Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

История эруптивной деятельности вулкана Шибелуч в голоцене (по данным радио углеродного датирования)

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "История эруптивной деятельности вулкана Шибелуч в голоцене (по данным радио углеродного датирования)"

российская академия наук

с54

геологически!! институт

£

«¿■г

л/

,на праъах рукописи

Ш [Ш 9з]

« ЛГ/. -9-9Y»

пеьзпер мария шхаплобла

история ы'лшшют деителшосйг, вулкана-,шьелгч d голсцше

( iro данным радиоуглеродного датирования) спп циг. чьи ость 04.00.02: --геохимия-

автореферат

диссертации на основание ученой степени кандидата гволого-шшералогичеоких наук

Москпя - 19941

работа выполнена в геологической институте ран, г..москва

научний руководитель доктор геолого-шшералогических наук,

про^осоор в.и.виноградов

официальные оппоненты: доктор гсолого-шшоралогичесиих наук

в.м.купцов

кандидат гиолох'о-шн.фалогических наук в.в.петрова

водуцая организация институт вулканическое геологии и

геохишш дво ран (г.петропавлозск-каычатскии)

защита состоится . 1994 г.

в" " часов на зесэдсшш специол/.з^55оваиного совета ло литологии» геохиши и геологии океанов и иорав (д.002.51.01) при геологическом института ран по адресу: 109017, москва, пкдеэски.. переулок, 7.

с диссертацией ыоаяо озкакоиитьсн в библиотеке ш'ем ран по адросу: староионетним переулок, 35.

автореферат разослан

_ 1у94 г.

Учоныи секретарь Спициьлизироваиного совета

доктор геолого-гшпорзлогичоевнх науг, Л. И »Боголюбова

^/ЯмУЛ*?' \__

Актуальность тшботн. Вулкан Шиволуч - один пз самых крупных по объему перемещаемого материала, слокных в вул-кано-тектоиическом отношении и опасных для человека вулканов не только Камчатки, по и мира. Изучение его эруптивной деятельности является очень ваяншм я неотлоглшм да-лом в завершении работ по изучении голоценового вулканизма Камчатки, уточнении стратиграфической шкалы маркирующих прослоев тефры, выявлению синхронизации вулканической активизации в пределах полуострова, а такте в выявлении глобальных геологических закономерностей.

В связи с прогрессирующим освоением районов активного вулканизма (в 50 км от Шивелуча расположен город Клэчл о ГО-тысячным населением) возникла острая необходимость в составлении детальной летописи вулканических проявлений для оценки их роли в геологической историк Земли, их воздействия на климат и биоту прошлых эпох, выявления динамики вулканического процесса, анализа современного этапа вулканизма и возможности делать экстраполяции на будущее для прогноза вулканической опасности, так как попимаиио места и значения каждого эпизода возмогло только при изучении всей низни вулкана. Это тем более вакпо, что вулканическое з'оздепятвио в осваиваемых районах оказывает нас-равивмо больший экономический, социальный и психологический эффект, чем на неосвоенных территориях.

Основной целью настоящего исследования явяялось вое-станоаяепйе эруптивной история вулкана Шиволуч в голоцена. Предполагалось решение следующих основных задач:

1. Литологич^оков изучение и крупномасштабное картирование отлотений, связанных как с историческими, так и с доисторическими голоденовнмв извержениями Шивелуча. Выделение различных генетических типов отложений и их возможных феодальных изменений и взаимозаметепий.

2. Стратиграфическое расчленение голоцвновых отложений вулкана.

3. Летальное радиоуглеродное датирование событий эруптивной дептольнюсти вулкана Шивелуч.

4. Анализ характера и динамики эруптивных событий вулкана Шииояуч в голоцзие.

5. Оцянкл проиао:! и прогноз будущей ву нилипосксП опасности от ву.п'.янп ¡¡!ип'опуч длл прилогавдих к иску территорий.

Иатеряад и гдетол» исследования. Основу работы составляет материал полевых и лабораторных исследований авто ра 1987-1994 гг. Кроме того б настоящей работе используется штериал, любезно предоставленный коллегами из лаборатории динамической вулканологии ИВГиГ ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), в основном полученный на южном подножии Шиволуча в IS78 году, а также некоторые даяние по теф-ре вулкана ¡Ливелуч дальнего разноса.

Б процессе полевых работ, проводившихся на склонах а ближнем поднояии вулкана, изучалась литология к распространение вулканитов Шивелуча, уточнялось стратиграфическо соотношение различных фадий отложений единичного кзвершения ; определялась стратиграфическая последовательность от-ло^оний експлоэий Шивелуча в голоцене; проводился сбор материала для радиоуглеродного датирования и химических анализов.

При работе на удалении от вулкана изучалось распростр ненке тефра Шивелуча дальнего разноса, прослеживались оси к ареалы крупнейших пеилопадов, имевших региональное значение.

Всего било изучено около 400 разрезов по расчисткам естественных обнажений шурфам и т.д.; отобрано более 150 образцов вулканических отложений на химический и гранулометрический анализы, а также более 350 проб углеродсодер-яэдего материала для радиоуглеродного датирования.

Радиоуглеродное датирование проводилось автором по стандартной методике ГИН в лаборатории геохимии изотопов и геохронологии под руководством с.н.с. Л.Д.Сулеркицкого. Обработка образцов пирокластики проводилась в химико-анали тичоских лабораториях ГВНа и ИВГиТ при содействии н.с. лаборатории динамической вулканологии ИЕГиГ ДВО РАН В.В.Пономаревой.

Автором было выполнено предварительное крупномасштабное (1:25000) гэолого-геоморфологичоское картирование отло хений вулкана Шивелуч на площади более 2000 кьг о выделен» ем стратиграфических кокшгоксов различного генезиса.

Заздкстаамне положения:

I. Установлена хронология извержений вулкана Шквелуч п голоцряо• Определен радиоуглеродный возраст дяя более, чо»! 50 ияверяеявй вулкана, 18 из которых дали -те фру дальне

то разноса.

2. Выявлена цикличность эруптттюй деятельности вулкана Шивелуч в голоцене. Выделено 6 периодов активизации вулкана продолжительностью от 100 до 1700 лет в 5 периодов относительного покоя продолжительностью от 500 до 1100 лет.

'3. Соотавлен прогноз вулканической опасности вулкана Шивелуч на ближайшие 50-100 лат.

Научная новизна и практическая значимость работы состоят в том, что впервые:

1, Восстановлена история эруптивно)! деятельности вулкана Шивелуч в голоцена; по детальности эти исследования превосходят все аналогичные, до сих пор известные в мировой практике.

2, Выделена этапы активизации и относительного покоя вулкана, определена их приуроченность к геохрояологической шкале; доказан циклический характер вулканической деятельности Шивелуча в голоцене.

3, Значительно дополнены или принципиально изменены ранее существовавшие представления о характере извержений и типах отлочекий вулкана Шивелуч.

4, Выяапен слокный характер голоценовой постройки вулкана: выделены два эпизода активизации вулканической деятельности в пределах ослабленной зоны западного склона вулкана Шивелуч.

5, Определены радиоуглеродные возраста болеес чем 50 крупных событий эруптивной деятельности Шивелуча.

.6, Составлена новая геолого-геоморфологическая карта гллоценовых отложений вулкана Шивелуч на площади около 2000 км£.

7. Прослежено площадное распространение 18 горизонтов геф|Ш Шивелуча дальнего разноса, что позволяет проводить региональную корреляцию и хронометрирование как вулканических, так и невулкпнических толщ и событий.

8. Оценена прошлая вулканическая опасность от вулкана Шивелуч и связанные с неЯ изменения природной средн.

9. Дан прогноз вулканической опасности на ближайшие 50-100 лет о предлохе иями по рациональному размещению на-селептш и объектов народного хозяйства в зоне дв^стпия пул-кл.ча.

Ангоба пит ¡к'.бот». По теме диссвртпппи опуб ликовано

две статьи, четверо тезисов, а также подготовлен и сдан отчет во ГН1П 16 "Безопасность населения...". Изложенные в работе материалы докладывались на заседаниях лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН и лаборатории динамической вулквнологии ИНГиГ ДВО РАН. Некоторые результаты работы докладывались на конкурсных сессиях научных работ ГИН РАН (1991, 1993 гг.).

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 215 страницах машинописного текста, в том числа содержит 51 рисунок, 4 таблицы и список литературы из 153 наименований.

Настоящая работа была выполнена в лаборатории геохимии изотопов ь геохронологии ГШ РАН под руководством с.н.о, Л.Д.Сулержицхого и д.г.-м.н., профессора В.И.Виноградова. Сбор и обработка материалов проводились также под руководством и при непосредственном сотрудничестве коллег из лаборатории динамической вулканологии ИВГиГ ДВО РАН к.т.н. О.А.Брайцевой, д.г-ги.н. И.В.Мелекесцева и к.г.н. В.В.Пономаревой. Автор выражает им самую искреннюю признательность!

Автор благодарит д.г.-м.н М.А.Певзнера и д.г.-м.н. З.А.Вангенгейм за полезные консультации в процессе работы над лчссергацией, а также н.с. В.А.Мелкого за помощь в оформлении работы.

содержание работы

Первая глава "Геологическая характеристика района вулкана Шивелу^" содержит сведения о географическом положении, истории изученности объекта, его структурно-тектонической приуроченности. Рассматривается, морфология постройки, ее геологические характеристики, а также продукты извержений вулкана Кивелуч.

Вторая глава освещает вопросы методики исследования. включающей в оебя предварительное картирование и дешифриро-вочние признаки отложепий вулкана Шпвелуч, стратиграфическое расчленение тефры, радиоуглеродное датирование. Рассматриваются особенности радиоуглеродного датирования отложений рулкчна Иивелуч, приводится каталог радиоуглеродных дат этих отлолений.

Третья глава "Характер вулканической деятельности и св/таа-'гныо с кеН основнке геяетичвокне типы отлоясней вул-1санп, содержит описания хода и отложений иотори-

ческпх извержений, в том числе последних: пароксизмального изверкения I9G4 г. и наиболее сильного мезхаарокоизиадыюга 1993 г. Дается характеристика вулканической деятельности вулкана в голоцене. Приводятся подробные описания генетических типов отложений вулкана Шивелуч; экструзивные купола и связанные с ними лавовые потоки; отлояения обломочных ласин; пирокластические отложения, в том числе тефра, пи/ роклаотические потоки я пирокластические волны; отложения грязе-каменных потоков; а такие группа комплексных отложений, включающая отложения меяпароксизмальных изЕвржеиий, связанных с ростом экструзивных кулолоа, а почвеяяо-пиро-кластическиЯ чехол.

В четвертой главе речь идет о крупнейших событиях и эволюции эруптивной деягельноотп вулкана ^пвелуч в голоцене. Приводится радиоуглеродная хронология крупнейших событий эруптивной деятельности Шивелуча, анализируется эволюция и циклический характер эруптивной деятельности, периоды активизации и относительного покоя вулкана Шивелуч в голоцене.

Пятая глава посвящена возможностям практического применения результатов работы. В главе дается оценка и прогноз вулканической опасности от вулкана Шивелуч и связанных с ней изменений природной среды, а таюсе примеры использования горизонтов ашвелучоких пеплов в качестве маркирактов для непрамого датирования различных объектов.

УСТАНОВЛЕНА ХРОНОЛОГИЯ 1ШЕР 'ЕЩ1.1 ВУЛКАНА ШИВЕЛУЧ В Г0Л0Ш1Е. О ПРЕЛ ЕЛЕН РАДИОУГЛЕРОДНЫ' ВОЗРАСТ ДЛЯ БОЛЕЕ, ЧЕМ 50 ИЗВКР'ШГ! ВУЛКАНА, 10 ИЗ К0Т0РГЛ1' ДАЛИ ТЕФРУ ДАЛЬНЕГО РАЗНОСА.

По материалам тефрохронологичеоких работ удалось скор-релирорать часто территориально разобранные и рвзличннв по генетическим типам отложения голоценовых извержений вулкана Шивелуч, в результате чего была построена сводная диалогическая колонка голоценот>нх отлолопи.1 вулкана. Было вы-деяоио более 50 крупных изнершшЯ Шиполуча, соизмеримых пи об'1.сг:у переподеиного материала с извернениам ISG4 г.

На оснокшии массового радиоуглеродного датирования ot.'ío''"-"и'! 1:т"'0 г/ча (,но подстил пятим и №<•>><> крмягшцим углерод-- ■.!!'! го; ¡i.ioiit'im, п тмк.':'ь по сохрлнввиимои i! пу.чкнии-

чоских отложениях дрявосннм остаткам), проводившегося как вблизи, так я на значительном удалении от эруптивного центра, бил получен значительная (более 400 датировок) хроно-метрирутощиП материал, позволивший установить детальную хронологии извержений вулкана Шивелуч в голоцене.

Достоверность и достаточность радиоуглеродных дат достигалась в результате дублярувдего отбора проб как по простирании датируемого горизонта, так и по отбираемому на радиоуглеродный анализ материалу, Хронологическая последовательность датировок заверялась при послойном отборе и датировании дробностраткфииированных полных почвенно-пирок-ластическпх разрезов 5;а расстоянии от 10 до 18 км от крате] Шквелуча.

Кроме того, вновь полученные даты сравнивались с известными ранее выверенными возрастам транзитной тефры других вулканов Камчатки, маркирующих разрезы Шивелуча. С другой стороны, уточнялись к возраста транзитной тефры. Тан, например, радиоуглеродный возраст клаков .чачала образования Ключевского вулкана по новым данным приближается к 5800-5900 14С л.н.

В результате кассового радиоуглеродного датирования отлояпний вулкана Шиьелуч выяснилось, что оптимальным и самым надекчшл материалом для него являются. маломощные (1-3 см) почвенные прослои я особенно те, которые подстилают датяруешхЗ горизонт. Точность датирования по ним в разрезах склонов и ближнего подножия вулкана находится в пределах 50 лет.

Отсутствие в значительной отеиеии гумусированных горизонтов на этапе раннего голоцоиа и систематические большие ошибки радиоуглеродного возраста, получаемые при датирования супесей из основания разрезов, позволяют довести точность радиоуглеродного датирования на этом временном отрезке лишь до 100 лот, в некоторых случаях, при наличии известных маркирующих прослоев - до 50 лет.

Е таблице I приводится список крупнейших извержений вулкана йивелуч, их радиоуглеродный

возраст, а такг.е

оооти^тотвукицие для каждого'извержения встреченные в раз-рпч-чх генетические тапи отложений.

(вэляца i.

?я*тяческм топи OTioiexxÉ кикпиеМих mepteim* tvtxaнг (хеелуч в rojoue«:

г Отлохенш

I 2 3 4 5

!>?4 Г.» if54 г.»

10СС-

tico

1300 » сл.M OD ок.!459 ¡500 . . !*00 гооо 2100 2200 2300

гт

íSDD • 2?5¡> • 2?20 •

3509 4i)00 4SÏ0 4!М 4! ED 4Î00 4ÍC0 ¿son

воэрест 1 2 3 4.5

¡(00 1 +

5700 ♦ ♦

6800 4

«900 *

7500 +

ок.7500 ♦

ок.7600 ш +

7600

7600 +

7700 »

7800.«

7900 *

ОК.8000

ок.8100

01.8200 ♦ +

ок.ВЗОО

ок.8400

ок.8600

ок.8600 +

ок.8800 +

ок.8600

ок.8600

Прикечание: * - яепд* 1мелуча, некие региональное значение как каркирумке просдом. Отложения: 1 - облокочнмх иснн. 2 - приземно» пирокластичеекой водны. 3 - те«ры. 4 -пярокласткческого потока. 5 - пнрокластяческлй водни пеп-лового облака.

Иэ таблицы видно, "то наиболее часто встречающийся тип отлояеиий - тефря (40 извержений), а наиболее редкие -отложения приземной пирокластической волны 44 извержения) и оолоиочных ливкп (9 изверкеиий). Обращает но оебя вни-/'яяие тог факт, что в некоторых случаях отложения яирок* ластических волн пеплового облака были вотречепы помимо пирокластических потоков, которым они обязаны своим происхождением. Однако, во всех случаях это оказываются относительно слабне извержения и, вероятнее воего, их пироклао-тические потоки имеют ограниченное распространение и могут бить обнаружены лишь непосредственно около действующего кратера.

Наличие ряда извержений, характеризующихся отложением пирок.тр.стических потоков и волн без сопровождающей их теф-ры, свидетельствует о нередких (14 случаев) для Шивелуча иэверяениях, когда пкрокластическиэ потоки образуются не в результате коллапса эруптивной колонны, а при перетекании через кромку кратера.

Большой интерес представляют собой два извержения базальтовой тефры Пивелуча (7600 и 3650 *4С л.н.), произошедшие на общем фоне характерных для вулкана извержений материала более или мэнео сходного андезитолого состава.

Вудоляитоя еще два уникальных события (2000 и 1450 *4С л.н,): эпизода активизации вулканической деятельности, проявившиеся в росте экструзий западного склона Шивелуча о последовавшим ах разрушением и образованием обломочных лавин, а такие сопровождавшего их выброса ввснильяой пирокластики в качестве Пярокластических потоков.

Б результате исследований была выявлена общая тенденция к увеличению коэффициента »ксплозивности извержений всех типов от начала голоцена к нашим дням. Заметно уча-щяпгея и увеличиваогся в объемах перемещаемого материала изрер^тония, ооировокдавдиеся сходом обломочных лавин (самая крупная лз них сошла 500 л.н.), пирокластячеоких потоков (самые мощные а длинные кэ них отложились в результате кзЕзрпония 300 14С л.н.), гаяосом тефры (макси-MG.unce по объему выброшенной тефры и плои1ади ее распространение изверпекив 900 С л.п.).

Ирг исследованиях, проводившихся -и» удаления от.вул-ur in, г лочвекпо-яироклаят ич?ок«л рязреэах £ыло выявлено

-918 извержений (в таблице I отмечены звездочкой), давших гефру дальнего раэнооа, способную служить маркирующими яра-слоями в разрезах Камчатки от Оссоры на севере до Узона на юго и от Командорских острогов на востоке до предгорий Срединного хребта ил западе, прекрасно датируя любые отложения или события на указанной пространства.

При анализе изопахит отих извержений оказалось, что юго-восточное направление от Шивелуча (вниз по долине реки Камчатки) наиболее чаото подвергалось воздействия пеплопа-дов, и в том чиоле крупных. Учитывая данные по современному преобладанию направления ветров в районе Шивелуча, полно предположить, что к в будущем максимальной опасности от пеплопадов будет подверчен юго-восточный сектор подножия и дальней периферии вулкана. Однако, при этом не иоключае*-ся возможность випадения тефры и в любом другом секторе.

В1ШВЛША ЦИКЛИЧНОСТЬ ЭРУПТИВНО"! ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЛКАНА ШИВЕЛУЧ В ГОЛОЦЕНKy ВНДЕЛЕНО 6 ПЕРИОДОВ АКТИВИЗАЦИИ ВУЖАНА ПРОДОЛ.!ЦТЕЛЫЮСТЬЙ ОТ 100 ДО I7C0 ЛЕТ И 5 ПЕРИОДОВ относительного ПОКОЯ ВУЛКАНА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬЮ ОТ 500 ДО

1100 ЛБТ.

В результате массового радиоуглеродного датирования и последующей калибровки радиоуглеродных дат крупнейшие извержения била восстановлена история эруптивно;! деятельности вулкана.Шивелуч в голоцене (рис.1), характеризующаяся шесть» периодами активизации.

Первн!\ уз них (9500-8300 л.н.) характеризовался частыми, в среднем раз в 100 лет сильными и умеренными извержениями. Чередуются отложения изверхеняй, дававших обычно большое количество те^ри, п таме пирокляотическиа потоки и маломощные пирокластические волны. Извержения максимальной частоты и силы отмечаагоя в конце периода (8650-8300 л.п.). В эти 350 лет произошло шесть весьма значительных вулканических событий, отлокения пяти из которых представлены то ¡.рой, a одного - могшим пироклйстическмл потоком о вулканическими бомбами п кровле.

К ойредшю ониснвпемого 1;50-лотнего. эпипода приурочено и первое.базальтовое извореонке Шивелуча, Вму иопосредственно предшествовал краткотфоменный пориод ослабления Ы'.ТГКЮСТЯ, !Ю —ПИЛИМОМУ , CluCj/llllllJii С ростом б'13'иьтопой

PfC.I.

-10-

Hciopin spyntMBHOíi aontejibnoctb bjjik«i» EIiBejiyt b rojrou8h8.

¡i. H.

0(I955r)

1000

2000

3000 -

4000

5000-

6000

7000 -

eooo .

9000

yi

500 JI.

1500 A.i. AO uauix flHefl

2950-2000 a.«. (950 n.)

850 ji.

iy

5500-3800 ji.B. (1700 Ji.)

800 n.

III 6500-6500 ji.K.

(200 Ji.)

IIOO n.

II ?7ti0-7600 a.«. 600 n. (100 4.)

9500-83U0 aun. (1200 a.)

i-yi - nepiofltt «KTBBn3auiB apynTJüBHOli aenicjimocTfl »ya*«»« IHtBOjiy? B roaoiicHo

екструзии, впоследствии разрушенной и давшей тефру такого кв оостава.

Общая продолжительность первого периода активизации около 1200 лет. Его сменил 600-летний период покоя.

Второй период активизации (7700-7300 л.н.) характеризуют два пемзовых извертсения. Глапным событием II периода явилось исключительно мощное извержение с выносом огромного количества, пемзовой тефрн (6900 л.н.). Так, на расстоянии 20 км от кратера мощность горизонта тефрн этого извер-сеяия превышает 100 см, а размер единичных обломков -10 см.

Общая продолжительность второго периода активизации около 100 лет. После 1100-летнего периода относительного покоя Шивелуч вновь начинает проявлять признаки усиления вулканической деятельности.

Третий период активизации (6500-6300 л.н.) выразился в одном мощном извержении пемзовсй тефры (5600 14С л.н.) я двух (5700 я 5500 14С л.н.) изверхениях с образованием обломочных лавин. Общая продолжительность И периода активизации около 200 -лот.

Наступивший затем период относительного покоя вулкана длился около 800 лет.

Четверти!! период активизации (5500-3800 л.н.) характеризовался в основном мощными, раз в 200-300 лет извержениями с выносом ювеншшгоЯ пирокластики. Извержения, дававшие в основном тефру (4800, 4600, 4150, 4000, 3750, 3650, 3500 14С л.н.) чередовались с извергояилми, образовывавшими пирокластические потоки и волны (4450, 4100, 4050, 3800

л.н.). 3700 14С л.н. отмечен сход обломочной лавины, после чего, через незначительный промежуток времени (3650 л.н.) произошло второе базальтовое изверяе.чие йивелуча.

Общая продолжительность четвертого периода акттаиззщяа около 1700 лет.

Последовавший затем 850-летяиЗ период относительного г;о коя вулкана сменился уттыц периодом активизации (2950 -2000 л.н.). Для него характерно постепенное затухание деятельности центрального кратера. Начат/ периода ооответетру-тят два сближенных во врэ>-еяя мопииа извертит с гнброеон большого количества иомзояо.1 гефрн (28.20 я 2730 т<5с л,«.), последнее из которых сопровождаюсь cxonvi n ^n-wpo^ л">*т> •

ны. 300 лек спустя последовало умеренное извержение ювениль-ного материала (2500 14С л.н.), через 200 лет после которого произошла серия слабых до умеренных изверкений юве-нильного материала, в среднем раз в 100 лет (2400, -300, 2200, 2100 14С л.н.).

Завершающим событием пятого периода стал рост экструзии западного оклона Шивелуча с последующим ее разрушением и образованием обломочной лавины, сопровождавшейся сходом п рокластического потока (2000 С л.н.).

Продолжительность пятого периода активизации около 950 лет.

Спустя почти 500 лет (период относительного покоя вулкана) на Шивелучо начинается последний шестой период активизации вулканической деятельности, продолжающийся до настоящего времени. Его характерной особенностью явлчетоя исключительная активизация эруптивной деятельности в интервала времени 1400-1250 л.н. (на менее пяти крупных извержений) , а также редкие (раз в 100-300 лет) очень мощные изпорг.ешия в последовавшее время,

К началу шестого периода активизации относятся умеренные извер.:ения, дававшие как тефру (1600 *4С лгн.), так и маломощные пирокластические потоки и волны. Активизация вулкана 1400-1?50 л.н. выразитесь не только в учащении мощных извержений центрального кратера, но и в параллельной активизации зруптиышх центров западного склона: росте и последующем разрушении екструзии с образованием обломочной лапины и довольно мощного пирокластичоского потока (около 1450 14С л.н.).

По окончании эпизода 1400-1250 л.н. происходит одно из сильнейших извержений Шивелуча с образованием обломочной ламшы (1100 14С л.н.). Через 2.00 лет после него -самое значительное по объему вынесенной ювенильиой тефры изверкояие голоцена (900 *4С л.н.). Езде через 300 лет сходит самая крупная обломочка.-! лавина но Шивелуче (500 *4С л.н.), через 100-150 лет после которой происходит извержение, давиеа максимальные по дальности пробега и объему цироклист/ческие потоки.

Следущийо 300 лет :;:изни вулкана оэиамоиоваии слабой експлозишюм дентольмость'о, связанной, 'п частности, с ростом асструзиг-.инх куп слои в краткие.

В 1854 году происходит довольно сильное язверяение патовой юфри. Сто деоять лет, отделившие это событие от последнего парокспзмального извергеппл Шявелуча в 1964 году, характеризовались слабой вулканической деятельностью, ростом экотрузявных куполов и очень незначительными экспло-зиями.

Общая длительность шестого периода активизации к настоящему времени насчитывает порядка 1500 лет и, судя по характеру современной эксплозивной активности Шизелуча, доятольность этого периода активизации будет еще продолжаться на протяжении кок минимум 200 лет.

Итак, в голоцене выделяется шесть периодов активизации эруптивной деятельности вулкана Шиве/уч: I - 9500-8300, П - 7700-7600, Ш - 6500-6300, 17 - 5500-3800, 7 - 2950-2000, 71 - 1500 л.и. -до настоящего времени. Длительность периодов активизации колеблется от 100 до 1700 лет, однако, в среднем их продолжительность порядка I000-1500 лет.

Периоды относительного покоя имеют более ила менее одинаковую продолжительность - между 500 и 1000 лет.

Поскольку все (кроме пока после,цнего) периоды активизации сменяются периодами относительного покоя, мочио говорить о циклическом характере эруптивной деятельности вулкана, хотя ранео предполагалось (Мелекесцев и др.,1990), что Шивелуч, в отличие от большинства других действующих вулканов Камчатки, не обнаруживает цикличности Еулкшшчес-ких проявлений и ого деятельность выражается в одпиочпнх крупных изпбргсениях.

5 результате анализа эруптивной деятельности Шквелуча выделено два резких пика усиления активности вулкана -раниеголоцоновыЯ (8650-8300 л.н.) и начала повой эры (I40D— 1250 я.и.) - что согласуется с представлениями о всплесках активности вулканизма в пределах всей Камчатки (Брайиава и др.,12Э4). Выяснилось, что наиболее шгшне экегглозгв.чие изверяепия происходили на Шлвелуче в среднем раз в 1000 лет с минимальным промессу?ком в 200 лат, однако., ь поо.т^ц-нем шестом периоде активизации их. частота резко употич^пег. до одного иззер/геная в 200-500 лот.

СОСТАВЛЕП ПРОГНОЗ ВУЛКАНИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ

ВУЛКАНА ШВБЛУЧ НА БШАЙШВ 50-100 ЛЕТ

В результате изучения авошэщш аруптивной деятельности вулкана Шивелуч в голоцене, анализа современного этана активизации вулкана стало возможным дать на ближайшие 50-100 лег прогноз вулканической опасное** для прилегающих к вулкану территорий.

Следующая катастрофическая вксплозия Шивелуча, которая почет произойти в оередине XXI века, будет скорое всего мощным плинианскнм извержением с выносом большого количества ввенильного материала в виде тефры и пиро пластических потоков о сопровождающими *х пирокластичео-кими волнами. Ориентировочная площадь пирокластйческих потоков может составить 100-200 км2 о преимущественным распространением отложений в пределах очного вектора вулкана на расстоянии до 20 км от кратера. Тем не менее, по всем долинам рек западного, северного и восточного подножий на расстояние 15-20 км такяе могут сойти пирокяао-пиеокие потоки, хотя они и не будут иметь площадного распространения.

Пирокластические волны будут сходить по воем окло-иам вулкана на расстояние до 45-50 км.

Сильные аоплопады будут происходить в радиусе около 200 км от Шивелуча. Внутри изопахиты 100 cu (до 15-20 км от кратора) дополнительная нагрузка на иодотшгающую поверхность будет более I000-1500 кг/м^, крупность частиц тефры mO'íct достигать более 10 см.

Некду иэопахиташ 100 и 50 см (до 25 км от кратера) нагрузка на подстилающую поверхность составит от 500-760 до'1000-1500 кг/м2, а крупность частиц тефры будет 5-10 ои,

Мохду изоп,антами 50 и 15 см (до 50 км от кратора) нагрузка будет в пределах от 150-200 до 500-750 кг/¡Г, а мпксимп.льниЯ раамер тефры - от I до 5 ом.

НиараЕленио движения пенловой туч* и, следовательно, ареал иеплопаца, будут зависеть от .направления ветра, одипко, юго-восточны!! оо-ктор поднр:;ия яютется наиболее опасным в этом плана в связи с преобладанием ветров этого

Пели ¡¿ п ч о зич 1г^о*«эо.?1.*от '-«¡¡и наличии большого г.оля-4fori¡ снеге на cunóna;: io/ik«ho {октябрь-гЩ), то с н о ti

обязателыю будут связаны мощные лахары, способные распространиться на расстояние до 36-45 км от кратера. При этом останутся непогребенными холмы древних обволыго-вэрывяых отлояеиий и морена о относительные высотами более 10-15 м.

Вероятнее всего, что прогнозируемое катастрофическое издерганно на будет сопровождаться сходом обломочной лавшш. Теп не менее, установив тенденции к учащения из-ввркенкЯ с образованием обломочных лавин,.следует огоео-рить принципиально возмокиую опасность такого рода. Обломочная лавина мокет распространиться на расстояние 12-15 км от кратера я южном секторе подножия вулкана. Подобное извер.т.енпо не окажется неокиданным, так как ему будет предшествовать период образования крупных экструзивных куполов, нарушающих профиль устойчивости постройки. Учитывая частоту извержений с образованием обломочных лавин в прошлом, мокно предполагать, что схождение крупной обломочной лавини произойдет на Иивелуче через 400-500 лет.

На подножии вулкана Шиволуч вьделенц области с различным воздействием катастрофического извержения на природную среду.

Первая область - необратимых изменений природной среди имеет радиус около 20 ки и соответствует площади распространения отлопений ггирокластяческкх потоков и обломочных лавин. В ее пределах окакется также наиболее крупная теф-ра (вулканические бомбы, крупные лапилли) и грубая часть материала пирокластических волн.

Горячая пироклаотляа, ггопавяая на ледники и снекники, вызовет их резкое таяние, что приведет к распространения лахаров.

Основным преобразующим фактором этой области окажется механическое воздействие облом очных лави.ч и пироклястлчес-ких потоков, дополненное термическим и хкипчеенш..: воздействиями. Полностью уяичтояенпыв природные сяотег'к будут сменены новыми особыми рулкаиогенными системами.

Вторая область - воздейптвия я» р окпас тк ч«зских воля, дпхарор и сйльпвх ггоплопадоп - территориально будет соответствовать участкам, попадающим под влияние этих факторов вне области необратимых изменений, и Зудят окрптгвзтк подкорке и нижние, части склонов гулкчга v р^дгуг.* 4О-Ri*

Овределявщео влияние в ее пределах будут иметь механические факторы (лахары, тефра), дополненные - у внутренней границы - термическими и химическими (пирокластические волны, тешра). Во второй облаоти возможно спорадическое ведение хозяйства о учетом урочищ, подвергающихся наибольшему вулканическому воздействию.

Третья область - модифицирующего воздействия тефры катастрофических изворяениЯ вулкана Шивелуч - будет определяться мощностью 'догребенных пеплов от 10-15 ом по внутренней границе до I см по внешней, то есть ее радиуо мокет быть порядка 200-300 км. При господствующем химическом воздействии, вблизи внутренней границы области (40-60 км от кратера) будут присутствовать и иоханичеокив факторы.

Опасность от умеренных и слабых извержений, которые будут происходить неоднократно, будет связана о явлениями, сопровождавшими рост экструзивных куполов: локальной сейсмической активностью, что может привести к сходу лавин и обвалов значительного объема, умеренны;.™ и слабыми взрывами, небольшими пирокластическими потоками и яеплопада-■ ми, лихupara, фумарольной активностью.

Значительная опасность от большинства перечисленных явлений будет ощуцаться в южном направлении от кратера на расстоянии до 10 км от него. Паплопады :'огут охватить и другие сектора аулкеиа в радиуса до 50-80 км, что даст нагрузку на подстилающую поверхность от I до 20 кг/г/*. Наиболее существенная опасность, связанная даче со слабыки извер.у.еншши, будет исходить от лахаров, которые могут coilTii со долинам рек на 20 и более км от кратера.

Таким образом, подножие Шивелуча в радиусе 50 км от кратеру не пригодно для капитального строительства и постоянно.! .tMJHH ладея. Исключений составляет лишь северны i cüKvop вулкана, где в радиуса более 15-20 им от кратере возможно строительство постоянных зданий, но с учетом ьсролтиоЯ Аопо'.1иите.ш1оа нагрузки о* -ациададлдей тефры и непри>рочеацоотыэ строения к путли схождения лахаров.

ОСНОИШЕ ВЦВОДЫ РАБОТЫ:

1. В результат?,,диалогического изучения разрезов на склонах и ближнем подножии вулкана вгделены следующие генетические тштн отлокепий: эпструзивнне кугтолп к с>!язвш1ке с ними лсгопне потоки; отлог.епия обломочных лавин; пяроклаетические отлокенпя, в составе которых выделяются тефра, пирокластическпе потоки и тароклпсгичео-кнс волны; отлояепия грязо-каг'тлшых потоков. Такте выделяются два особых комплекса отлокений, связанных с вулканической деятельностью: омояепия мояппрокспзиальпнх ■ изверкепий, связанных с ростом экотрузившгх куполов, и отлокония почвеино-ппроклг.стичеокого чахла(ППЧ).

Определена стратиграфическая последовательность различных тичоп отложений, входящих в одно изверконио вулкана 1!'пвелуч: обломочная лавина - тефра - приземная пиро-кластическг-я волна - ппрокластпческк?. поток - нирокласти-ческся волна пеплового облака.

2. Получено и проанализировано более 400 радиоуглеродных дат для отлояоний вулкана Шпвелуч. Уточнен возраст транзиткой тефры других яулкапов, маркирующих ПТИ Иивелучя, для трех из нпх радиоуглеродный возраст определен впервые. Уточнены радиоуглеродные возрасти, п ароалн распространения четырех, виделонпих предыдущими исследователя?™, маркирующих гг.рпзонтов гефрн вулкана Ипвелуч. Прослежено площадное распространение 18 горизонтов тефрн вулкана Шп-волуч дальнего разноса, которое позволяет проводить ре-гяонатьлуи корреляция и хронометрирование как вулкаиичес-ких, так и невулкаяических толщ и событий.

Проведеипыэ автором методические работы показали, что наилучшим материалом для радиоуглеродного датирования вулканических отлояений является почвенные горизонт« 1-3 см моганостьго (по бэзмояноотл образцы слодует дублировать по простирания) в дробзогтратифицированнвгх разрез« па. расстояния 10-18 км от кратэра.

3. Определение стрлтиграфпчэскоТ послопсттелт.пооти отложений Еулкаяа Л!ивелуч втегз с ж дстя^тлим радиоуглеродным датированием позволило восстановит» история вулкана.и хронология событий, по двтальноо?я яг» порядок ярввалаккдт» все, известные в Угаровой тф1ктн*л. Онррпол?»--ии радяоутлородяне возраста болзз 50 яруттч ирг'-уг-игг-

событий.

Установлено, что на протяжении голоцена эруптивная деятельность вулкана Шивелуч имела циклический характер. Виделено шесть периодов активизации вулкана продолжитель-ностьп о? 100 до 1700 лет и пять периодов относительного покоя продолжительностью от 500 до 1000 лет.

4. На основе картгрогяния и изучения разрезов ГО1Ч ы.'яг.^ено сложное геологическое строение вулкана, обуолов-ленгое наличием как минимум двух эруптивных центров. Выделе ни два крупнга эпизода активизации вулканической деятельности в пределах ослабленной зоны западного оклона постройки Игвелуча.

Состпглена ног.пя ге6лого-геомор<Тюлогкческая карта голоценоЕих отлогенкй вулкана Шивелуч с их разделением по возрасту и генезису,

5. Оценена прошлая вулканическая опасность <>т Шиье-лучп и связанные с ней изменения природной средн. Даетоя прогноз опасности ня блигтйшке 50-100 лет. На основе выделения обляотеП о различном воздействием изворкений Шиве луча на природну-о среду даются рекомендации по рацио-нальиог'7 размещения населения и объектов народного хозяйо

СПИСОК РАРОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ГЕ»'К ДИССЕРТАЦИИ;

1. Певзнер М.М., Мелекесцав И.В., Пономарева И,В., Раковокия 5.М. Оценка воздействия на природную среду эксплозивных извержений вулкана Ыивелуч (Камчатка) // Вулканизм, структуры и рудообразоъание. 'Гезисы докладов УН Всесоюзного вулканологического совещания, Иркутск/июнь 1992.-Петропавловск-Камчатский,-0,2У-аи.

2, Пономарева Ь.Ь., Иевзнер М.М, Вулканичоокын опасность для подножия вулкана Шивелуч И прилегающих территорий, в тоы числе г.Ключи// Отчет по 111111 16 "Безопасное« населения...-Москвауб с.

3. Неьзнер Лалекесцев И.В., Пономарев!! л.В.,

I«конская о.М, шздейетвии катастрофических эксплозивных иаьер:.-:с-ний ни природную среду (ни примере вуккана Шива-луч; //-Известия'лН.ОХР, серия география, 19*4,*:1.-С.75-

4, 1.1 ew.eeнов И,!!., Курбатов «.15., Цеюнер '-'.И.,

Су .11-1 .¡'ИНК)!!1 Л .Л. ".' О п (.• Г и» р И Ч < С1', И V " цунлщ 1* СИ.П.ПНО. зс-ипо-т]).1С(мц".-1 :!;■ пэлуоц г; опе Кикчптсг.ом (К-.мч /м:-.;, по .'Унта

Te$p0xpQH0Ji0rHiecKHx Hoc.nenoBaHitfl // ByjiKQHO^orim h oefl-CMOJioriiH, 1994 ,Jt4-5,

5. Pevsner H.U., An<3r«ev A.A. Peat eoctlon froa TTorth-Haatern Kamchatka aa chronicle of Geological and paleoenviron-mental event n during laat 6000 yearn. // Intornational Radlooarbon Consrena, Glasgow, 1994. Abstract.

6. Ponnmareva V.V., Pev»n»r M.U. tareo debris nralancheo in the eruptive history of Shirelueh volcano, Kamchatka, Ruaaia // International Volcanology Congress IAVCE1 1994» Ankara» Turkey, neptecibor, 12-16. Abstract.