Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геоморфология и история формирования рельефа южной части Курильской дуги

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Геоморфология и история формирования рельефа южной части Курильской дуги"

РОССИЙСКАЯ АКАДШШ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. П.П. ШИРШОВА

на правах рукописи

МАРКОВ АРТУР ЯКОМШТС ГЕОМОРФОЛОГИЯ И ИСТОРИЯ 50РМИР0ЛАШЯ РЕЛЬЕФА ШЮЙ ЧАСТЛ ТСУРЖЬСКОЙ ДГС1

II. 00. 08 - Океанология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Отделе тектоника литосферных плит Института океанологии ям. П.П. Ширшова РАН

Научный руководитель : член-корреспондент РАН

1.П. Зоненшайн

кандидат геолого-минералогическах

наук Б.В. Баранов

Официальные оппоненты : доктор географических наук

С.М. Александров

доктор геолого-минералогических

наук В.Г. Казьмин

Ведущее учреждение : Учебно-научный музей землеведения.

Защита диссертации состоится " 1-1>Р<РЩ, 1Э92 г. в ос

_ час. на заседании Специализированного Совета К.002.86.02

но присуждению ученой степени кандидата наук в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН по адресу : 117218, Москва, ул. Красикова, 23.

Ваш отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просьба посылать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ИО РАН

Автореферат разослан " 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат географических наук

С.Г. Панфилова

-J

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Актуальность проблемы. К переходной зоне от Тихого океана к Азиатскому континенту приурочены наиболее активные тектонические процессы, которые находят отражение в рельефе островных дуг. Тем, самым, изучение геоморфологического строения островных дуг позволяет получить информацию о процессах происходящих в системе дуга-, жалоб, и являэтся необходимым условием для понимания общей картины эволюции Земли, а также для решения ряда прикладных задач, в частности, сейсморайонировании, предсказания землетрясэняя, строительства н/х объектов.

Цель работы заключается а изучении геоморфологического строения рельефа ¡.жно-Курильских островов (острова Малой Курильской гряды, MKT и о. Кунапшр, ЕКГ) и прилегающих акваторий. Несмотря на большое количество работ, посвященных геоморфологии островов Южных Курил ряд кардинальных вопросов, не имеет однозначного решения, в том числе : генезис и возраст рельефа островов MKT и о. Кунашир, история развитая рельефа MKT и о. Кунашир, характер тектонических движений на территории островов Южных Курил, тектоническая эволюция южной части Курило-Камчатской островной дуга на протяжении неоген-ныне, зависимость строения рельефа и характера тектонических движений дуги от процесса субдукции Тихоокеанской плиты в Курило-Камчатсквм желобе.

Тектоническая обстановка, существующая в настоящее время в пределах южной часта островной дуга, также трактуется неоднозначно. Предполагается, либо воздымание территории о. Кунашир и опускание MKT, либо единое для всей системы островной дуги - воздымание. Таким образом, до сих пор нет четкого представления о неотектонике тыловой и фронтальной частях Южно-Курильской островной системы, хотя эта проблема и имеет большое значение для понимания особенностей строения зоны субдукции.

ыетоды исследования. Работа основана на теории тектоники литосферных плит. Одним кз главных методов выяснения истории и характера развития рельвс|а островов йишх Курил в неоген-четвертичный период, является геоморфологический метод, так как именно геоморфологическое строение островов наиболее полно отражает характер тектонических движений. Дополнительно были привлечены литературные данные по строению смваных акваторий, геофизические наблюдения, а также проводился анализ относительного дваяавдя Тихоокеанской шшты в районе йхяой часта Курило-Камчатского авлоса за последние 10 шш. лет. Причем, полученные результаты по параметрам движения Тихоокеанской платы оошставдялась с характером развития рельефа и тектоники островов Южных Курил и сменных участков,'

Научная повязка, Впервые исгория формирования рельефа Юа-Куркл была рассмотрена в связи с процессом субдукции Тихоокеанской шшты в Кур&ло-Камчатском делобе. На основании анализа гцомор$ологачвского строения невулканической дуги (острова ;,:Т) к вулканической дуга.-(о. Кунашар, БКГ) было показано, что

J

¡аг^хтца рельефа на протяжении неоген-четвертичного периода определялось взаимодействием между нависающей и погружахщейся нлита:,ш в зоне субдукции Курило-Камчатского желоба.

Фактический материал.Все изложенные в диссертации выводы основяваются на личных долевых наблюдениях автора, проведенных в 1989 году на о. Шикотан и в 1990 году на островах Зеленый, Танфияьева, Анучина, Юрий, Полонского, Шикотан, Кунашр в составе Курильской прибрэкно-морской экспедиции ИО АНСССР им. П.П.Ширшова. На всех островах было проведено около 80 обзорных полевых маршрутов протякенностью до 600 км. Для всестороннего обо-сноаания и изложения материала весь полевой материал дублировался г, документировался фотоматериалами ж зарисовками. Было ото-

брано 300 образцов для проведения гранулометрического и мцнора,-логичаского анализов (аналитическая лаборатория ИО АНСССР). Для-проведения палинологического анализа (споро-пыльцевой, диатомовый) отобрано 260 образцов (палинологическая лаборатория "Аэрогеология"), радиоуглеродного анализа - 12 образцов (ГИН АНСССР). При описании геологического строения острозоэ MKT и о. Кунаншр такае использовались оригинальные результаты 3-х научных отчетов Курильской прибрекяо-морской экспедиции лаборатории палео-геодинамики ИО АНСССР им. П.II. Шараова за 1988-91-гг., в 2-х из которых принимал участив автор. В работе были такяе использованы литературные и фондовые материалы, дешифрировались аэрофотоснимки изучаемой территории, выполнено 1000 замеров трещин.

Практическая ценность. Кйшая часть Курильских островов характеризуется высокой .'сейсмичности), которая связана с деформацией земной коры, возникающей при шддвигэ Тихоокеанской плиты. В связи с этим разделы диссертационной работы, каоавднеся анализа вертикальных движений, могут быть использованы при сейсмическом районировании и прогнозе сильных землетрясений, происходящих в данном регионе.

Апробашщ работы. Основные результаты работы деазды докладывались на "Всесоюзном совещании по тектонике плит" (Звенигород 1989, 91), Всесоюзном семинаре "Вулканические озера и термы" (Москва, ИГШ, 13-16 мая 1991), на семинарах в Институте географии АН СССР.

Публикации.По теме диссертации опубликованы 4 работы.

Обьем работы. Работа содержит страниц машинописного

менований отечественной и иностранной литературы, и состоит из введения, 4 глав, включающих 31 раздел, и заключения.

Работа выполнена в лаборатории палеогеодийамики Института

список

■ наи-

оквнанологии им. П.П. Ширшова РАН. Автор выражает глубокую благодарность свопы научным руководителям чл.-корр. РАН Л.П. Зо-ненша&ну, к.г.и.н. Б.В. Баранову за их постоянное внимание, советы а консультации. В процессе работы автор пользовался консультациям Н.Ю. Бочаровой, Е.И. Праставакиной, М.В. Кононова, и сотрудников Отдела литосферных плит ИО РАН им. П.П. Ширшова, A.B. Маккавеева, С.М. Александрова (ИГ РАН), С.М. Фазлулина, М.В. Мелекесцвва (Инст. Вулк. РАН), Р.Ф. Булгакова, В.А. Мелкого (ИМГиГ ДВО РАЕ), Я.Д. Сулерлвцкого (ГКН РАН).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Краткий обзор работ, посвященных изучению вопроса характера вертикальных тектонических движений островных дуг северной части Тихого океана показал, что исследования концентрируются исключительно в пределах фронтальных (невулканических дуг), при этом многие авторы указывают на отсутствие вертикальных тектонических движений в пределах вулканических дуг. Основным репером для изучения тектонических движений являются, как правило, абразионные террасы. Опираясь на данные, полученные этим методом, рядом исследователей (ИуеЬа,1979;Уопе6ийа,.19&3; У(ЖЯаЫ,19&6 ) проведена классификация неотектонических движений в пределах островных дуг северо-западной части Тихого оке-на в зависимости от процесса субдукции Тихоокеанской плиты. ГЛАВА I. ОСТРОВА МАЛОЙ КУРИЛЬСКОЙ ГРДПД Общая характеристика геологического строенвд.- Геологическое строение МКГ ранее описывалось в работах К.Ф. Сергеева (1988), М.И. Стрельцова (1976), З.К. Гаврилова (1973), JI.M. Парфенова и др (1983), Е.И. Меланхолиной (1978, 1990). Последняя сводка данных содержатся в 3-х отчетах Курильской экспедиции ИО РАН (Л.П. Зоненшайн и др. I989-I99I), которые в совокупности с предыдущими исследователями были использованы автором.

В пределах о. Шикотан с СЗ на ЮВ обнажаются комплексы ма-такотанской, малокурильской и звленовской сват, вытянутых в северо-восточном направлении. Матакотанская свита сложена туфобрэ-кчаями с включениями шаровых базальтов, лрачем, характерной осо—-бенностью сваты является ее слоистое строение. Малокурильская свита сложена фигашоидными отложениями. Обе свиты залегают моноклинально с падением 10-30° на ЮВ. Зэленовский комплекс представлен разнородными хаотическими блоками (вулканические брекчии, кремнистые сланцы, габбро), погруженными в инородный матрикс. Возраст всех толщ мел-палеогеновый (Гавралов, 1973). Такая же картина, в целом, прослеживается на всех островах MKT, а также на территории п-ова Немуро (о. Хоккайдо), где мел-палеогеновые порода перкрываются олигоценовыми отложениями (Каминами, 1983). Матакотанская и Малокурильская свиты отдалены от зеленовского комплекса структурным швом, соответствующим надвив (М.В. Кононов и др . 1990).

Обзор предшествующих работ, посвященных вопрос? изучения геоморфологического строения MKT. Геоморфологические исследования проводились многими исследователями, а именно : Г.В. Кор-сунской (1947, 1958), Г. И. Худяковым (1968), В.К. Грабковым (1968, 1976), A.B. Горячевым (1962, 1966), В.Ф. Канаевым (196061), И.В. Мелекесцевым (1974), А.П. Кулаковым (1973), Ю.С. Же-лубовским (1964), И.Сасой (1939), А.Ф. Прялухиной и др. (1961) и др. В настоящее время сложилось два мнения о характере развития рельефа островов MKT. Одна группа исследователей (Г.В. Кор-сунокая, Г.И. Худяков, А.Ф. Прялухина) считают, что для структуры островов характерно длительное (с неогена) относительно статическое состояние с небольшими локальными движениями, связанными с проявлением в плейстоцене вулканической деятельности в районе гор Нот'оро и Томари. Другая группа исследователей (И.В.

Мелекесцев, В.К. Грабков, Л.П. Кулаков) считает, что острова испытали ритмичное интенсивное вертикальное воздымание, которое находит свое отражение в формировании различных уровней абразионных террасовых поверхностей.

Морфология paraefe ШУ. В раздала дается детальная характеристика морфологического строения основных элементов рельефа.

Остров Шикотан (размера 27x12 км). Является наиболее крупным из всех островов MKT, берега которого представляют собой крутые скалистые клафы. Крупные возвышенности чередуются с небольшими по размерам и высоте холмами и увалами. С СЗ на ЮВ выделяются 'четыре линейно-вытянутые морфологические области, а именно е северо-западная (высотой 200-250 м), центральная с низким равнинным рельефом (80-100 м), холмогорье главного водораздела (200-400 м), полоса террас вдоль иго-восточного побережья (60-80 м). В северо-западной части выделяются грядово-уплошеняыв поверхности с элементами "куэстового" рельефа, что обусловлено моноклинальным залеганием матакотанской свиты. Береговая линия побережья прямоугольная в плане, очень изрезанная, с низкими подтопленными риасовыми1 бухтами, переходящими в долины крупных рак. Заметную роль в формировании этих долин, а также контуров береговой лиши сыграли системы разломов, расположенных вкрест простирания острова. Вдоль всей береговой лиши отсутствуют какие-либо уровни абразионных поверхностей. Ближе к центральной части острова располагается низменная область с широкими, изометричны-вд и плоскими, больше частью заболоченными днищами речных долин. Ширина ее распространения совпадает с участками развития наиболее легко разрушаемых пород малокурильской свиты. В результате размыва происходит повсеместное формирование системы сквозных долинных педамаатов. Область распространения холмисто-сопочного рельефа совпадает с простиранием главного водораздела. Отдельные

! I

части еа морфологически отличаются друг от друга. Для северной часта характерно беспорядочное, хаотическое распространение холмистого рэльесра с разнообразными его формами (куполовидные, конические, пирамидальные), ближе к центральной часта - полого-наклонные плоские поверхности, а в юго-западной часта воздымаются отдельно стоящие горы Томари, Ноторо, Брусилова а др. С юго-восточной стороны к вершинам главного водораздела примыкает полоса террас, в вида полуразрушенной плоской поверхности, с относительно четким тыловым швом и бровкой. Ширина ее колеблется от 0,7 до 2 км, высоты от 60 до 80 м, с небольшим перекосом (10-12°) на юго-запад. Береговая линия террасы сильно изрезана и многочисленные острова и полуострова, основания которых размещаются на неглубокой пельфовой зоне, представляют собой отдельные ее части. На всем побережье юго-восточной части острова отсутствуют какие-либо морфологические признака других абразионных поверхностей, за исключением невысоких (до 1,5 м) аккумулятивных пляжных отложений е устьях бухт.

Остров Зеленый ( размеры 7x9 км, макс. абс. выс. 27 м).Рельеф равнинный, местами совершенно плоский. Участки выровненной поверхности чередуются с плоскодонными, корытообразными долинами с выположенными "распластанными" и заболоченными верховьями. Невысокие крутые береговые уступы чередуются о пляжами, расположенными в устьях рек. Поверхность острова наклонена на СЗ (8-10°).

Остров ТангМльева (7x5 км, 15,5 м). Рельеф острова плоский. Выровненные заболоченные участки находятся в центральной части острова, а по переферии вдоль всей береговой линии симметрично расположены корытообразные речные долины, с широкими и заболоченными устьями. Береговая линия изрезанная, с чередушимися участками невысоких, но крутых уступов и пляжей. Поверхность острова наклонена на СЗ (6-8°).

ч

2

Остров Юрий (6x2 км, 37 м). Поверхность острова представлена системой чередующихся плосковершинных блоков а трогообраз-ных первшейхов. С СЗ стороны скалистые участки побережья переходят в бухты перешейков, перекрытые данами (6-8 м). С противоположной ЮВ стороны высокие и отвесные прибрежные скалы, круто обрываются к океану, представляя собой фрагменты активного клн-фа (гроты, наши, кекуры).

Остров Полонского (6x3 км, 16_ м).Ядро плоской поверхности острова окружено аккумулятивными пляжами. Поверхность такие наклонена на СЗ (5-6°). Остальные мелкие островки Лисьи, Шишки, Дамана также имеют плоскую поверхность и отвесные берега.

Анализ строения четвертичных отлокений МКГ.Рассматривается строение и характер распространения четвертичных отложений на четырех островах MKT. Для репрезентативных участков был выполнен гранулометрический и минералогический анализы.

Остров Шцдотан. В этом разделе приводятся данные исследований четвертичных отложений, в результате чего было установлено, что : I) маломощный чехол (1,5-2 км) четвертичных рыхлых отложений облекает древние мел-иалеогеновые породы. В районах небольших котловин, расположенных у верховьев рек и бухт мощность чехла незначительно увеличивается, в то же время за участках, связанных с фрагментами распространения структурных поверхностей чехол практически отсутствует. 3 районе уплощенной террасовид-ной поверхности юго-восточного побережья острова, маломощный чехол рыхлых четвертичных отложений (1,5-2 м) ровным слоем перекрывает цоколь древних мел-палеогеновых пород. 2) существует прямая корреляция между мощностью и характером строения рыхлых от-локений и составом подстилающих древних коренных пород, т.е. с его коэффициентами размываемссти. 3) на всей территории острова отсутствуют видимые признака отложений морского генезиса. Та-

- У

юш образом, осноинш« "хн-.тором .^ишривания ролье'ра является климатический, форсированно маломощного и однообразного по своему строению чахла четвертичных отложений происходило на острове в результате медленного рззрулвния материнской породы с едва заметными признаками плоскостной денудации, Определенная часть рыхлых отложений была транспорт;:^' во на и оклан, посредством довольно широко развитей системы р '¡ных долин.

Острова Зеловдй. ТанМльнва. 1(;сяй. На основании фактического материала было показано, :по ::роение четьертичных отложений на всех трех островах характо, из.гется, а целом, общими литоге-нетическими чертами. ¡1лисюп! цоколь мел-палеогоновых пород, перекрывается маломощным плое:л (1.3-2 м) четвертичных рыхлых отложений. Отмечается, ччо вчерии; на вг;ей территории островов MKT были зафиксированы фрагменты ар-ального распространения мощных морских песчаных отложеягй, перекрывающих древний цоколь мел-палеогеноЕых пород о.Тачфидьева на абс. выс. 8-10 м.

На основании литогенетического анализа четвнртичных отложений территории островов Зеленый, Танфильева, Юрий и юго-восточной части террасоьидной поверхности о. Шикотан, было сделано предположение, что разрозненные между собой пстргРныо участки представляли собой единую поверхность в прошлом.

Генезис рельефа островов МКГ.Анализ геомор{юстр;/ктурной карты о. Шикотан и есэх остальных островов ЖГ показал существование корелляции геологическим и морфологическим строением территории о. Шикотан. Так остров Шикотан представляет собой участок денудационно-эрозиоиного рельефа, причем по отношению к древним мил-лалеш'знорьш геологическим структурам, денудационные морфострукадры находятся в прямых соотношениях. Однако, это не относится к yrue >энной поверхности вдоль юго-восточного побережья о. Шикотан г; Layци-уцжи островов Соленый, ТанЦиль-

w

ева, Юрий, Полонского, где плоская поверхность срезает породы зелэновской свиты, а чехол четвертичных отложений мощностью до 2-х м перекрывает плоский фундамент коренных пород. Учитывая, что эта территория частично перекрывается морскими отложениями на о. Танфильева, предполагается, что она представляет собой крупную абразионную террасу.

Возраст MKT. На основании анализа палинологических данных, собранных на островах Шикотан, Танфильева, Зеленый предполагается, что время формирования рельефа о. Шикотан и других островов различно. Остров Шикотан является более древним и был выше уровня моря уже в плиоцене, тогда как остальные острова MKT и юго-восточная часть Шикотана - лишь в плейстоцен-голоцене. Общность флористического состава MKT подтверждает предположение о том, что территория разрозненных островов в прошлом представляла собой единую поверхность.

Геоморфологическое строение MKT. Проводится анализ геоморфологических, карт о. Шикотан, о. Танфильева, о. Зеленый, о. Полонского, построенных на.-основе данных морфологии, генезиса

j

и возраста рельефа-MKT. Делается вывод о существовании двух уровней рельефа. Первый - более высокий (200-400 м), холмисто-сопочный эрозионно-денудационный рельеф плиоцен-плейстоценового возраста, наблюдается только в пределах о. Шикотан. Второй -более низкий (10-16 м), в виде полуразрушенной абразионной террасы плейстоцен-голоценового возраста, приурочен по всем островам MKT (рис. I), последовательно,, они представляют собой остатки крупной террасы ранее протягивающейся через все острова MKT к полуострову Немуро.

История и основные этапы еЬошнровандя рельефа MKT.В результате комплексных геолого-геоморфологических наблюдений были выделены Ш основных этапа истории развития островов MKT. Пер-.

Рас. I. Общая геоморфологическая схема МКГ

1) холмисто-сопочный денудационный рельеф

2) абразионная поверхность (терраса)

вый этап ( плиоцен-плейстоценовый) характеризуется активным тектоническим режимом, когда произошло воздыманае терратори о. Иикотан. Во время второго этапа (нишщй-средний-плейстоценовый) вертикальные тектонические движения возобновились и была сформирована обширная террасовидная поверхность, протянувшаяся от о. Шикотан к полуострову Немуро, с общим перекосом в ЮЗ и СЗ направлениях. Третий этап (верхний ллейстоцен-годоцен-ныке) .• ознаменовался замедлением и почти полным прекращением вертикальных движений. Структура перешла на путь устойчивого субаэра-льного разрушения. Основным фактором формирования рельефа послужили процессы эрозии и денудации, а также абразионная деятельность. Произошел постепенный размыв поверхности и выделение основных морфологических комплексов на о. Шикотан, и разрушение крупной абразионной поверхности (террасы) с образованием отдельно возвышающихся островов и мелкой шельфовой зоны.

ГЛАВА 2. ОСТРОЗ КУШШИР, БОЛЬШАЯ КУРИЛЬСКАЯ ГРЯДА (БКГ).

Обзор предшествующих работ, посвяшеннод геоморфологической изученности о. Канадце. Геоморфологические наблюдения на о. Ку-нашир в основном базировались на изучении высотных уровней тер-пас (Пискунов, 1969; Грабков, 1969; Мелекесцев, 1974; Кулаков, к

1973). Суммируя данные различных исследователей, следует отметить различные расхождения в местонахождении террас, а также в оценках их высот, что создает представление о множественности поверхностей торрас на острове. Другие исследователи (Корсун-ская, 1958; Власов, 1959; Горячев, 1960 и др) отмечали наличие на островах ЕКГ и о. Кунашир выровненных поверхностей, располагающихся выше наиболее енсокой морской террасы, т.е. на отметках 400, 500, 700 м и более (Чемзков, 1961), и рассматривали их как реликты поверхности выравнивания, свидетельствующие о сплошном денудационном выравнивании горного рельефа островов в плиоцен-плейстоцене. Последние исследования не подтвердили этих предположений. Установлено, что данные уровни являются главным образом поверхностями лавовых плато, имеют самый различный возраст и значит не могут служить маркирующим уровнем для вц-члеллшя амплитуд последующих тектонических деформаций (Худяков, 1068).

Общая характеристика геологического строения. Стратиграфический разрез о. Кунзлшр состоит из четырех вулканогенных толщ, разделенных перерывами : палеогеновой, миоценовой, плиоценовой и чег-ертичной, представленной образованиями современных вулканов .Гаирилов, 1973; Сергеев, 1978; Шмидт, 1990). Дис-.¡оциросашюст! пород о. Кунашир ступенчато нарастает вниз ло разрезу ст тещи к толще (Стрельцов, 1976). Основным типом дислокаций яелязгся разрывные нарушения, формирующие блоковую СГ[,у;.- I., Кунашир, среди которых были выявлены поперечные и лрел' > зоны разломов (Туезов и др., 1978).

■"-¿ом- 1-: . гогичоские стпоание о. Кунашир. 3 этом раздело от-основные Р зз.; [ьтпты лолэвюс ;!.обл:пенлй а:-тсра. Долаот-; а,, -:х лз острого ¡^..сутеггуют ..оргж рельефа, стлесг.-

и ".-"стмз ЗеслзрскаР

'¡>.,уостров .:опцова

СО I

:•' з

5

Рис. 2. Геоморфологическая схэма о. Кунашир. I) миоцен-плиоценовая денудационная поверхность;

Х(;00 м 2) поверхность лерэшейковых структур;

£ К) 3) вулканический рельэф; 4) платоСазальты (оас-

" положение см. рис. 3); 5) дюны; 6) конусы вул-

ьоо>

(300

400 200

\

канов

2- \

5 ч-

Рис. 3. Изменение гипсометрического уровня поверхности лавовых плато здоль острова Кунашр,

Б

вому уровню относятся наиболее древняя миоцен-плиоценовая денуда- . одонно-эрозионная поверхность выравнивания. Она расположена на полуострове Ловдова (абс. выс. 230 ы), хребта Докучаева (800 м), у подножья вулкана Менделеева (180 м), вулкана Головнина (50-0 м). Начало ее формирования предположительно относится к верхнему миоцену (Дуничев, 1969). Второй уровень фиксируется плиоценовыми платобазальтами (Сывороткин и др, 1989), Они залогают субгоризонтально, и ранее принимались за поверхности выравнивания (Корсунская, 1958; Горячев, 1966). Третий уровень - молодые вулканические постройка как бы насаженные на фундамент более древней миоцен-плиоценовой поверхности (Горшков, 1967; Мархинин, 1967), Постройки образуют три узла вулканов - Тятя, Менделеева и Головнина, которые соединяются своеобразной перамычкой -хребтом Докучаева, а далее на юго-западе острова древней поверхностью выравнивания, протягивающейся вдоль побережья Охотского моря. Судя по положению вулканов Тятя, Руруй, Смирнова, структура СВ острова контролируется поперечным разломом. Другие зоны поперечных нарушений также отмечены трогообразными перешейковыми структурами.

Морфологический облик береговой линии определяется чередованием мысов-выступов (отпрепарированные экструзии) с полого-вогнутыми участками берега (туфогенно-осадочные породы), т.е. существует зависимость характера береговой линии от геологического строения. В результате полевых наблюдений была построена геоморфологическая схема о. Кунашир. На основании ее анализа, делается вывод, что для развития рельефа острова характерны три основных фактора : денудационный, вулканический, тектонический» Господство одного из факторов, позволяет выделить основные периоды формирования рельефа, а именно : I) древний (шопйнпннй1. во воемя котоиого за счет денудации была сформи-

рована древняя поверхность выравнивания на третичном фундаменте ; 2) плиоцен-плейстоценовый - тектонический, когда произошла перестройка рельефа, послужившая, в целом, формированию современного облика4острова ; 3) современный (поздний плейстоцен-ны-не), характеризующийся процессами вулканизма и разрушения береговой линии. Подчеркивается, что роль абразионного фактора на о. Кунашир (формирование террас) носит подчиненный и ограниченный характер , что ранее отмечалось Р.Ф. Булгаковым (1990).

Характеристика платобазальтов, кап; репера неотектощчеоки^ движений. Выбранные ранее реперы, являются не совсем надежными, ввиду отсутствия единых одновозрастных уровней поверхностей выравнивания ила террас, как в пределах всей дуги, так и отдельных островов. В частности, это затрагивает о. Кунашир, где единые террасовые уровни отсутствуют. Предлагается альтернативный вариант репера, в качестве которого могут быть использованы участки лавовых плато, имеющих место на всех островах БКГ (Желу-бовский, 1964). Непосредственно на о. Кунашир лавовые..плато расположены вдоль всей территории на месте вершин хребта Докучаева (рас. 2,3). На основании петрологических исследований (Сыворот-кин, 1989) доказывается принадлежность разрозненных плато Куна-шира к единой формации с возрастом в 3 млн. лег. Платобазальты питалась из серии субширотных даек и изливались на Еыровненную близкую к уровню моря поверхность. Анализ высотного положения платобазальтов свидетельствует, что после их излияния поверхность о. Кунанщр испытала поднятие с перекосом с СВ на ЮЗ о амплитудой 600-700 м (рис. 3).

История и основные этапы Формирования рельефа о. Кунашир. 3 истории развития рельефа о. Кунашир выделяются 3 основных этапа. Первый этап (верхний миоцен-плиоцен), когда после прекращения миоценового вулканизма, территория острова перешла на

путь длительного субаэрального разрушения. Поверхность вулканического рельефа е результате денудационных процессов превратилась в пенешюнизированную выровненную поверхность. Второй этап (плиоцен-плейстоценовый) характеризовался активным тектоническим режимом, в результате которого произошла новая вспышка вулкана зыа, при этом часть суши была залита лавами. На рубеже плиоцен-плейстоцена, когда произошла крупная перестройка рельефа, уплощенная поверхность была разрушена и разбита поперечными и продольными разломами. Блок хребта Докучаева оказался взброшенным вдоль поперечного разлома, отделяющего полуостров Ловцова от остальной части острова с перекосом на ЮЗ. Предполагается, что и сам п-ов Ловцова был поднят едоль поперечной зоны разлома, которая совпадает с проливом Екатерины. В результате сложилась своеобразная блоково-ступенчатая структура, основную роль в которой играли разломы поперечные и продольные к общему простиранию дуги. Третий этап (поздний плейстоцен-голоцен) характеризуется стабильным неотектоническим режимом. Своеобразный блоковый'"рельеф уже резко ассиметричный и неровный, с перекосом по простиранию острова, на заключительном этапе был погребен по вулканическими постройками.

ГЛАВА 3. СТРОЕНИЕ ЗШНОЙ КОРЫ ШНОЙ ЧАСТИ ЮТИЛО-КАМ-ЧАТСКОЙ ДУГИ.

В этой главе приводится краткая характеристика строения земной коры Южных Курил. Особое внимание здесь уделяется строению прилегающей акватории, а также анализу гравитационного поля.

В шельДювой зоне о. Кунашир и островов ЖГ выделяется система продольных разломов, имеющих взбросовый характер, и ограничивающих о. Кунашир от Охотской котловины, а также MKT от

склона глубоководного желоба. Такие жэ по своецу характеру продольные разломы ограничивают эти острова по краям Срздинно-Ку-рильского прогиба (Васильев, 1978, 1979; Гнибеденко, 1980). Возможно, что остров Кунапшр и острова'MKT являются горстообраз-но приподнятыми блокам земной поверхности, которые наращивались в дальнейшем новейшими вулканическими образованиями, слагающими наиболее высокие горы о. 1^унашир. Учитывая возраст заложения разломов, время образования островных блоков относится к плиоцен-плейстоцену.

Глубинное строение литос^еоч КНннх; Кттац наиболее полно и детально отражено в монографии Т.К. Злобина (1987). Данные ГСЗ по профилю о. Кунашр - о. Шикотан, о. Шикотан - п-ов Немуро свидетельствуют, что практически вся земная кора разбита поперечными и продольными разломами, а максимальный подъем подошвы земной коры от 33 км до 21 км приурочен к фронтальной Малокурильской гряде.

Особенности геодинамики Южных Курил. Анализ инструментальных наблюдений на территории Южных Курил и о. Хоккайдо (Япония), северо-восточная часть которого является продолжением Южных Курил показал, что вся система островной дуги (MKT, о. Кунашир, СВ часть Хоккайдо) испытывает на современном этапе колебательные малоамялигудные тектонические движения, без явных признаков погружения или поднятия (Никонов, 1984; Кудель-кина, 1985; Моги, 1989). Анализ механизмов землетрясений показывает, что наиболее активный рзжим сжатия наблюдается перед фронтом и тыловой частями островной дуги Южных Курил (Аверьянова, 1975; Балакина, 1979).

Гравитационное полз Ытш. Курил и рельеф островов. Исследуемая территория характеризуется резкой сменой гравитационной аномалии йG в св. воздухе -240 мГал в районе Курило-Камчатско-

го желоба , +220 мГал на территории MKT (Ромашова и др., 1989). Поскольку мощность коры для островов MKT составляет 17-20 км (Злобин, 1987), то наблюдается явное несоответствие между значением гравитационной аномалии и мощностью земной коры. В.Ю. Косыгиным (1975) а В.К. Грабковым (1972) была расчитана остаточная аномалия, составляющая 120 мГал или дефицит мощности земной коры 20 км. Однако, острова MKT за историческое время не были погружены, находились постоянно на "плаву", что подтверждается анализом геоморфологического строения. Известно, что на протяжении длительного периода в районе Курило-Камчатского желоба происходит процесс субдукции Тихоокеанской плиты, приблизительно с одинаковой скоростью (Кокс, 1985). Отсюда следует, что вся система навулканической островной дуги МКГ поддерживается за счет динамического эффекта поддвига океанической плиты (Ушаков, 1975).

История и характер развития рельеЗоа островов Южных Ктрил. Б результате наших исследований установлено, что для о. Куна-шир и ГЖГ свойственны общие черты развития на протяжении неоген-четвертичного периода, что отличаатся от предыдущих выводов В.К. ГрабкоЕа (1969, 1976),' И.В. Мелекесцева (1974), В.П.

'Кулакова (1970) и др. В истории развития рельефа Юкных Курил выделяются три основных этапа. Первый - миоцен-плиоценовый, второй - плиоцен-плейстоценовый и третий - верхнии плейстоцен-голоценовый. Второй этап является наиболее важным и значительным в истории островной дуги. Именно в этот период произошла крупная реорганизация структуры а рельефа йжных Курил. Причем, данный этап распадается на два периода - Еэрхнз-плиоценоЕый и плиоцен-плейстоценовый. Первый характеризуется резким возобновлением вулканической деятельности, связанной с растяжением поперечным к направлению всей дуга. На о. Кунашир это в^ази-

лось в формировании крупных поперечных разломов , лавовых плато. В пределах Малокурильской зоны появился о. Щкотан. В районе Срединяо-Курильского прогиба поверхность была разбита сетью поперечных разломов. Второй период характеризуется крупнейшей тектонической перестройкой, отразившейся в рельефе островов, а такие всей территории островной дуги. Для него характерны крупномасштабные вертикальные и горизонтальные неотектонические движения, что обусловлено сменой существующего режима растяжения на сжатие. Именно в этот период сложился блоковый облик рельефа островов, полностью обособились основные элементы островной системы. Заключительный третий этап (верхний плейстоцен- ' голоцен-ныне) характеризуется постепенным затуханием и сменой активного тектонического режима на относительно стабильный. Резко контрастный блоковый рельеф о. Кунашир частично был погребен под многочисленными плейстоценовыми вулканическими постройками. Острова MKT перешли на путь устойчивого субаэрального и абразионного разрушения. Формируется холмисто-сопочный денуда-ционно-эрозионный рельеф, одновременно происходит медленное разрушение широкой абразионной поверхности, с последующим разобщением ее на отдельные острова. На деформированные толши плиоцен-плейстоценового возраста в районе Срединно-Курильского прогиба несогласно накапливаются горизонтальные толщи голоцено-вого возраста. В дальнейшем, вплоть до настоящего времени стабильная неотектоническая ситуация, в целом, сохранилась как для о. Кунашир, так и для всех островов MKT.

Движение Тихоокеанской плиты за последние 10 млн. лат. В этом разделе проводится анализ траектории движения Тихоокеанской плиты по отношению к Евразиатской плате за последние 10 млн. лет. Данные по полюсам вращения были взяты из работы У. Харбарта (1989). Расчеты проводились для трех точек, располо-

_ го -

женных вдоль южной части Курильского желоба, напротив MKT, о. Кунашир и о. Итуруп. В результате было подучено, что для периода поздний миоцен-плиоцен угол между простиранием желоба и направлением движения Тихоокеанской платы составлял 35°, а на рубеже плиоцен-плейстоцена 45°, т.е. ранее плита погружалась в зону субдукции под более косым углом. Такое скачкообразное изменение режима поддвига на более ортогональный , неизбежно должны были вызнать ответную реакцию в островной системе Южных Курил, т.е., как считают Б.В. Баранов (1982), Л.И. Лобковский и О.Г. Сорохтин (1979), смену господствующих сдвиговых процессов при косой субдукции, на преимущественно взбросовые вертикальные тектонические движения при ортогональной субдукции.

,Т.9шшу?кая эйодшя РтокЛтвад т црршэадч ДРЗДШЙ После завершения процесса раскрытия Курильского бассейна в позднем миоцене, Тихоокеанская плита начала косо погружаться вдоль границы современного Курильского желоба, вызвав тем самым приблизительно 10 млн. лет назад вспышку вулканизма (Maeda , 1990). Моде^ косой субдукции предложил и развил в своих работах Г. jiHMypa (1981, 1983, 1986). Учитывая общность геологического строения СБ части о. Хоккайдо и Южных Курил, этот автор утверждал , что Срединно-Курильский прогиб и острова Кунашир, Итуруп, Урун сформировались в результате правостороннего сдвига (в отличие от вывода М.И. Стрельцова (1976) о существовании левостороннего сдвига) фронтальной дуга MKT и п-ова Нецуро (о. Хоккайдо) в направлении зоны гор Хидако. Миграция фронтальной дуги в позднем миоцене была обусловлена сдвиговой компонентой, возникающей при косой субдукции, что дополнительно подтверждается данными анализа векторов напряжений^ (KimURa. , I98I;Waiana6e,I986). При этом указывалось, что : I) острова Кунашир, Итуруп, Уруп представляют собой эшелониро-

поздмЗ миоцен - плиоцен

1-С«ретоко

2-Кун«шр

3-Итурун

4-У рун

Рис. 4. Тектоническая схама развгая Кжяшс Курм. I - разлом со сдвлгом ; 2 - зона кодлгзйи; 3 - ось желоба; 4 - островные <5лога; 5 - вектор тапраалввия двяяення

ванные складка волочения; 2) процесс миграции фронтальной дуги в направление зоны Хвдако продолжается и в1настоящее время. Нами предложено уточнение к модели Кимуры с учетом собственных наблюдений и последних работ японских геологов (Мае оla, 1986, 1990). Согласно нашим построениям, в результате правостороннего сдвига фронтальной дуги вдоль Срединно-Курильского разлома, в миоцэн-шшоцене образовались не эшелонированные складки волочения, а система кулисных-разломов (рис. 4). На рубежа плиоцен-плейстоцена, в результате скачкообразного изменения траектории движения Тихоокеанской плиты (более ортогонального на 8-9° по отношению к желобу) произошла перестройка всей поверхности островной системы Южных Курил, и при сдвиговых перемещениях большую роль стали играть взбросовыа составляющие. При этом на территории о. Кунашир возобновилась новая фаза четвертичного вулканизма, связанная с растяжением поперечным к дуга, а затем блок хр. Докучаева был поднят с перекосом по простиранию дуги в направлении о. Хоккайдо. Синхронные движения происходили на территории MKT, для которой характерно воз-дымание о. Шикотан и формирование крупной абразионной террасы. В районе Срединно-Курильского прогиба произошло отмирание крупного сдвигового разлома, существовавшего в миоцене и деформирование миоцен-плиоценовых толщ. Именно в это время (рубеж пли-оцен-плэйстоцена) на о. Кунашир активизировалась система кулисных позднемиоценовых разломов, имеющих взбросовый характер (Ве~ ргунов, 1958; Туезов, 1968; Стрельцов, 1976). На территории о. Хоккайдо имели место синхронные процессы. Как отмечал У. Хар-берт (1989) изменение траектории движения Тихоокеанской плиты на рубеже плиоцен-плейстоцена повлияло на поднятие большей части о. Хоккайдо, а также на изменение направления векторов напряжения, начавшееся 3 млн. лет назад, для побережья СЗ Японии

в миоцена была характерна обстановка растяжения, а в плаоцеяе сжатия {Но , ШЪ-^акитиа^ ¿¿иес/а, 1979). В это же время произошло смещение осей Курильского и Японского желобов (1е Р/сАал/, 1984). После всплеска тектонической активности на рубеже шгаоцен-плейстоцена, вся система островной дуга Южных Курял постепенно переходят на путь стабильного пеотектокичес-кого режима, характерного и до настоящего временя.

Таким образои, шано предположить, что система южной часта Курильской островной дуга (навасакцая плата) отреагировала, а затем как бы приспособилась к новым условиям, которые ей продиктовала псдцвигашаяся Тихоокеанская плата. Это нашло отражение в развитии рельефа островной дуга, так как послужило причиной смены основных рельефообразугаах факторов (вулканизм, денудация, абразая, тектоника).

ВЫВОДЫ.

1. Для территории островов МКГ характерны П разлачных уровня рельефа. Первый - более высокий (200-400 и) холмисто-сопочный денудационный рельеф плиоцен-плейстоценового возраста, встречающийся только в пределах о. Шикотан. Второй - более низкий (10-60 и), в виде полуразрушенной абоазионной террасы плэйстоцен-голоценового возраста.

2. На о. Кунашир присутствуют формы рельефа, относящиеся к трем различным уровням. К первому уровню - миоцен-плиоценовая денудационная поверхность. Второй уровень фиксируется плиоценовыми платобазальтама, которые перекрывают дрегнюг г.<: -ворхность. Третий уровень - молодые плейстоцен-голоценос! -постройки вулканов, насаженные на более дру,иг.к рмьо.Ч

3. Формирование основных элементов блокового ^лты'"> Lyiir.ni!;. " ?,Г-Т отгг-чо с &ки;ввзя1и'-. •< г ч текп-

них движений на рубаке плиоцен-плейстоцен. В дальнейшем характер этих движений стабилизировался .

4. Крупная перестройка земной коры в системе островной дуги на рубеже плиоцен-плейстоцена была вызвана изменением азимута движения Тихоокеанской плиты. Смена режима косой суб-дукции на более ортогональную по отношение к простиранию Курил о-Камчатского желоба обусловило наличие взбросовой компоненты на разломах и вследствие этого активные вертикальные движения.

5. То, что.острова MKT не испытали погружения на протяжении длительного времени (начиная с плейстоцена), а остаются как бы "на плаву", вопреки законам изостазии, свидетельствует о постоянном процессе динамического поддерживания субдуцирую-щайся Тихоокеанской платой всего массива нависающей фронтальной дуги.

6. Основные этапы в истории развития рельефа островов Южных Курил корралируются с изменениями параметров движений Тихоокеанской шиты, jto свидетельствует о связи развития рельефа на островах с процессом субдукции в Курило-Камчатском желобе.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Тектоническая эволюция северо-запада Тихого океана за последние 150 шш. лет. В сб. Тектоника, энергетические и минеральные ресурсы северо-западной Лацифики. (Тезисы).Т.I. С. 69. Хабаровск, I9S9 (в соавторстве с Л.Л. Зоненшайном и др.).

2. Связь рельефа Малой Курильской гряды с процессом субдукции в Курило-Камчатском желобе. Геоморфология. 1992. № I.

3. О возрасте позднекайнозойских отложений Малой Курильской гряды на основании палинологических данных. Деп. ВИНИТИ.

* 253. В.92. С. I-I7.

4. История форыирования рельефа острова Кунашир (Большая Курильская гряда). Деп. ВИНИТИ. » 252. В.92. 1992. С.1-9.