также вопросы терминологии, географии, истории подводного вулканизма в регионе и его связи с зоной Беньофа.

DOI: 10.7868/S0203030615020054

ВВЕДЕНИЕ

Строение подводных конических гор и холмов, частью погребенных, охотской окраины Курильской островной дуги или ее Западной зоны [Горшков, 1967] и прилегающей Южно-Охотской (Курильской) батиальной котловины изучается геолого-геофизическими методами (промер, драгирование, грави- и магнитометрия, НСП, МОГТ) с 1950-1970-х годов прошлого века [Безруков и др., 1958; Затонский и др., 1961; Остапенко, 1976; Строение..., 1981; Корнев и др., 1982; Геолого-геофизический..., 1987; Тектоника., 2004]. Многие горы получили собственные имена (Фриза, Горшкова, Берга, Вавилова, Лисянского...), другие — цифровые ("162 м", 6.1...). Они бывают одиночные и многовершинные, нередко формируя цепочки и горные массивы [Геолого-геофизический..., 1987; Подводная., 1992]. Высота подводных гор Тихого океана по предложению Г.У. Менарда [1966] превышает 1 км.

М.Х. Лившиц [1972] погребенные купола на востоке впадины Дерюгина считал магматическими диапирами, а развитие здесь инициального магматизма (субвулканы, интрузии) связывал с растяжением коры. Г.С. Гнибиденко [1979] рассматривал конические горы Охотского моря как выступы акустического фундамента, сложенного мезо-палеозойскими, вулканогенно-осадочными породами. Вместе с тем он отметил, что "... некоторые выступы фундамента в чехле выглядят как диапиры" (с. 45). Диапировая природа нескольких гор (экструзивные купола или вулканы) позд-

нее поддержана данными драгирования и НСП [Савостин и др., 1978; Корнев и др., 1982; Хомяков и др., 1982; Ломтев, 2010]. Она опознается по подъему, протыканию и возможно замещению кайнозойского чехла магмой, отсутствию вершинных кратеров и контрастных потоков лавы на подножии. Так, экструзивным вероятно является вулкан Белянкина, сложенный с поверхности оливиновыми базальтами и по данным НСП прорывающий кайнозойский чехол [Рашидов, Бон-даренко, 1998].

Большинство исследователей считают конические горы и холмы региона молодыми подводными вулканами [Туезов, 1977; Строение., 1981; Подводная., 1992; Блох и др., 2012], т.е. аккумулятивными, лаво-шлаковыми постройками, как и конические горы, гайоты и абиссальные холмы ложа Пацифики [Менард, 1966]. Некоторые авторы отстаивают их субаэральную природу и последующее затопление в квартере [Остапенко, 1976; Хомяков др., 1982; Емельянова, 2004].

Итак, на строение и генезис конических гор и холмов исследуемого региона высказаны различные, частью альтернативные, взгляды. Их увязывают с геологией и историей вулканизма на Курилах и в Охотском море, тектоникой курильской секции зоны Беньофа — крупнейшего глубинного, магма- и сейсмоактивного разлома Земли. Сейсмопрофилирование проводилось на частотах 80—100 Гц и 5-7-узловом ходу [Корнев и др., 1982]. Сеть профилей неупорядочена [Красный и др., 1981], поскольку была ориентирована на кар-

150° 152° 50° 154°

48°

148'

50°

146°

48°

144°

154°

152°

46°

150°

44°

46°

144°

146° 44° с.ш.

148°в.д.

Рис. 1. Батиметрическая карта исследуемого региона с положением профилей НСП и близлежащих станций драгирования (черные треугольники) 21 рейса НИС "Пегас"-1980 [Красный и др., 1981]. Изобаты в метрах.

тирование выходов акустического фундамента и их последующее драгирование (рис. 1).

МАТЕРИАЛЫ НСП И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ПЕРЕИНТЕРПРЕТАЦИИ

Конические горы. На временных разрезах (профилях — далее ПР) НСП они выделяются контрастными вершинами без сколько-нибудь заметных кратеров и полупрозрачными верти-

кальными зонами под ними, гладкими, прямыми или слабовогнутыми, склонами, сложенными тонкослоистыми контрастными осадками и иногда осложненными боковыми конусами, сбросами или оползнями. У подошвы гор изредка можно встретить погребенные, возможно еще растущие, купола и придонные оползни-потоки, выполняющие мелкие палеодепрессии. Новой и ключевой чертой строения изученных гор является склоновый чехол, прежде не описывавшийся

Рис. 2. Профили НСП 55, 56 и 83, иллюстрирующие одиночные экструзивные (ЭК) купола с мощными осадочными шапками и стратиграфию кайнозойского чехла и кровли акустического фундамента (АФ).

СЧ — склоновый чехол, КП — континентальное подножие, пунктир — поверхность несогласия, точки — кровля ядра протыкания; пунктир со стрелкой — сброс и направление смещения по нему. Вертикальный масштаб здесь и на рис. 3—8 в секундах двойного пробега, горизонтальный масштаб — в км.

исследователями (см. литературу). Он выделяется на профилях НСП в основном в нижней части горного склона и близ его основания. Кровля склонового чехла здесь является поверхностью локального углового несогласия, реже — гравитационного сползания чехла.

Одиночные горы на ПР 55, 56. Один из лучших примеров склоновых чехлов дает небольшая (~1 км) коническая гора с прямыми (~10°), гладкими склонами и без вершинного кратера, если судить по 1-ому кратному отражению с диаметром основания 15 км. Она пересечена ПР 55 близ о. Рай-коке (см. рис. 1, рис. 2). Ее склоны и вершину слагают тонкослоистые осадки верхней контрастной толщи кайнозойского чехла Южно-Охотской котловины (склоновый чехол) видимой мощность до 1.0—1.5 с, залегающие параллельно склону (ПР 83, см. рис. 2; [Строение., 1981]). С глубиной и без видимого стратиграфического контакта их замещают прозрачные осадки нижней толщи чехла. Следовательно, эта гора является молодым постседиментационным экструзивным куполом (магматический диапир), связанным вероятно с внедрением вязкой магмы в кайнозойский чехол. Однако контрастная кровля ядра протыкания не наблюдается на ПР 55, то есть залегает глубже за пределами регистрации отраженных волн. Поэтому если заложить скважину глубиной

1—2 км на вершине горы, то она вскроет только осадки кайнозоя (осадочная шапка экструзивного купола). При драгировании горы весь поднятый обломочный материал независимо от состава и окатанности окажется аллохтонным (ледовый разнос). Выделим гладкость ее склонов, которую можно принять как диагностический признак осадочных шапок экструзивных куполов (глина в трех драгах [Красный и др., 1981]) в сравнении с явно шероховатыми склонами вулканических построек, например Крылатки [Рашидов, Бонда-ренко, 2004].

В контексте работы отметим, что контрастность верхней толщи (1—2 км) кайнозойского чехла Южно-Охотской котловины и охотской окраины Курильской дуги по Н.И. Селиверстову [1987] связана с терригенными осадками и местной пирокла-стикой, включая размыв островных вулканов. Последние на Курилах, судя по массовому, био- и радиоизотопному датированию вулканитов о. Уруп [Ковтунович и др., 2004], появились в позднем миоцене (10.5—11.0 млн лет т.н.). Скорость ее накопления в районе кальдеры Львиная Пасть (о. Итуруп) достигает 100—200 м/млн лет [Ломтев, 2010]. Прозрачность нижней толщи (1—2 км) чехла вероятно олигоцен—среднемиоценового возраста (ПР 83, см. [Чуйко и др., 1988; Ващенкова, 2008; Большаков и др., 1989]) может указывать на

преобладание гемипелагических осадков или уплотнение тех же, вулканогенно-терригенных осадков, когда мощность пластов становится существенно меньше 1/4 длины волны, т. е. 3—4 м. Осветление разреза под контрастными вершинами гор отчасти вызвано дефокусировкой сейсмических волн, отраженных от акустических неод-нородностей под этими вершинами выпуклой формы.

Заключая описание горы на ПР 55 отметим несогласия в придонных контрастных осадках в ее основании. Так, несогласие справа вероятно связано с бортом палеодепрессии, частично инверсированной при образовании горы. Несогласие слева представляет собой обычное для подводных гор и холмов (палеорельеф) налегание осадков на их основание. Поскольку мощность осадков достигает 0.6 с (~0.5 км при скорости распространения продольных волн 1800 м/с), то полная высота горы, измеренная по северному (левому) склону, составит ~1.5 км. При скорости роста магматических диапиров 1—2 мм/год [Кукал, 1987] ее возраст составит 0.75—1.5 млн лет (ранний-средний плейстоцен). Если его определять по скорости накопления придонных осадков (100—200 м/млн лет), налегающих на ее северное основание, то он окажется несколько древнее (средний-поздний плиоцен).

Рядом с описанной находится одна из самых высоких конических гор охотской окраины Курильской дуги, пересеченная ПР 56 лишь частично (из-за технических сбоев). На представленном фрагменте сейсмопрофиля ее высота превышает 2.3 км (см. рис. 1, рис. 2). Гора имеет форму правильного стратовулкана, но без вершинного кратера, с гладкими вогнутыми склонами, имеющими вид логарифмической кривой (по выражению Г.С. Горшкова [1967]). Уплощенная, возможно аб-радированная, вершина (бенч гайота) диаметром около 2 км сложена контрастными осадками, залегающими горизонтально. На левом склоне горы прослежен тонкослоистый склоновый чехол видимой мощностью ~1 с, слои контрастных осадков которого залегают паралелльно дну (склону). Привершинная часть горы имеет контрастный облик, а подстилающий ее разрез — полупрозра

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»