Пространственно-временные закономерности активизации вулканизма Срединного хребта Камчатки в голоцене

Певзнер, Мария Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Пространственно-временные закономерности активизации вулканизма Срединного хребта Камчатки в голоцене
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Пространственно-временные закономерности активизации вулканизма Срединного хребта Камчатки в голоцене"

На правах рукописи

Певзнер Мария Михайловна

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АКТИВИЗАЦИИ ВУЛКАНИЗМА СРЕДИННОГО ХРЕБТА

КАМЧАТКИ В ГОЛОЦЕНЕ (ПО ДАННЫМ РАДИОУГЛЕРОДНОГО ДАТИРОВАНИЯ)

(25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых)

^»045316

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

1 2 МАЙ 2011

Москва, 2011

4845316

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Геологическом институте РАН (ГИН РАН), г. Москва

Официальные оппоненты: Доктор геолого-минералогических наук

Гептнер Альфред Романович (ГИН РАН)

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН

Защита состоится 26 апреля 2011 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 002.215.02 при Геологическом институте РАН по адресу: 119017, Москва, Пыжевский пер., 7; конференц-зал (4 этаж).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологической литературы Секции наук о Земле по адресу: Москва, Сгаромонетный пер., 35 (здание ИГЕМ РАН)

Автореферат разослан Л марта 2011 г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, в 2-х экземплярах направлять по адресу: 119017, Москва, Пыжевский пер. 7, Геологический институт РАН, ученому секретарю диссертационного совета Садчиковой Тамаре Александровне факс (495) 9530760; e-mail: tamara-sadchikova@yandex.ru

Доктор геолого-минералогических наук Костицын Юрий Александрович (ГЕОХИ РАН)

Доктор геолого-минералогических наук Купцов Владимир Матвеевич (ГУЛ МосНПО «Радон»)

Ученый секретарь диссертационного совета,

К.Г.-М.Н.

Введение. Представленная диссертация затрагивает ряд фундаментальных проблем геологии в области изотопной геохимии, современной геодинамики и новейшего вулканизма. Работы проводились в рамках приоритетных направлений фундаментальных исследований ГИН РАН и Президиума РАН: «Изотопная геохимия осадочных пород и хемостратиграфия»; «Неотектоника и современная геодинамика, как основа прогнозирования природных и техногенных катастроф»; «Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы»; «Окружающая среда в условиях изменяющегося климата: экстремальные природные явления и катастрофы», «Новейший вулканизм: закономерности его активности и сопутствующие катастрофические процессы».

Работа представляет собой геохронологическое исследование, базирующееся на результатах радиоуглеродного анализа, что соответствует п. 16 Паспорта специальности 25.00.09 - изотопная геохронология.

Вулканизм - один из важнейших индикаторов геодинамики. В связи с этим пространственно-временные закономерности вулканической активности могут наглядно свидетельствовать об эволюции глубинных процессов, этапах накопления и эпизодах снятия эндогенных напряжений, движении плит и их блоков.

Камчатка, расположенная вблизи тройного сочленения Тихоокеанской, Евразийской и Североамериканской плит, представляет собой уникальный геологический полигон, имеющий длительную и непростую историю развития. Четвертичный вулканизм на Камчатке проявлен в четырех зонах, параллельных глубоководному Курило-Камчатскому желобу. Это Южная Камчатка, Восточный вулканический фронт, Центральная Камчатская депрессия и Срединный хребет. Вулканизм первых трех зон общепризнанно считается непосредственно связанным с современной зоной субдукции Тихоокеанской плиты [Авдейко и др., 2002; Пономарева и др., 2008; Шапиро, Ландер, 2003; Churikova et al., 2001; Volynets A.et al., 2010 и др.]. Причина проявления молодой вулканической активности в зоне Срединного хребта до сих пор остается дискуссионной. В диссертации рассматриваются пронстранственно-временные аспекты и закономерности проявления голоценового вулканизма в пределах миоцен-четвертичной вулканической зоны Срединного хребта Камчатки. Здесь и далее понятие Срединный хребет относится только к указанной вулканической зоне. Условная граница южной и северной частей хребта проводится на траверсе субширотного отрезка р. Камчатки по водоразделу рек Тигиль и Крюки.

Голоцен - текущая эпоха четвертичного периода. Начало голоцена соотносят с окончанием последнего материкового оледенения на севере Европы.. Нижняя возрастная граница голоцена установлена на рубеже 11700 ±99 лет назад относительно 2000 года (- 10000 14С л.н.) [■Стратиграфический кодекс, 2006; The 2009 version of the International Stratigraphie Chart, 2010; Walker et al., 2008].

В пределах Срединного хребта Камчатки на разных высотных отметках деградация ледников происходила по разному, в связи с чем подошвы

полных голоценовых разрезов несколько отличаются по возрасту (9400 -9800 14С л.н.). В диссертации под голоценом понимается последнее послеледниковье, во время которого накапливались и сохранялись рыхлые отложения. Начало накопления таких отложений и, соответственно, нижняя возрастная граница голоцена оценивается в 9800 - 10000 14С л.н., что соответствует 11000 - 12000 л.н. в календарном летоисчислении. Невозможность проведения работ по позднеплейстоценовым отложениям обусловлена тем, что в районе исследования доголоценовые рыхлые отложения уничтожены ледником.

Голоценовый этап по геологическим меркам соответствует сегодняшнему дню, однако, при этом позволяет набрать детальную статистику событий за 10 - 12 тыс. лет. Использование радиоуглеродного метода - как никакого другого - предоставляет уникальную возможность детального хронометрирования и периодизации голоцена. Комплексное использование радиоуглеродного и тефрохронологического методов с одной стороны значительно расширяет возможности исследования, а с другой -используется как взаимоконтроль.

Актуальность работы и постановка проблемы. На сегодняшний день для Камчатки получено более 3000 радиоуглеродных дат и до недавнего времени история голоценового вулканизма была изучена только во фронтальных зонах полуострова. Территория же Срединного хребта, представляющего собой самостоятельную вулканическую зону, до сих пор традиционно считается областью потухшего вулканизма, а к началу работ автора по состоянию изученности оставалась «белым пятном». Составить представление о вулканическом процессе, импульсах эндогенной активности прошлого, закономерностях повторяемости катастрофических процессов возможно только при изучении хронологии вулканической деятельности всего региона в целом. Таким образом, главная проблема, которую пришлось решать автору, заключалась в определении пространственной и временной приуроченности голоценового вулканизма в пределах единой вулканической зоны - Срединного хребта Камчатки. Кроме того, реконструкция эруптивной активности, выполненная на большом статистическом материале, позволяет давать долгосрочный прогноз вулканической опасности.

Состояние предшествующих исследований. Срединно-Камчатская вулканическая дуга заложилась в конце олигоцена - начале миоцена [Авдейко и др., 2002; 2006; Леглер, 1977]. Неоген-четвертичные вулканиты прослеживаются на протяжении более 600 км от Срединно-метаморфического массива на юге до Камчатского перешейка на севере. В самой широкой части зона превышает 100 км в поперечнике. Позднемиоцен-плиоценовые вулканиты представлены породами островодужного типа, аналогичными типичным породам фронта дуги [Чурикова и др., 2009; Уо1упеХ& е/ а!., 2010]. Считается, что в эоцен-миоценовое время вулканическая зона Срединного хребта формировалась над зоной субдукции Тихоокеанской плиты, при этом глубоководный желоб располагался на 200

км западнее по сравнению с его современным положением [Авдейко и др., 2002; 2006; Леглер,1977; Селиверстов, 2009; Lander, Shapiro, 2007].

В настоящее время Срединный хребет Камчатки удален от современного глубоководного желоба приблизительно на 400 км. В южной части хребта, вплоть до вулкана Хангар, сейсмофокальная зона трассируется на глубине около 400 км, далее на север не прослеживается [Davaille eí al., 2001; Gorbatov et al., 1997; 2000; Jiang et al., 2009]. Северная часть хребта протягивается более чем на 200 км к северу от Берингийской зоны трансформных разломов [Davaille et al., 2001]. Берингийская же часть Северо-Американской плиты, расположенная к северу от Алеутского глубоководного жёлоба, рассматривается как тектонически-стабильная, начиная с миоцена [Авдейко и др., 2002; Baranov et al., 1991; Davaille et al., 2001].

Четвертичный вулканизм зоны Срединного хребта по данным [Churíkova et al, 2001; Volynets et al, 2010] характеризуется извержениями пород «гибридного» состава, в котором сочетаются признаки островодужного и внутриплатного происхождения. Причем, породы голоценового и плейстоценового возраста имеют аналогичный состав. Существенных вариаций в геохимическом составе четвертичных вулканитов вдоль простирания хребта не обнаружено: породы имеют сходный состав вне зависимости от их положения к северу или югу от Берингийской зоны трансформных разломов, по которой принято проводить границу Тихоокеанской плиты. Принципиальное сходство вещественного состава пород голоценового и плейстоценового возраста [Volynets et al., 2010] позволяет предполагать, что современная геодинамическая обстановка и выявленные закономерности голоценовой вулканической активности Срединного хребта, в полной мере могут характеризовать четвертичный этап развития исследуемого района

Срединный хребет - один из наименее изученных вулканических районов Камчатки, что обусловлено не столько труднодоступностью, сколько незыблемо сложившимся представлением об отсутствии в его пределах активного вулканизма. Единственная монография, посвященная четвертичному вулканизму Срединного хребта, опубликована в 1972 г [Вулканы ..., 1972]. В четвертичное время по данным [Вулканы ..., 1972; Камчатка ..., 1974] в Срединном хребте образовалось 120 вулканов полигенного типа и около 1000 мелких моногенных вулканических образований (шлаковых конусов и лавовых потоков). Считалось [Вулканы ..., 1972], что более 150 вулканических центров хребта имеют позднеплейстоценовый возраст; значительная часть этих вулканических

сооружений относилась даже к голоцену, а целый ряд одноактных вулканов -по мнению авторов - образовался даже в историческое время. Приведенные данные о возрасте вулканов Срединного хребта базировались на свежем морфологическом облике построек и соотношении вулканических форм с позднеплейстоценовыми моренами; изотопного датирования не проводилось. Тем не менее, масштаб и интенсивность базальтового моногенного вулканизма последних 40-50 тыс. лет здесь значительно больше, чем в других вулканических районах Камчатки. Площадь базальтовых излияний в позднеплейстоцен-голоценовое время — по оценке И.В.Мелекесцева [Новейший..., 2005] - превышает 8500-9000 км2, а объем изверженного материала (включая вулкан Ичинский) оценивается в 2000-2150 км3. По оценке Н.Н.Кожемяки [Камчатка..., 1974], четвертичные эффузивы вулканического района Срединного хребта занимают площадь 18500-19000 км2, а объем изверженного материала достигает 5000-5150 км3. По данным [Вулканы ..., 1972] верхнечетвертичные и голоценовые эффузивы имеют почти исключительно базальтовый состав.

К началу работ автора (1997 г.) единственным действующим вулканом Срединного хребта считался Ичинский, что мотивировалось свежим морфологическим обликом двенадцати лавовых потоков, излившихся по краю соммы, и зафиксированной фумарольной активностью [Действующие ..... 1991]. Также было известно о голоценовом возрасте двух моногенных вулканических центров северной части хребта: по тефрохронологическим данным Озерновский лавовый поток образовался в раннем [ВгаШега е/ а1„ 1995], а Киреунский - в среднем (устное сообщение В.В. Пономаревой) голоцене. Было известно одно извержение вулкана Хангар с возрастом около 6900-7000 ,4С лет [Брайцева и др., 1994]. При этом во фронтальной зоне Камчатки к 1997 году было известно 29 действующих и потенциально активных вулканов полигенного типа и несколько десятков моногенных вулканических центров, проявлявших активность в голоцене [Действующие ...., 1991; Мелекесцев и др., 2001].

Цели и задачи. Цель работы заключалась в выявлении пространственно-временных закономерностей активизации голоценового вулканизма в пределах миоцен-четвертичной вулканической зоны Срединного хребта Камчатки.

Основные задачи:

1. Выявить и исследовать вулканические центры голоценового возраста, провести изучение связанных с ними отложений; реконструировать эруптивную историю отдельных центров.

2. Идентифицировать маркирующие прослои пеплов для последующего использования в качестве геохронологических реперов, что подразумевает изучение почвенно-пирокластических чехлов, в которых запечатлена летопись голоценовой вулканической активности.

3. Провести радиоуглеродное датирование вулканических центров и извержений.

Методы и районы исследования. В процессе работ автором использовались радиоуглеродный и тефрохронологический методы, а также геолого-геоморфологическое картирование. Изучение вещественного состава изверженных продуктов проводилось с помощью минералогического и химического методов (в соавторстве), в том числе использовались данные РФА, 1СР, электронного микрозонда и «мокрой химии». В процессе работ автором проводились исследования как по 500-км профилю Срединного хребта, так и на сопредельных территориях. Работа в удаленных от хребта районах обусловлена особенностями методики тефрохронологических исследований, а также практически полным отсутствием углеродсодержащих отложений в разрезах высокогорных районов хребта. Новым методическим подходом в изучении эруптивной истории камчатских вулканов можно считать впервые примененный автором пространственно-временной анализ вулканической активности Срединного хребта.

Фактический материал. Работа базируется на личных полевых материалах автора, полученных в 1997-2010 гг., которые включают около 700 радиоуглеродных дат, полученных автором в лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН, а также около 300 радиоуглеродных дат из литературных источников. Кроме того автором проведено дешифрирование аэрофото- и космоснимков на всю территорию Срединного хребта, по материалам дешифрирования для большинства изученных центров сделана серия крупномасштабных геолого-геоморфологических карт. Данные картирования, вкупе с полевыми наблюдениями о мощностях и типах отложений, легли в основу определения параметров извержений (объем и вес изверженных пород).

Данные по истории эруптивной активности вулкана Хангар получены в результате совместных работ с Л.И. Базановой и приводятся согласно [Базанова, Певзнер, 2001]; хронология извержений Седанкинского Дола полностью приводится по Щирксен, 2009].

Научная новизна и личный вклад автора. Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые на территории Срединного хребта и сопредельных районов проведены геохронологические исследования регионального характера, направленные на изучение голоценового вулканизма. Полученные данные не только заполняют «белое пятно», каким до недавнего времени представлялся Срединный хребет, но позволяют наконец-то практически в полном объеме составить представление о пространственно-временной приуроченности голоценового вулканизма Камчатки. Впервые геологическими методами доказан факт наличия молодого вулканизма островодужного типа в районах Камчатки с отсутствием глубокофокусной сейсмичности и не фиксирующейся субдукцией. При том что Срединный хребет в голоцене существенно уступает по продуктивности другим вулканическим зонам Камчатки, извержения, зафиксированные в его пределах, по-видимому, отвечают региональным эпизодам разгрузки эндогенных напряжений наибольшей мощности. В отличие от фронтальных вулканических зон полуострова, где

весьма велик «шум» от многочисленных маломощных извержений, именно малочисленные извержения Срединного хребта и особенности их пространственно-временной активизации позволили - впервые для голоцена Камчатки - выявить парные периодические импульсы активизации вулканизма и сейсмики. Впервые геологическими методами установлен эффект направленной миграции вулканизма для обстановок, отличных от «горячих точек».

Практическое значение. Результаты исследования могут быть использованы для интерпретации геодинамической обстановки проявления молодого вулканизма внесубдукционной зоны Камчатки и других аналогичных обстановок. Полученные результаты также могут бьгть использованы при районировании территории России и прилегающих к ней стран в отношении вулканической опасности и оценки последствий катастрофических извержений.

Основные защищаемые положения.

1. Впервые геологическими и изотопно-геохронологическими методами доказано наличие многочисленных проявлений голоценового вулканизма в зоне Срединного хребта Камчатки; определен возраст всех крупнейших извержений. Выявлено два действующих и потенциально активных полигенных вулкана и около 30 вулканических центров моногенного типа, образовавшихся в голоцене. Голоценовый вулканизм проявляется в девяти разобщенных вулканических массивах, которые образуют линейно вытянутые ареалы северо-восточного и северо-северо-восточного простирания.

2. Установлено, что крупнейшие извержения подчиняются строгим пространственно-временным закономерностям проявления. Это выражается в группировании событий, которое характеризуется направленной миграцией вулканизма.

В пределах одного вулканического массива несколько извержений могут происходить субодновременно или с небольшим временным интервалом (до 100 лет). При этом вулканические центры расположены цепочкой и активизируются последовательно в северном направлении. Такие короткоживущие цепочки выделяются в качестве групп. Их протяженность не превышает 30 км. Кремнекислотность пород внутри единичной группы также последовательно увеличивается к северу. Группы могут быть ориентированы как в северо-восточном, так и в северо-западном направлении.

Вулканические извержения и сейсмогенные обвалы, зафиксированные в нескольких разрозненных вулканических массивах, могут образовывать и долгоживущие (до 1000 лет) цепочки протяженностью до 250 км. Они выделены в супергруппы. Для них также характерна последовательная активизация центров в северном направлении. Супергруппы имеют простирание как северо-восточное, так и северо-западное; закономерные изменения состава пород не обнаружены.

Для голоцена Срединного хребта выявлен эффект направленной миграции вулканической активности: извержения вулканических центров, формирующих группы и супергруппы, во всех случаях происходят последовательно с юга на север.

3. Начало образования групп и супергрупп, в том числе выделяемых по сейсмогенным обвалам, маркируют десять импульсов эндогенной активности. Хронологически импульсы образуют пять пар, проявляющихся с периодичностью в 2.5 тысячи лет. При этом временной интервал, разделяющий импульсы одной пары, составляет около 300 лет. Первый импульс единичной пары всегда проявляется в более северных, а второй - в более южных районах хребта; таким образом, для всех пяти пар импульсов фиксируется направленная миграция активности, ориентированная к югу.

4. Установлена хронологическая зависимость между проявлением парных импульсов эндогенной активности зоны Срединного хребта и этапами усиления эксплозивной активности вулканов Северной Пацифики, а также пространственно-временная корреляция импульсов с крупнейшими извержениями вулканов фронтальной зоны Камчатки. Обнаруженные связи позволяют рассматривать выявленные для голоцена Срединного хребта закономерности вулканической активизации (группирование и направленную миграцию) как неотъемлемые - и ранее неизвестные - характеристики вулканического процесса. При этом импульсы эндогенной активности -впервые выделенные для Камчатки - характеризуют особенности геодинамических напряжений регионального уровня. Полученные данные могут быть использованы для долгосрочного прогноза повторяемости катастрофических извержений, как для тыловой, так и для фронтальной зоны Камчатского региона.

Структура работы. Работа состоит из 5 глав, введения и заключения, таблица радиоуглеродных дат вынесена в приложение. Общий объем работы составляет 322 листа. В том числе содержит 143 листа текста, 18 таблиц на 54 листах, 109 иллюстраций. Список литературы из 192 наименований. Во введении приводится общая характеристика голоценового вулканизма Камчатки, обсуждается актуальность и новизна диссертационной работы. В 1 главе приводятся данные о состоянии предшествующих исследований и истории геологического развития района Срединного хребта. Глава 2 посвящена описанию основных методов и подходов, использованных при выполнении работы. Глава 3 посвящена описанию вулканических центров, связанных с ними отложений и определению параметров продуктивности голоценовых извержений зоны Срединного хребта. В 4 главе обосновывается возраст вулканических извержений. В 5 главе суммируются полученные результаты; рассматриваются пространственно-временные закономерности вулканической активизации зоны Срединного хребта в голоцене; проводится сравнение хронологии вулканической активности Срединного хребта с другими вулканическими зонами Камчатки и Северной Пацифики; проводится сравнительный анализ пространственно-временных

закономерностей вулканической и сейсмической активизации. Заключение содержит итоговые выводы и результаты работы.

Апробация работы. Результаты исследования представлялись на Российских и международных конференциях. По теме диссертации опубликовано 18 статей в рецензируемых журналах, 3 статьи в сборниках научных работ, 3 главы в монографиях и 40 публикаций в материалах и тезисах совещаний.

Работа выполнялась в рамках:

1. Тем: «Радиоуглеродные исследования эндогенных, экзогенных и биосферных событий позднего плейстоцена-голоцена», «Радиоуглеродная хронология и синхронизация эндогенных и экзогенных событий позднего плейстоцена-голоцена», «Периодизация голоцена и позднего плейстоцена, корреляция и вьивление синхронности эндогенных и экзогенных событий северной Евразии по данным радиоуглеродного датирования», включенных в приоритетные направления исследований ГИН РАН.

2. Проектов Программ 4, 13 и 16 фундаментальных исследований Президиума РАН: «Геохронология и динамика голоценового вулканизма Камчатки», «Новейший вулканизм Камчатки», «Катастрофические вулканические извержения Камчатки и их воздействие на природную среду».

3. Проектов РФФИ № 96-05-65311, 99-05-64954, 01-05-64998, 02-0564991,03-05-65007, 05-05-64776,07-05-00536, 08-05-00092.

4. А также при финансовой поддержке Национального географического общества США.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность Л.Д. Сулержицкому - учителю, другу и единомышленнику, который приобщил меня к непростому, но исключительно увлекательному миру радиоуглеродной хронологии. Автор сердечно благодарит всех сотрудников лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН - как ныне здравствующих, так и уже покинувших нас - за всестороннюю помощь и моральную поддержку: М.И. Буякайте, В.И. Виноградова, Л.А. Волкову, Д.О. Герцева, Д.И. Головина, Т.А. Драгавцеву, Н.Е. Зарецкую, В.Н. Кулешова, Ю.В. Кущеву, Н.И. Макарову, Б.Г. Покровского, B.C. Родина, A.JI. Рябинина, Л.Д. Сулержицкого. Особую признательность автор выражает своим учителям, коллегам и самым строгим, но доброжелательным оппонентам из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, которые открыли для меня камчатские вулканы и широчайшие возможности тефрохронологического метода: В.В. Пономареву, O.A. Брайцеву и И.В. Мелекесцева. Моя работа никогда не могла бы состояться без активной помощи и поддержки людей, деливших со мной радости и уменьшавших тяготы полевых работ: А.Д. Бабанского, Л.И. Базановой, И.А. Балашова, М.А. Викулиной, А.О. Волынец, Д.О. Герцева, О.В. Дирксена, A.C. Кириленко, С. Коняева, Г.Н. Новикова, Л.И. Пешкова, B.C. Родина, Н.П. Смелова, М.Л. Толстых, Т.Г. Чуриковой, а также авиакомпании «Ксудач». Автор весьма обязан химической лаборатории ИГЕМ РАН, а также М.В. Портнягину (ГЕОМАР, Германия) и Ф. Кайлу (Институт горного дела штата

Нью-Мексико, США) за большое количество химических анализов лав и пирокластики, выполненных на высоком уровне. Автор выражает свою глубокую признательность А.Д. Бабанскому, O.A. Брайцевой, А.О. Волынец, И.В. Мелекесцеву, Б.Г. Покровскому, В.В. Пономаревой, Л.Д. Сулержицкому и многим другим, принимавшим активное участие в обсуждении материалов и подготовке работы.

Защищаемое положение 1. Впервые геологическими и изотопно-геохронологическими методами доказано наличие многочисленных проявлений голоценового вулканизма в зоне Срединного хребта Камчатки; определен возраст всех крупнейших извержений. Выявлено два действующих и потенциально активных полигенных вулкана и около 30 вулканических центров моногенного типа, образовавшихся в голоцене. Голоценовый вулканизм проявляется в девяти разобщенных вулканических массивах, которые образуют линейно вытянутые ареалы северо-восточного и северосеверо-восточного простирания.

Выявление вулканических центров, проявлявших активность в голоцене, начиналось с дешифрирования аэрофото- и космоснимков и крупномасштабного геолого-геоморфологического картирования. По ряду морфологических признаков (хорошая сохранность первичных форм вулканического рельефа, например, продольных и поперечных валов лавовых потоков или ярко выраженного кратера на вершине шлакового конуса), а также по соотношению вулканитов с ледниковыми формами рельефа был выявлен ряд объектов предположительно голоценового возраста. Во время полевых исследований проводилась заверка выделенных контуров с изучением типов отложений и поиском пирокластики, ассоциированной с конкретным извержением, в виде погребенного прослоя в рыхлых отложениях голоценового возраста.

Хорошо зарекомендовавшая себя методика датирования голоценовых извержений камчатских вулканов [Брайцева и др., 1978] подразумевает комплексное использование тефрохронологического и радиоуглеродного методов. При этом основным объектом исследования является почвенно-пирокластический чехол (ППЧ), представляющий собой переслаивание горизонтов пирокластики (преимущественно тефры) с почвами и супесями. Накапливаясь из года в год, ППЧ представляет собой детальную летопись природных событий голоцена и, в первую очередь, вулканических извержений, запечатленных в виде прослоев погребенных пеплов. Идентифицированные прослои пеплов (хорошо датированные и скоррелированные с определенным извержением того или иного вулкана) представляются прекрасными геохронологическими реперами, позволяющими проводить тефростратиграфическое расчленение голоценовых разрезов и датирование разнообразных форм рельефа и отложений. Пеплы высокоэксплозивных извержений, распространяясь на значительные расстояния (до нескольких сотен км), захораниваются в различных органогенных осадках, что позволяет датировать извержения по

подстилающим и (или) перекрывающим их углеродсодержащим отложениям разного типа и на разном удалении от источника извержения.

К началу работ автора (1997 г.) о строении ППЧ района Срединного хребта Камчатки практически ничего не было известно, что не позволяло использовать ранее датированные пеплы крупнейших извержений в качестве геохронологических реперов. В связи с этим приходилось одновременно проводить исследования как вблизи голоценовых вулканических центров хребта с целью обнаружения «местных» извержений, так и прокладывать протяженные профили от ранее изученных районов, чтобы с помощью метода непрерывного прослеживания «протягивать» геохронологические реперы в новые районы. Маршрутными исследованиями был охвачен не только Срединный хребет и его предгорья, но и районы Центральной Камчатской депрессии и северо-восточной Камчатки. Идентификация пепловых просяоев проводилась - прежде всего - методом непрерывного прослеживания при широкомасштабном радиоуглеродном датировании, с использованием минералогического и химического анализа тефр.

Принадлежность «новых» (ранее не известных) тефр к определенным вулканам-источникам Срединного хребта доказывалась увеличением мощности прослоев и укрупнением гранулометрического состава пепла по мере приближения к эруптивному центру. Кроме того, проводилось сравнение химического и минералогического состава тефр с массивными отложениями вулканов (лавами и пирокластическими потоками). В результате проведенных работ «новые» тефры были привязаны к определенным вулканическим центрам, для каждого из которых была реконструирована история его эруптивной активности, изучены типы отложений, особенности вулканической деятельности, определен возраст отдельных извержений (Рис. 1а,б).

При радиоуглеродном датировании использовались торфа, почвы, гумусированные супеси, угли и древесина. Мощность почвенных образцов — по возможности - не превышала 1-2 см, а датирование проводилось по холодной и горячей щелочным вытяжкам. Получение двух дат (близких, но крайне редко идентичных по значениям) из одного образца позволяло определить временную «растяжку», которая характеризует время накопления органики в отобранном горизонте. Это, в свою очередь, ведет к повышению детальности датирования интересующего события. Обычно наиболее молодое значение даты из подстилающей органики отвечает наиболее древнему значению даты из органики, перекрывающей один и тот же

Хякгар Нчжискик

Кядгкгахсккк

СлеиалкИтч

Рис. 1а. Сводные схематические разрезы почвенно-пирокластических чехлов в районах проявления голоценовой вулканической активности в южной части Срединного хребта Камчатки.

гл иг: и г Алтей

Озер и>* ск нн лоток

Рис. 16. Сводные схематические разрезы почвенио-пкрокластическнх чехлов в районах проявления голоценовой вулканической активности в северной части Срединного хребта Камчатки.

7 8

Нилмниелкин Сложенных

Рис. 1. Сводные схематические разрезы почвенно-пирокластических чехлов в районах проявления голоценовой вулканической активности: а - в южной части, б - в северной части Срединного хребта Камчатки. Наиболее крупные извержения стратовулканов маркированы индексами: ХГ, ИЧ, Ич, СП. Для прочих - только округленный возраст извержения. В сводном разрезе 5 (массив Алией) показаны только наиболее значимые д ля стратиграфии этого района маркирующие пеплы.

Условные обозначения: 1-3 отложения вулканических центров Срединного хребта: 1 - тефра; 2 - гшрокластические потоки; 3 - лавовые потоки; 4 - округленный 14С возраст извержений; 5 - маркирующие прослои пеплов удаленных источников; 6 - индексы маркирующих прослоев и их округленный 14С возраст по [Braitseva et а!., 1997, Ponomareva et al, 2007]: AB - Авачинский 1926 г.; ОП - кратер Бараний Амфитеатр на вулкане Опала 1500; КСЬ КС2 - Ксудач 1800, 6000; 1Ав7 - Авачинский 5700; КО -кальдера Курильского озера 7600; Шь ЫЬ, Ш3, Ш3, Ш500, Ш1750, Ш3500, Ш3600, Ш3700, Ш4700, Ш5600, Ш7550, Ш8300 - Шивелуч 300, 900, 1400, 2550, 500, 1750, 3500, 3600, 3700, 4700, 5600, 7550, 8300; БЗ - Безымянный 2200-2300; ПЛ - Сопка Плоская 8600; 7 - свидетельства палеосейсмической активности (обвалы, террасы); 8 -схематическая граница начала голоценового осадконакопления; 9 - местоположение Седанкинского Дола (на врезке), сводный разрез не приводится. Для пирокластики кратера Кекук приведена радиоуглеродная дата ГИН-12490, ранее не публиковавшаяся.

Сокращения. Извержения вулканических центров: ХГ - вулкан Хангар 6900 14С л.н.; ЮЧ - Южный Черпук; СЧ - Северный Черпук; ИЧ, Ич - вулкан Ичинский 6500 и 460 14С л.н.; СК - Светлый Ключ; КК - кратер Кекук; ЛБ - поток р. Левой Белой; Кир -Киреунский поток; АЛ - кратер на вулкане Алией; ТП - Терпук; В - Ворота; ТТ - Титила; Сед - Седанкинский поток; СД - Седанкинский Дол; ОЗ - Озерновский поток; Ныль -Ныльгимелкин; СП - вулкан Спокойный 4600-4650 14С л.н.; Икс - конус Икс; Тоб -Тобельцен.

пепловый горизонт. При множественном детальном датировании одного и того же вулканического события образуется определенный массив дат, в результате анализа которого - и по соотношению с ранее известными геохронологическими реперами - производится выбраковка невалидных значений. Принятые в обсчет первичные датировки обрабатывались специальной программой, позволяющей определить комбинированный радиоуглеродный и калиброванный (календарный) возраст события. Отличие радиоуглеродного возраста от календарного связано с тем, что изотоп 14С имеет космогенное происхождение и образуется в атмосфере, а уже из атмосферы в процессе фотосинтеза накапливается растительными организмами. После гибели организма 14С начинает распадаться. В процессе радиоуглеродного датирования мы определяем остаточное количество 14С в образце. Однако количество 14С в атмосфере прошлых времен не было постоянным, соответственно, и датируемые нами органические остатки могли при жизни «запастись» разным количеством изотопа. Чтобы привести данные радиоуглеродного датирования к абсолютному (календарному) летоисчислению используется калибровочная кривая, полученная при датировании колец долгоживущих деревьев. Данные, представленные в диссертации, обработаны и откалиброваны по калибровочной программе Оксфордского университета Calib 3.10 [Bronk Ramsey, 2005].

На примере извержения конуса Южный Черпук видно (Рис. 2а), что первичные даты, расположенные справа от диаграммы, позволяют принять

комбинированный радиоуглеродный возраст извержения 6530±20 BP (Before Present - годы до 1950 г.; в данном случае «ВР» англоязычный аналог принятого у нас «14С лет»). Слева - шкала радиоуглеродного времени, на ней красной линией показано графическое изображение радиоуглеродной даты. По диагонали рисунка двойной синей линией показана калибровочная кривая. Внизу - шкала абсолютного возраста; проекция на нее пересечения красной и синей линий дает значения калиброванного возраста (показано в виде черной гистограммы с пиками). Процентная вероятность тех или иных пиков указана в правом верхнем углу графика, она же - но в графическом виде - представлена под гистограммой в виде горизонтальных скобок. Высота и контрастность отдельных пиков позволяют предположить наиболее вероятные годы (калиброванные), когда могло произойти датируемое событие. В данном случае (Рис. 2а) мы имеем один очень ярко выраженный пик, что позволяет предполагать соответствие его значения с калиброванным возрастом извержения. Это значение 5480 ВС (крупные цифры красного цвета) получено в результате проекции вершины пика на шкапу калиброванного возраста (пересечение красной жирной линии).

Сложнее обстоит дело с извержениями, для которых либо не удалось собрать представительный массив дат, либо датирование - при полном отсутствии органики - проводится только по тефростратиграфическим данным. Последний случай представлен на рис. 26 для извержения маара Светлый Ключ в Козыревском хребте. Тефра маара в ППЧ занимает стратиграфическое положение между маркирующими прослоями КС2 (извержение вулкана Ксудач ~6000 14С л.н.) и ХГ (извержение вулкана Хангар ~6900 14С л.н.). Исходя из этой хронологической «вилки» (6900-6000 14С лет) и с учетом реального положения датируемой тефры в первичных разрезах, возраст извержения маара приходится принять 6300±100 14С л.н. Большой доверительный интервал (100 лет) сам по себе существенно снижает точность как радиоуглеродного, так и калиброванного возраста. В приведенном же примере дополнительным осложняющим фактором является то, что интересующий нас отрезок калибровочной кривой крайне неровен и разнообразен по конфигурации. В итоге полученная гистограмма калиброванного возраста не только охватывает значительный временной интервал (около 600 лет), но также изобилует разнообразными пиками, в том числе плосковершинными. Показанные на гистограмме красные линии - по мнению автора - могут в равной мере отвечать значениям калиброванного возраста извержения. Даже при наличии относительно хорошо выраженного центрального широкого пика возраст извержения приходится принимать ориентировочно 5000-5500 calBC.

Подобная работа с полученными датами была выполнена автором для всех установленных извержений голоценовых вулканических центров Срединного хребта. Всего на изученной территории обнаружено три полигенных вулкана, проявлявших активность в голоцене, в том числе -

6ЯООВР

¡¡ 6700RP 'i

2 ÍÍ600BP ■с

J 6500BP 2 Й400ВР

"С

K 6300ВР

- V^RXonibinc SCHERPUK : 653()±20ВГ

68.2% probability 5515ВГ(68.2%)5475ВС

95.4% probability 5530ВГ (95.4%) 5470ВС

X2-Test: df 5 T *8.3<S% II .1)

: 5480 ВС Á рч

... i.... i.... i ... 1 t ... ,

5700CalBC 5600С'а1ВС 5500Са1ВС 5400С'а1ВС 5300Са1ВС Calibrated date

RCombine "SCHERPUK" RDate" 1" 6490±50; RDate "2" 6600±40; R Date "3" 6340±140; R Date "4" 6550±40; R Date "5" 6390±100; R Date "6" 6500±40

5500CalBC SOOOCalBC

Calibrated date

45«OCalBC

Рис. 2. a - Комбинированная радиоуглеродная дата (6530±20 BP) и ее калиброванное (календарное) значение (5480 calBC) для извержения Южный Черпук. б -радиоуглеродная дата (6300±100) и ее возможные калиброванные значения (5080, 5220, 5300, 5460 calBC) для извержения Светлый Ключ. По программе Calib 3.10. [Bronk Ramsey, 2005]. Пояснения см. в тексте.

согласно [Мелекесцев и др., 2001] - два действующих и один потухший (Табл. 1). Кроме того, выявлено около 30 разнообразных вулканических центров моногенного типа (Табл. 2). Голоценовая активность стратовулканов характеризовалась преимущественно эксплозиями тефры, в меньшей степени — образованием пирокластических потоков и их аналогов (Хангар, Ичинский), и в подчиненном количестве - излиянием лав (Ичинский). Извержения моногенного типа в подавляющем большинстве случаев представляют собой шлаковые (или шлако-лавовые) конусы и лавовые потоки. Обнаружен один маар (Светлый Ключ) и, возможно - туфовое кольцо, возможно - маар взрывного кратера Кекук.

Расположение вулканических центров Срединного хребта, проявлявших активность в голоцене, показано на рис. 3. В пределах Срединного хребта молодой вулканизм приурочен к склонам и подножиям плейстоценовых вулканических массивов, которые представляют собой крупные стратовулканы, окруженные полями вулканических центров моногенного типа. Голоценовые центры зафиксированы в девяти разрозненных массивах (Табл. 2). Пространственное положение вулканических массивов, в пределах которых проявлялась голоценовая активность, позволяет выделить два региональных ареала распространения голоценового вулканизма в пределах Срединного хребта Камчатки (Рис. 3). Первый («восточный») - наиболее протяженный - приурочен к фронтальной части хребта, имеет северо-восточное простирание и охватывает районы от маара Светлый Ключ на юге до конуса Тобельцен на севере. Второй («западный»), включающий в себя вулканы Хангар, Ичинский и кратер Кекук, имеет северо-северо-восточное простирание и приурочен к западным отрогам южной части хребта. По-видимому, пространственное распределение голоценовых вулканических центров наследует какие-то существенно более древние глубинные структуры.

Сравнение ареалов голоценового и позднеплейстоценового этапов вулканизма Срединного хребта (Рис. 4) показывает, что во всех случаях голоценовые центры образуются внутри полей позднеплейстоценового вулканизма. При этом масштабы голоценового вулканизма существенно меньше и далеко не каждый район позднеплейстоценового вулканизма имеет свидетельства голоценовой активности. Обращает на себя внимание отсутствие голоценового вулканизма в районе кальдеры Уксичан, а также на участках позднеплейстоценовой активности, продолжающих северные части обоих ареалов («восточного» и «западного») голоценового вулканизма. Аналогичные закономерности прослеживается и при сравнении ареалов вулканизма позднеплейстоценового и плиоценового возраста.

Таблица 1

Хронология голоценовой активности стратовулканов Срединного хребта

Координаты Тип постройки, статус Возраст, лет

Вулкан |4С

вершины, высота календарный

54° 45' с.ш. Позднеплейстоцен- 400 1450 AD

157° 23' в.д. голоценовый 1000 1010 AD

2000 м стратовулкан, 2500 600 AD

о. действующий; 4100 2700 ВС

2 6600 5550 ВС

ЕС са X 6900 5740 ВС

7500 8600 9000 10000 6400 ВС 7600 ВС 8250 ВС 9500 ВС

55° 41'с.ш. Позднеплейстоцен- 460 1440 AD

157° 44' в.д. голоценовый 700 1280 AD

3607 м стратовулкан, 1500 550 AD

действующий; 2300 400 ВС

>я 2500 600 ВС

5 X 3000 1230 ВС

и я 3600 1950 ВС

-S т 4200 2810 ВС

5 6500 6700 7000 7300 8000 5480 ВС 5630 ВС 5900 ВС 6180 ВС 6930 ВС

« я >я 58" 08'с.ш. Позднеплейстоцен- 4600-4650 3100-3480 ВС

160° 49' в.д. голоценовый 4900-5300 3700-4100 ВС

2170.6 м стратовулкан, потухший; 5700-5900 4530-4770 ВС

itf о 6300 5300 ВС

С О 7200-7300 7800 6070-6180 ВС 6650 ВС

Примечания. Возраст 14С округленный; календарный - по наиболее выраженным пикам калиброванных значений по Oxcal 3.10 [Bronk Ramsey, 2005]. AD (Anno Domini) - годы новой эры, ВС (Befor Crist) - годы до новой эры.

Таблица 2

Параметры крупнейших извержений стратовулканов и вулканических центров моногенного типа

Объект (извержение) Координаты главной вершины (истока) Типы установленных отложений Всего твердых продуктов Округленный возраст, лет

Объем, км3 Вес, X Ю'т 14С Календарных

Массив вулкана Хангар

Хангар (ХГ) 54° 45' с.ш. 157° 23' в.д. 2000 м Пирокластические потоки, тефра, волны пирокластического облака 14-15 15-16 6900 5740 ВС

Ичинский вулканический массив

Ичинский (Ич) 55° 39'с.ш. 157° 42'в.д. 2342 м Лава 2.16 4.97 460 1440 AD

Ичинский (ИЧ) 55" 41' с.ш. 157° 44'в. д. 3607 м Block-and-ash flow, волны пирокластического облака, тефра, лава 3,5 «л О© 1 CJ оо 5,455,95 1Л Oj, '/Г VI v\ 6500 5480 ВС

Южный Черпук (ЮЧ) 55° 33' с.ш. 157° 28' в.д., 1868 м Лава, тефра, шлаковый конус 2,52,65 5,25,4 6500 5480 ВС

Севеврный Черпук (СЧ) 55° 36' с.ш. 157° 38'в.д., 1679 м Лава, тефра, шлаковый конус 22 4,54,6 6500 5480 ВС

Козыревский хребет

маар Светлый Ключ (СК) 55°37' с.ш. 159°07' в.д., 262 м Тефра, насыщенная резургентным материалом 0,04-0,05 0,0480,065 62006400 5190, 5430, 5600 ВС

Массив вулкана Кекукнайского

Кратер Кекук (КК) 56° 34' с.ш. 158° 02' в.д., 728 м Тефра, экструзия 0,08-0,1 0,16-0,21 -7000 5850, 5895, 5970 ВС

Таблица 2 (Окончание)

Вулканический массив Алней-Чашаконджа

Извержениена Алнее (АЛ) 56°41' с.ш. 159° 38' в.д. 2598 м (г. Алней) Тефра, насыщенная резургентным материалом 40004200 2570, 2740, 2830 ВС

Поток реки Л. Белой (ЛБ) 56° 38' с.ш. 159°43'в.д., 1400 м Лава, тефра, шлаковый конус 0,2-0,25 0,430,56 2600 800 ВС

Киреунский поток (Кир) 56° 41' с.ш. 159°44' в .д., 1400 м Лава, тефра, шлаковый конус -0,2 -0,45 2600 800 ВС

Вулканический массив Седанкинского Дола

Терпук * (ТП) 57° 12' с.ш. 159° 50'в. д. Лава, тефра, шлаковый конус -1.0* -2,4 2800 940,965 ВС

Ворота * (В) - Лава, тефра, шлаковый конус 2750 860,900 ВС

Титила * (ТТ) 57° 24' с.ш. 160° 07' в.д. Лава, тефра, шлаковый конус 2700 840,895 ВС

Седанкинский поток * (Сед) 57° 19' с.ш. 160° 12' в.д„ 1600 м Лава, шлако-лавовый конус -1.9* -4.6 -8000 68807050 ВС

Седанкинский дол * (СД) Лава, тефра, шлаковые конусы (14 центров) 87009300 76008600 ВС 8250 ВС?

Озерновский поток

Озерновский поток (03) 57° 35' с.ш. 160° 38' в.д„ 964.5 м Лава, тефра, шлаковый конус 3-4 6,326,44 93008800 78008650 ВС 8280 ВС?

Вулканический массив Хувхойтун

Ныльгимелкин (Ныль) 57" 58' с.ш. 160° 39' в.д„ 1621 м Лава, тефра, шлаковые конусы 2.5-3.5 5,285,58 -4500 3100, 3200, 3270 ВС

Вулканический массив Спокойный

Спокойный (СП) 58° 08' с.ш. 160° 49' в.д. 2170.6 м тефра <0,01 <0,013 -4600 3360, 3490 ВС

конус Икс (Икс) 58" 10' с.ш. 160° 48' в.д„ 2127.5 м Лава, тефра, шлаковый конус 0,200,25 0,440,46 -3900 2350, 2470 ВС

Тобельцен (Тоб) 58" 15' с.ш. 160° 44'в.д., 831.8 м Лава, тефра, шлаковый конус 0,200,25 0,440,46 -3800 2150, 2200, 2270 ВС

Примечания. Вес пород рассчитан согласно [Поляк, Мелекесцев, 1981], считая объемный вес (г/см3) пирокластических потоков 1,0; тефры 1,2-1,3; шлаковых конусов 1,6-1,7; лавы андезидацитовой 2,3; лавы базальтовой 2,4 г/см3. (*) - данные по Щирксен, 2009], объем в пересчете на плотную породу. Возраст - см. примечания к табл. 1.

? Карта (iнепространения вулканических центров Срединного хребта Камчатки. |ф1ИШ]нг;11И1\активность г; голо пене

I Табельцвн^/^ i. К0Н)С IlKC-Sbr

Щмпгвмвиатщ-..

QOiepiMsvKiiu

V" Tu'mtßu BimOmiiA

■кннЫиа ДЪ. i i l 4}

Терну*

Хеданкиисний поток

А л н с il

.скхкшискнн

[•11ШСК11

Ю Чернук

ЩШ h

Тихоокеанская плита

Рис. 3. Карта распространения вулканических центров Срединного хребта Камчатки, проявлявших активность в голоцене. На врезках: А - районы проявления четвертичного вулканизма Камчатки, глубина сейсмо-фокального слоя по [Corbatov et al., 1997], район работ выделен прямоугольником. Б - состояние изученности голоценового вулканизма Камчатки на 1997 г.

Условные обозначения: 1-2 - стратовулканы, проявлявшие активность голоцене: 1 -действующие и потенциально активные, 2 - потухший; 3 - плейстоценовые вулканические массивы; 4 - моногенные вулканические центры, образовавшиеся в голоцене: а - единичные, 6-14 раннеголоценовых центров Седанкинского Дола; 5 -условная граница южной и северной частей Срединного хребта; 6 - вулканические массивы (локальные ареалы распространения голоценового вулканизма); 7 - северовосточный и северо-северо-восточный ареалы распространения голоценового вулканизма; 8-9 - группы субсинхронных последовательных извержений: 8 - в пределах одного вулканического массива (группы), 9 - охватывающие несколько вулканических массивов (супергруппы): а - включают вулканические и сейсмические события, б - только сейсмические события; 10 - сейсмогенные обвалы, вблизи вулкана Хангар сейсмогенная терраса.

Анализ различных тектонических карт показывает, что «восточный» ареал весьма уверенно совпадает с главной разломной зоной, выделяемой в пределах хребта подавляющим большинством исследователей [Авдейко и др., 2002, 2006; Селиверстов, 2009; Шанцер, Краевая, 1980; Эрлих, 1960 и др.]. Эта зона отвечает положению миоценового вулканического пояса Срединного хребта, существовавшего над зоной субдукции, которая располагалась в 150-200 км западнее современной [Леглер, 1977; Шапиро, Ландер, 2003; Шапиро, Соловьев, 2009]. Связь же «западного» ареала с глубинными разломами далеко не так очевидна. Однако трудно предполагать, что одновозрастный и однотипный вулканизм «восточного» и «западного» ареалов имеет различную тектоническую природу. При этом ни «восточный», ни «западный» ареалы не имеют пространственных соответствий с системой основных активных разломов, выделенных А.И. Кожуриным [Kozhurin et al., 2006].

Таким образом, в результате комплексных геохронологических работ доказано наличие многочисленных проявлений голоценового вулканизма в зоне Срединного хребта Камчатки; определен возраст всех крупнейших извержений. Выявлено два действующих и потенциально активных полигенных вулкана и около 30 вулканических центров моногенного типа, образовавшихся в голоцене. Установлено, что голоценовый вулканизм проявляется в девяти разобщенных вулканических массивах, которые образуют линейно вытянутые ареалы северо-восточного и северо-северо-восточного простирания.

иКарагинский

Рис. 4. Схема нозднеплиоцен-голоценовых вулканических полей Камчатки (по данным картирования И.В.Мелекеснева) из [Пономарева и др., 2008] с изменениями и дополнениями автора.

Вулканические поля включают рыхлые вулканогенные отложения подножий вулканов. 1 - позднеплейстоцен-голоценовые вулканические поля; 2 - лтаднеплиоцен-среднеплейстоценовые вулканические поля; 3 - позднеплейстоцен-голоценовые игнимбриты и пемзы; 4 - позднеплейстоцзн-голоценовые кальдеры, вмещающие вулканы; 5 - голоценовые вулканические центры и ареалы многовыходного вулканизма Средшшого хребта, назвашгя центров иарсалов выделены жирным шрифтом и подчеркнут.

Защищаемое положение 2. Установлено, что крупнейшие извержения подчиняются строгим пространственно-временным закономерностям проявления. Это выражается в группировании событий, которое характеризуется направленной миграцией вулканизма.

Пространственно-временные закономерности вулканической активности. Анализ данных радиоуглеродного датирования и калибровка дат (переход к календарному летоисчислению) позволили реконструировать хронологию вулканической активности голоцена (Рис. 5в). Как видно на рисунках 5а и 56, динамика вулканической активности «восточного» и «западного» ареалов имеет некоторые различия. В «западном» ареале вулканизм проявляется преимущественно в активности стратовулканов Ичинский и Хангар. Моногенные вулканические центры представлены в подчиненном количестве, это: шлаковые конусы с лавовыми полями Южный и Северный Черпук, а также туфовое кольцо кратера Кекук. Проявления голоценового вулканизма отчетливо тяготеют к крупным уединенным полигенным вулканам плиоцен-четвертичного возраста (вулканические массивы Хангар, Ичинский, Кекукнайский). Расстояние между главными эруптивными центрами отдельных вулканических массивов составляет около 100 км. Эруптивная история стратовулканов характеризуется субсинхронными периодами активизации (ранне- и позднеголоценовым), которые разделены периодом покоя продолжительностью 2500-3000 лет. Крупнейшее извержение отдельного вулкана приурочено к окончанию его раннеголоценового периода активизации. Эти (крупнейшие) извержения предваряются палеосейсмической активностью (террасы, обвалы) вблизи

X а и г а р

" запад ими "ареал И ч ннский

ссв

Кеку

-4

Фт 'Ць*^

к к о

о 2

> 4

восточны и ареол

/ # С в

*«.=« Семол ^ ^ Спокойный

А___

южная часть 1 северная часть

Рис. 5. Голоценовая вулканическая активность зоны Срединного хребта Камчатки. а - «западный» ареал, 6 - «восточный» ареал, в - комбинированный продольный профиль всей зоны в целом.

Над профилем в указано положение «восточного» (СВ) и «западного» (ССВ) ареалов голоценового вулканизма; под профилем б и в - условная граница южной и северной частей Срединного хребта согласно рис. 3.

Условные обозначения: 1 - этап активизации стратовулкана, темные полосы -единичные извержения, черные - крупнейшие извержения, самая длинная черная полоса -самое сильное в голоцене извержение данного стратовулкана; 2-3 - извержения моногенного типа: 2-е установленным 1 С возрастом, 3 - возраст с доверительным интервалом по тефрохронологическим данным; 4 - сейсмогенные обвалы, вблизи вулкана Хангар сейсмогенная терраса. Жирные линии - группы и супергруппы (см. далее в тексте).

Извержения вулканических центров: ХГ - вулкан Хангар 5740 ВС; ЮЧ - Южный Черпук; СЧ - Северный Черпук; ИЧ - вулкан Ичинский 5480 ВС; Ич - вулкан Ичинский 1440 АР; СК - Светлый Ключ; КК - кратер Кекук; ЧШК - массив Чашаконджа; ЛБ -поток р. Левой Белой; Кир - Киреунский поток; АЛ - кратер на вулкане Алией; ТП -Терпук; В - Ворота; ТТ - Титила; Сед - Седанкинский поток; СД - Седанкинский Дол; 03

- Озерновский поток; Ныль - Ныльгимелкин; СП - вулкан Спокойный 3360-3490 ВС; Икс

- конус Икс; Тоб - Тобельцен.

эруптивного центра. Возраст этих событий (крупнейшее извержение и завершение раннеголоценовой активности) последовательно «молодеет» с юга на север (ЮЮЗ-ССВ), образуя своеобразный пространственно-временной тренд вулканической активности. Крупнейшее извержение вулкана Ичинского (ИЧ) предваряется субсинхронными последовательными извержениями моногенных центров Южный и Северный Черпук, расположенных на юго-западном подножии вулкана. Причем, последовательная субсинхронная активизация трех центров (ЮЧ, СЧ, ИЧ) происходит с юга на север. Это строенное субсинхронное извержение в районе Ичинского вулканического массива, по-видимому, характеризует единый импульс эндогенной активности, поэтому может рассматриваться как единый эпизод вулканической истории. Примечательно, что при значительной разнице в объемах крупнейших извержений вулкана Хангар (14-15 км3) и Ичинского массива (8 км3), суммарный вес продуктов этих изверженных практически одинаков и составляет в том и другом случае 15-16х109т (Табл. 2). Данный факт свидетельствует о равной мощности обсуждаемых событий. Извержения ХГ и ЮЧ+СЧ+ИЧ - самые мощные извержения Срединного хребта, зафиксированные в голоцене.

Вулканизм «восточного» ареала представлен извержениями преимущественно моногенного типа, которые в большинстве случаев образуют цепочки вблизи крупнейших (> 2500 м) горных вершин (Алией, Чашаконджа, Горного института, Хувхойтун, Спокойный). В северной части хребта голоценовые вулканические центры удалены друг от друга обычно на 30-50 км. Среди вулканических построек явно преобладают шлаковые конусы и лавовые потоки. Максимальные параметры (Табл. 2) единичных извержений принадлежат Озерновскому потоку (ранний голоцен) и вулканическому центру Ныльгимелкин (средний голоцен). Извержения второй половины голоцена существенно слабее (Табл. 2).

Рис. 5 в. Голоненовая вулканическая активность зоны Срединного хребта Камчатки. Комбинированный продольный профиль всей зоны в целом. Условные обозначения и сокращения см. на рис. 5 а, б.

Образование групп и супергрупп. Для голоценовой вулканической истории Срединного хребта характерно группирование извержений: последовательная направленная (с юга на север) активизация близраслсшоженных (максимум 30 км) центров, фиксирующаяся в узкий временной интервал (иногда субсинхронно) (Рис. 5в и 6а). Во всех выделенных случаях активизация начинается с более южного центра группы. Зафиксированы две пары (лавовые потоки р. Л. Белой —> Киреунский; конус Икс Тобельцен), а также два случая строенных извержений (ЮЧ —* СЧ —► ИЧ, Терпук —> Ворота —► Титила). Группы имеют преимущественно северовосточное простирание, в том числе пара ЮЧ СЧ, находящаяся в «западном» ареале, который сам имеет северо-северо-восточное простирание. И только группа конус Икс —» Тобельцен имеет северозападное простирание. Обращает на себя внимание и тот факт, что в случае группирования (пары или тройки), кремнекислотность пород отдельных центров последовательно увеличивается также с юга на север (Рис. 66). Выявленная закономерность направленного изменения вещества в пространстве и времени на сегодняшний день однозначного объяснения не имеет, но заслуживает дальнейшего изучения. Таким образом, группа - это цепочка (до 30 км) последовательных вулканических извержений, происходящих в пределах одного вулканического массива субодновременно или с небольшим временным интервалом (до 100 лет). Группы могут состоять из двух или трех вулканических центров, которые во всех случаях последовательно активизируются в северном направлении; при этом кремнекислотность пород внутри группы также последовательно увеличивается.

В процессе работ также датировались и отложения обвалов (Рис. 5а-в). Оказалось, что большинство обвалов - также как и центры молодого вулканизма - приурочены к склонам и подножиям плейстоценовых вулканических массивов. При этом половина изученных обвалов расположена в 1-5 км от голоценовых эруптивных центров и во всех случаях обвалы непосредственно предваряют извержения. Это позволило предположить их сейсмогенную природу. Весьма ограниченное количество обвалов голоценового возраста, образовавшихся на такой большой территории, заставило обратить внимание на особенности их пространственно-временной приуроченности.

Наиболее масштабные извержения стратовулканов Хангара и Ичинского (ХГ, ИЧ), моногенные центры Южный и Северный Черпук (ЮЧ, СЧ), предваряющие их сейсмические события и среднеголоценовый обвал в Кекукнайском массиве формируют направленный тренд эндогенной активности, охватывающий сразу три разрозненных вулканических массива «западного ареала» (Рис. 5а). Все перечисленные объекты последовательно активизируются в северном направлении, т.е. образуют «гигантскую» группу (супергруппу), которая объединяет несколько разрозненных вулканических массивов, фиксируется на протяжении длительного времени (около 800 лет)

Ичинекий

А А

I I 20 10

Т 7 1

-«$-■■ ш—

юч СЧ

ич

10 о

Седан кипе кий

Л , >

20 10

* ,св* о

ЛБ К"Р

тп

Ху в х о й ту и С п о ко й и ы й

10 20 30 км

20 15 Ю

5 10 15км

до н.э. Б

Хангар

Ичинекий

6 -

20 40 60 80 ОС 120 140 160 180 200

юч СЧ

Кекукнайский

. ^ Ас£в

ич

кк

Рис. 6. Группирование субсмнхроинмх извержений.

Рис. 6. Группирование субсинхронных извержений. Цветам фоном схематически показаны границы вулканических массивов. Прочие условные обозначения и сокращения см. на рис. 5.

а. Образование групп в пределах отдельных вулканических массивов.

б. Изменение кремнекислотносги пород внутри групп. Условные обозначения: 1 -максимальный разброс значений кремнекислотносги для единичного центра по [Певзнер, 2010; Volyneis et al., 2010].

в. Супергруппа «западного» ареала. Желтые прямоугольники - самые сильные извержения стратовулканов.

г. Супергруппа северной части «восточного» ареала.

и имеет протяженность 200 км. Закономерного изменения составов изверженных пород не наблюдается. Примечательно, что на комбинированном профиле (Рис. 5в), где для южной части хребта совмещены данные по «западному» и «восточному» ареалам, на только что выделенный тренд ложатся извержение маара Светлый Ключ (СК) и среднеголоценовый обвал восточных склонов массива Чашаконджи. Это позволяет выделить супергруппу в южной части «восточного» ареала (Рис. 56), проявлявшуюся синхронно с супергруппой «западного» ареала (Рис. 5в).

Весьма примечательно положение раннеголоценовых обвалов, датированных в районе маара Светлый Ключ, кальдеры Уксичан и в Кекукнайском массиве, которые также образуют направленный тренд, выделяемый только по сейсмическим данным (Рис. 5в). На карте видно (Рис. 3), что обвалы, зафиксированные в разрозненных массивах, формируют супергруппу северо-западного простирания.

Еще две небольшие супергруппы можно выделить в северной части хребта: Ныльгимелкин —* конус Икс и, предположительно, раннеголоценовые конуса Седанкинского Дола —> Озерновский поток.

Таким образом, супергруппы - это гигантские цепочки (до 250 км) из крупнейших извержений и сейсмогенных обвалов, которые объединяют несколько разрозненных вулканических массивов на протяжении длительного времени (до 1000 лет). Супергруппы могут иметь простирание как северо-восточное, так и северо-западное; последовательная активизация центров наблюдается в северном направлении; закономерные изменения состава пород не зафиксированы.

Главная разница между группой и супергруппой состоит в том, что группу составляют вулканические центры, образующиеся компактно (до 30 км) и субсинхронно (или с очень небольшим временным промежутком - до 100 лет), супергруппа же охватывает события, происходящие в нескольких разобщенных массивах (до 250 км) на протяжении длительного времени (до 1000 лет). Последовательная тройка извержений Ныльгимелкин —► Икс —» Тобельцен (Рис. 5в) начинается как супергруппа (разные массивы) северовосточного простирания, затем продолжается как группа северо-западного простирания (Рис. 3) и проявляется в течение 1000 лет. Данный пример

подчеркивает генетическое единство процесса (процессов), приводящего к образованию групп и супергрупп.

Субсинхронное начало позднеголоценовых периодов активизации стратовулканов Хангар и Ичинский также может образовывать супергруппу, на рис. 5а,в она показана пунктирной линией.

Направленная миграция вулканической активности. Описанный эффект группирования свидетельствует о проявлении нескольких эпизодов вулканической активности, которые сперва проявляются в южных частях отдельных вулканических массивов, а затем в более северных. Последовательную направленную активизацию вулканических центров внутри групп и супергрупп можно охарактеризовать как направленную миграцию эндогенной и, прежде всего, вулканической активности в пределах различных участков Срединного хребта. По-видимому, расстояние, на котором фиксируется миграция внутри единичной группы или супергруппы, может зависеть от мощности эндогенных процессов, инициирующих первичную вспышку вулканизма. Это предположение косвенно подтверждается тем, что супергруппа, начинающаяся с извержения ХГ (Рис. 5в), не только наиболее протяженная, но она еще маркируется самыми крупнообъемными извержениями (ХГ, ЮЧ+СЧ+ИЧ).

Зная возраст извержений и расстояние между отдельными центрами внутри групп и супергрупп, можно оценить скорость направленной миграции.

Супергруппа южной части хребта. Расстояние между вулканами Хангар и Ичинский около 100 км. Разница в возрасте крупнейших извержений ХГ и ИЧ 5738 ВС - 5480 ВС = 258 лет (Табл. 2). При этих параметрах скорость миграции будет составлять 100 км : 258 лет = 0,387 км/год. Однако, как указывалось выше, крупнейшее извержение Ичинского вулкана предварялось извержениями двух близкорасположенных моногенных центров. Это строенное извержение происходило субсинхронно, а имеющиеся данные не позволяют определить индивидуальный возраст каждого из трех извержений, поэтому мы вынуждены принимать один и тот же возраст для всех трех извержений (Южный Черпук, Северный Черпук, Ичинский вулкан). Активизация качалась с конуса Южный Черпук (5480 ВС), который удален от вулкана Хангар на 90 км. В этом случае скорость миграции будет составлять 90 км : 258 лет = 0,349 км/год. Т.о. скорость миграции вулканической активности внутри супергруппы, начинающейся с извержения ХГ, составляла 0,35 или 0,39 км/год, т.е. около 0,4 км/год. Аналогичным образом подсчитана скорость миграции вулканической активизации для выделенных групп и супергрупп (Табл. 3).

Таблица 3

Скорость направленной миграции голоценовой вулканической активизации в пределах Срединного хребта Камчатки

Группа (супергруппа) Датированные извержения Расстояние между центрами, км Разница в возрасте извержений, лет Скорость миграции, км/год

Супергруппа южной части хребта Хангар 5738 ВС Южный Черпук —► Ичинский 5480 ВС 90-100 258 0,4 (0,35-0,39)

Позднеголоценовая группа Седанкинского Дола Терпук 940, 965 ВС Ворота 860, 900 ВС Титила 840 ВС 28 100-125 0,2-0,3 (0,22-0,28)

Среднеголоценовая группа массива Спокойного Конус Икс 2470 ВС -> Тобельцен 2200 ВС 12 270 0,04

Позднеголоценовая группа массива Алней-Чашаконджа Лавовые потоки р. Левой Белой —» Киреунский 800 ВС 7 <20 0,35

Таким образом, установлено, что крупнейшие извержения подчиняются строгим пространственно-временным закономерностям проявления. В голоценовой истории Срединного хребта выделены несколько групп и супергрупп, характеризующихся направленной миграцией вулканической и сейсмической активности. В разное время и в разных вулканических массивах направление миграции оставалось неизменным (с юга на север), а скорость могла отличаться на порядок от 0,04 до 0,4 км/год. На рис. 5в видно, что за исключением тройки извержений Ныльгимелкин —> Икс —> Тобельцен во всех остальных случаях угол наклона пространственно-временных трендов, объединяющих группы и супергруппы, почти одинаковый. Это свидетельствует о том, что преобладающие скорости направленной миграции составляли 0,2-0,4 км/год.

Защищаемое положение 3. Начало образования групп и супергрупп, в том числе выделяемых по сейсмогенньш обвалам, маркируют десять импульсов эндогенной активности. Хронологически импульсы образуют пять пар, проявляющихся с периодичностью в 2.5 тысячи лет. При этом временной интервал, разделяющий импульсы одной пары, составляет около 300 лет. Первый импульс единичной пары всегда проявляется в более северных, а второй - в более южных районах хребта; таким образом, для всех пяти пар импульсов фиксируется направленная миграция активности, ориентированная к югу.

Поскольку группы и супергруппы состоят1 из нескольких вулканических извержений, то, суммируя вес продуктов единичных извержений, можно охарактеризовать продуктивность отдельных этапов группирования. Начало этих этапов хронологически будет совпадать с возрастом извержения,

начинающего конкретную группу (супергруппу). Этапы, выделяемые по сейсмическим данным, характеризуются только по возрасту. Возраст начала раннеголоценовых периодов активизации стратовулканов носит условный характер, т.к. определяется особенностями осадконакопления и сохранностью ППЧ в конкретных районах. Вышеприведенный принцип использован при построении графика хронологии голоценовой вулканической активности в пределах Срединного хребта (Рис. 7). Кроме отчетливо выраженной асинхронности вулканической активности южной и северной частей хребта, на данном графике можно выделить и несколько инициальных импульсов активизации, которые «начинают» формировать группы. Первый импульс (I) маркируется раннеголоценовыми извержениями Седанкинского Дола + Озерновский поток. Второй (П) - обвалами г. Иракан вблизи маара Светлый Ключ + обвал экструзии Укичан + раннеголоценовый обвал в Кекукнайском массиве. Третий (Ш) - извержением кратера Кекук. Четвертый (IV) -извержением ХГ + супергруппа южной части хребта. Пятый (V) - извержением Ньшьгимелкин + группа Икс —* Тобельцен. Шестой (VI) - извержениями, связанными с началом позднеголоценовых периодов активизации стратовулканов Хангар и Ичинский. Седьмой (VII) - началом активизации конусов Терпук + Ворота + Титила. Восьмой (VIII) - извержениями в массиве Алией (р. Л. Белая + Киреунский). Девятый (IX) - последнее извержение Ичинского вулкана (Ич) с излиянием крупного лавового потока. Десятый (X) -предположительный и на сегодняшний день последний - можно выделить на основании сведений С.П. Крашенинникова [Крашенинников, 1949], который описал сильное землетрясение, произошедшее в 1740 г. южнее вулкана Ичинского. Согласно полученным данным инициальные импульсы проявлялись субсинхронными парами (Рис. 7, слева от шкалы). В среднем для всего Срединного хребта парные импульсы фиксируются через две с половиной тысячи лет. Интервал же времени, разделяющий два импульса одной пары около 300 (150-500) лет. Если принять существование II и X импульсов, выделяемых только по сейсмическим данным, то, по-ввдимому, можно говорить об импульсах эндогенной активности, выражающихся в закономерных пространственно-временных проявлениях, как вулканизма, так и сейсмики.

Примечательно, что в большинстве случаев импульсы одной пары проявляются в виде событий в разных частях хребта но, за исключением пары V—»VI импульсов, внутри одного ареала. При этом вторые импульсы единичной пары пространственно всегда проявляются южнее, чем первые (Рис. 7, врезка). Подобное поведение также можно охарактеризовать как направленную миграцию (к югу). В среднем для всех пар импульсов скорость направленной миграции 0,4-0,6 км/год при максимальном разбросе значений 0,2-2,0 км/год. Объяснить этот феномен с точки зрения классических теорий вулканизма не представляется возможным. Обнаружение периодических парных импульсов эндогенной активности, характеризующихся направленной миграцией - принципиально новый шаг в изучении не только геодинамических особенностей региона, но и вулканического процесса в целом.

8 6 4 2

южная часть северная часть

2 4 6

хг+юч+сч+ич+ск

8 (все. х Ю т)

ЛХ_$

"К К

ЛБ+Кир УШ

VII

тп+в+тт

Ныль+Икс+Тоб

X 3

АД:

сд+оз

Рис. 7. Хронология голоценовой вулканической активности Срединного хребта Камчатки.

Условные обозначения: 1 - периоды активизации етратовулканов: 2 - крупнейшие извержения стратовулканов и моногенных центров (вес >1x10 т), либо единственные в голоцене для отдельных вулканических массивов (вес > 0,05 х 109 т); 3 - периоды субсинхронного проявления палеосейсмичнской активности (обвалы, террасы); 4, 5 - инициальные импульсы

вулканической активизации: незалитые треугольники - импульсы, выделяемые только по палеосейсмическим событиям. Цветом выделены импульсы и группы, проявленные в разных частях хребта: красным - южная часть, синим - северная часть, зеленым - супергруппа центральной части. На врезке показано положение инициальных импульсов (1-Х) и направление миграции активности для отдельных пар.

Следует подчеркнуть, что выделение периодических парных импульсов стало возможным только после того, как был собран и обобщен весь материал по крупнейшим извержениям и сейсмогенным обвалам единой вулканической структуры - Срединного хребта. Если бы работа ограничивалась только южной или только северной частями хребта, либо только «восточным» или только «западным» ареалами - закономерность (периодичность) проявления импульсов не была бы обнаружена. Это становится очевидным, если сравнить левую и правую части графика на рис. 7. То, что парные импульсы все же удалось выявить, является косвенным доказательством того, что автором обнаружены, датированы и учтены все крупнейшие извержения зоны Срединного хребта.

Таким образом, установлено, что крупнейшие извержения и сейсмогенные обвалы зоны Срединного хребта маркируют десять парных импульсов эндогенной активизации, с периодичностью между парами около 2.5 тыс. лет. При этом для всех пяти пар импульсов фиксируется направленная миграция, ориентированная к югу.

Защищаемое положение 4. Установлена хронологическая зависимость между проявлением парных импульсов эндогенной активности зоны Срединного хребта и этапами усиления эксплозивной активности вулканов Северной Пацифики, а также пространственно-временная корреляция импульсов с крупнейшими извержениями вулканов фронтальной зоны Камчатки. Обнаруженные связи позволяют рассматривать выявленные для голоцена Срединного хребта закономерности вулксатческой активизации (группирование и направленную миграцию) как неотъемлемые — и ранее неизвестные - характеристики вулканического процесса При этом импульсы эндогенной активности — впервые выделенные для Камчатки - характеризуют особенности геодинамических напряжений регионального уровня. Полученные данные могут быть использованы для долгосрочного прогноза повторяемости катастрофических извержений, как для тыловой, так и для фронтальной зоны Камчатского региона

На рис. 8 показано временное распределение крупнейших эксплозивных извержений Камчатки по [Пономарева и др., 2008] в сравнении с хронологией вулканической активности Срединного хребта. Пожалуй, первое, что бросается в глаза при сравнении вулканизма фронтальной и тыловой зон Камчатки - максимальный всплеск эруптивной активности, зафиксированный в первой половине голоцена. Пик эруптивной активности Срединного хребта, маркируемый извержением ХГ, фиксируется спустя более 700 лет после крупнейшего голоценового извержения Камчатки -кальдерообразующего извержения Курильского озера (КО).

Второе по мощности (объему перемещенных пород) голоценовое извержение Камчатки принадлежит вулкану Шивелуч (Ш) и датируется началом голоцена (8600 ВС) [Певзнер, Бабанский, 2010]. Раннеголоценовый вулканизм Озерновского потока (03) и Седанкинского Дола (СД) проявляется спустя 500800 лет после этого гигантского извержения Шивелуча. Похожая картина «запаздывания» извержений Срединного хребта по сравнению с вулканической

активизацией фронтальной зоны фиксируется и в позднем голоцене. На южной Камчатке происходит извержение вулкана Ксудач с образованием кальдеры (KCl), в Срединном же хребте спустя приблизительно 1000 лет происходит излияние лавового потока на склоне Ичинского вулкана - это единственное крупнообъемное извержение Срединного хребта, зафиксированное в новой эре. Создается впечатление, что активизация вулканов Срединного хребта является отголоском наикрупнейших вулканических событий фронтальной зоны Камчатки. Причем, важно уточнить, что не сами извержения-гиганты являются первопричиной активизации вулканизма в Срединном хребте, но они лишь маркируют (и датируют) импульсы эндогенной активности, провоцирующие вулканизм фронтальной зоны.

Тогда логично предположить, что извержения Срединного хребта V и VII импульсов также имели «события-предшественники», произошедшие во фронтальных зонах полуострова. Как видно на рисунке 86, интервал среднего голоцена характеризуется довольно частыми извержениями, однако - по сравнению с такими «гигантами» как извержения КО, Ш, KCl - относительно умеренной мощности. Выделять среди них «нужные» - чистый волюнтаризм. Скорее всего, такие извержения проявятся, если сопоставлять графики не объема, а веса изверженных пород, но, к сожалению, такими данными по вулканам фронтальной зоны автор не располагает.

Тем не менее, тенденция «запаздывания» вулканической активизации Срединного хребта по сравнению с таковой для фронтальных зон полуострова, намечается достаточно отчетливо. Примечательно, что «извержения-предшественники» КО и КС] происходили на южной Камчатке, а их «отголоски» проявлялись на вулканах южной половины Срединного хребта (Хангар, Ичинский). Вулканизм же северной части хребта (Седанкинский Дол, Озерновский поток), скорее, «отзывается» на события северных районов фронтальной зоны (Шивелуч). Эта закономерность свидетельствует о наличии пространственно-временной корреляции вулканизма фронтальной и тыловой зон Камчатки.

Сравнение эруптивной активности зоны Срединного хребта с летописью эксплозивного вулканизма северной Пацифики (Рис. 8а и в) показывает, что импульсы эндогенной активности, зафиксированные в Срединном хребте, во всех случаях проявляются «с запаздыванием» на те же 500-1000 лет после начала этапов усиления эксплозивной активности северной части Тихоокеанского региона Это свидетельствует о том, что зона Срединного хребта закономерно отзывается на региональные этапы активизации вулканизма. Следовательно, закономерности вулканической активности, выделенные для зоны Срединного хребта, могут рассматриваться как важнейшие и неотъемлемые характеристики вулканического процесса, которые ранее не были установлены, а импульсы эндогенной активности -впервые выделенные для Камчатки - характеризуют особенности геодинамических напряжений регионального уровня.

Ич -

ЛБ+Кир

ТП+В+Г1

Ныль+йкс+Тоб »

хг+юч+сч+ич

к к*

сд+оз

1Г

Объем, км' Ю

Возраст 2000

>40

И " .«о-ПГ

2000 Т4

8000

я.

* КС.

-.* »

ж*

КРМ

* ко

• *

}а объ

• До.....

Рис. 8. Эпизоды усиления вулканической активности голоцена, а. Срединного хребта Камчатки, б. Фронтальных вулканических зон Камчатки по [Пономарева и др., 2008], с изменениями и дополнениями автора, в. Северной Пацифики по [Пономарева, 2010].

Изменения: из правой части рисунка удалено извержение вулкана Хангар (ХГ), т.к. оно относится к Срединному хребту; извержения с объемом <10 кмЗ показаны как фоновые; цветом маркировано положение центров извержений фронтальной зоны: красным - Южная Камчатка, зеленым - Восточный вулканический фронт, синим - вулканическая зона Цнтральной Камчатской депрессии. Дополнения: показано раннеголоценовое извержение вулкана Шивелуч (Ш) по [Певзнер, Бабанский, 2010].

Условные обозначения: 1 - импульсы эндогенной активизации (1-Х), 2 - группы извержений, 3 - начало позднеголоценовых этапов

активизации вулканов Хангар и Ичинский (вне масштаба), 4 - сейсмогенные обвалы. Цветом выделены события, проявленные в разных частях Срединного хребта: красным - южная, синим — северная часть, зеленым — поперечная группа центральной части, 5-7 - пики эксплозивного вулканизма, зафиксированные для: 5 - Японии, Курило-Камчатской дуги, Каскадных гор и Алеутской дуги, 6 - Японии, Каскадных гор и Алейтской дуги, 7 - Курильских островов, Каскадных гор и Алеутской дуги; 8 - тренды

«запаздывания».

Корреляция между эпизодами усиления вулканической активности Срединного хребта и снятием ледниковой нагрузки не выявлена.

Как было показано в [Gusev е/ а/., 2003; вшеу, 2008], для крупнейших голоценовых извержений Камчатки выявлено автомодельное (фрактальное) эпизодическое поведение, при котором высокопродуктивные извержения проявляют тенденцию к группированию во времени («порядковое группирование»). По мнению авторов, подобное поведение представляет собой типичное свойство последовательности извержений в пределах вулканической области.

Весьма вероятно, что выделенные для голоценовой вулканической истории Срединного хребта сдвоенные импульсы эндогенной активности (Рис. 7 и 8) как раз и могут приводить к проявлению «порядкового группирования» и, таким образом, они (импульсы) являются неотъемлемой характеристикой вулканического процесса, а также характеризуют особенности геодинамических параметров региона в целом.

Последняя пара импульсов (IX и X) зафиксирована в эруптивной истории хребта около 500 лет назад (Рис. 8). Строгая периодичность пар импульсов, вызывающих крупнообъемные извержения (2.5 тысячи лет), позволяет предположить, что в ближайшие 2 тысячи лет в Срединном хребте ожидать крупных событий не приходится. Вулканическая активность, скорее всего, будет выражаться в слабых эксплозиях стратовулканов. Считая, что сильные извержения хребта происходят с запаздыванием в 500-1000 лет после извержений-гигантов фронтальной зоны, можно также предположить, что и во фронтальных частях полуострова в ближайшую тысячу лет не произойдет событий, соизмеримых по мощности с кальдерообразующими извержениями Курильского озера (КО) и вулкана Ксудач (КС]) или с извержениями, характеризующимися крупномасштабными разрушениями постройки вулкана (Шивелуч, Ш).

Таким образом, установлена хронологическая зависимость между проявлением парных импульсов эндогенной активности зоны Срединного хребта и этапами усиления эксплозивной активности вулканов Северной Пацифики, а также пространственно-временная корреляция импульсов с крупнейшими извержениями вулканов фронтальной зоны Камчатки. Обнаруженные связи позволяют рассматривать выявленные для голоцена Срединного хребта закономерности вулканической активизации как неотъемлемые - и ранее неизвестные - характеристики вулканического процесса. Полученные данные могут быть использованы для долгосрочного прогноза повторяемости катастрофических извержений, как для тыловой, так и для фронтальной зоны Камчатского региона.

Заключение. С 1997 года автором проводились целенаправленные комплексные геохронологические работы в Срединном хребте и сопредельных районах Камчатки. Исследования были направлены на изучение голоценового вулканизма и имели пионерный характер.

В результате этих работ было доказано наличие голоценовой вулканической активности в Срединном хребте, который ранее считался зоной потухшего вулканизма. Были изучены отдельные эруптивные центры и связанные с ними отложения, определены возраст и продуктивность крупнейших извержений. Таким образом, «белые пятна», какими до недавнего времени представлялись Срединный хребет и территория северовосточной Камчатки, оказались заполнены. В результате значительно расширены границы молодой вулканической активности Камчатки, а голоценовая летопись эруптивных событий существенно дополнена. Можно утверждать, чта на сегодняшний день все вулканические зоны полуострова имеют сходную степень изученности, и проблема пространственной приуроченности голоценового вулканизма Камчатки в целом решена.

Впервые примененный автором пространственно-временной анализ, позволил не только реконструировать хронологию эруптивной активности зоны Срединного хребта, но также выявить ранее неизвестные закономерности вулканической активности и характеристики геодинамических напряжений всего региона. При этом детальность геохронологических исследований (анализ вулканической активности) в Срединном хребте теперь уже существенно превышает таковую для ранее изученных зон полуострова: Южной Камчатки, Восточного вулканического фронта и Центральной Камчатской депрессии. Примененная автором методика позволила достичь весьма значимых результатов и может быть рекомендована при проведении геохронологического анализа в других вулканических зонах не только Камчатки, но и мира.

Впервые - для голоцена Камчатки - геологическими методами выявлены направленная миграция вулканизма и периодические импульсы эндогенной активности. Весьма существенно, что для островодужных комплексов Тихоокеанского региона направленная миграция вулканизма установлена методами математической статистики [например, Викулин и др., 2010]. В ряде работ отмечается, что вулканическая активность отдельно взятых центров может «перемещаться» в одном направлении с определенной скоростью [Леонов, 1991; Berg, Sutton, 1974; Gusev, 2008; Sauers, 1986; Tanaka et ai, 1986 и др.]. Такие явления описываются в пределах отдельных островных дуг и рифтовых систем. При этом скорость миграции вулканической активности фиксируется в диапазоне от первых сантиметров до 900 км/год [Акманова, 2008, сводка по данным разных авторов], а для северо-западной окраины Тихого океана - в 100 км/год [Викулин, 2003]. Таким образом, выявленный эффект направленной миграции вулканизма в Срединном хребте Камчатки не является уникальной особенностью изученного района, но позволяет считать направленную миграцию одной из важнейших характеристик вулканической активности. В этой связи важно

подчеркнуть, что все крупнейшие извержения Срединного хребта в том или ином качестве группируются, а направленная миграция как раз фиксируется в отдельных группах и супергруппах. По сравнению с вышеприведенными данными [Викулин, 2003], установленные для Срединного хребта скорости направленной миграции (0,04-0,4 км/год) можно оценить как «медленные». По-видимому, их выявление стало возможным в результате детального геохронологического исследования, выполненного на базе высокоточного определения возраста извержений.

Доказано, что зарождение отдельных групп и супергрупп обусловлено импульсами эндогенной активности^ Пять пар импульсов фиксируются в зоне Срединного хребта с периодичностью в 2.5 тысячи лег, при этом для каждой единичной пары зафиксирована миграция активности, ориентированная к югу.

Пары импульсов проявляются в Срединном хребте спустя 500-1000 лет после начала этапов усиления эксплозивной активности вулканов Северной Пацифики. При этом извержения-гиганты фронтальной зоны Камчатки такого «запаздывания» не имеют. Кроме того, установлено, что южная и северная части хребта «отзываются» на крупнейшие извержения, происходившие, соответственно, в южных и северных секторах фронтальных зон Камчатки. Наиболее очевидным объяснением такой ситуации представляется тыловое положение Срединного хребта по отношению к Курило-Камчатскому желобу. Вышеприведенные данные позволяют предполагать, что импульсы эндогенной активности приходят в Срединный хребет извне, скорее всего со стороны Тихоокеанской плиты и характеризуют особенности геодинамических напряжений всего Камчатского региона. Расстояние между хребтом и вулканами фронтальной зоны приблизительно 200 км. Учитывая время «запаздывания» (500-1000 лет), можно посчитать скорость их миграции. Она составляет 0,2-0,4 км/год, что соответствует наиболее распространенным скоростям направленной миграции вулканизма внутри групп и супергрупп Срединного хребта. Периодические импульсы эндогенной активности - в силу своего регионального значения - могут быть использованы для прогноза повторяемости катастрофических извержений как для тыловой, так и для фронтальной вулканических зон Камчатки.

На сегодняшний день не существует удовлетворительного объяснения выявленным геохронологическим особенностям голоценового вулканизма и периодам повышенной сейсмической активности Срединного хребта Камчатки. Наиболее близкие пространственно-временные закономерности описаны для миграции очагов высокомагнитудных землетрясений [Быков, 2005; Викулин, 1992, 2003; Никонов, 1975, 1989; Уломов, 2004; КсиаИага, 1979; \fogi, 1968 и др.]. И, если рассматривать вулканизм и сейсмику как разные виды снятия эндогенного напряжения, то, возможно, гипотеза, объясняющая направленную миграцию крупнейших землетрясений, окажется применимой и к молодому вулканизму Срединного хребта Камчатки.

Список основных публикаций

Статьи в рецензируемых журналах:

Певзнер М.М.. Мелекесцев КВ., Пономарева В.В., Раковская Э.М. Воздействие катастрофических эксплозивных извержений на природную среду (на примере вулкана Шивелуч) II Известия АН СССР, серия географическая. 1994. №1. С. 75-85.

Мелекесцев И.В., Курбатов A.B., Певзнер М.М.. Сулержицкий Л.Д. "Доисторические" цунами и сильные землетрясения на полуострове Камчатском (Камчатка), по данным тефрохронологических исследований // Вулканология и сейсмология. 1994. №4-5. С. 106-115.

Певзнер М.М., Пономарева В.В., Мелекесцев КВ. Черный Яр -реперный разрез голоценовых маркирующих пеплов северо-восточного побережья Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1997. № 4. С. 3-18.

Ponomareva V. V., Pevzner M.M.. Melekestsev I. KJLarge debris avalanches and associated eruptions in the Holocene eruptive history of Shiveluch Volcano, Kamchatka, Russia // Bulletin of Volcanology. 1998. V.59. P. 490-505.

Певзнер M.M.. Мелекесиев КВ., Волынец O.E., Мелкий В А. Южный Черпук и Северный Черпук - крупнейшие голоценовые моногенные вулканические формы Срединного хребта Камчатки (Россия) // Вулканология и сейсмология. 1999. № 6. С. 22-32.

Брайцева O.A.. Певзнер М.М. О возрасте вулкана Ново-Бакенинг (Камчатка) и тефростратиграфии этого района // Вулканология и сейсмология. 2000. № 6. С. 3-12.

Базанова Л.И., Певзнер М.М. Хангар - еще один действующий вулкан на Камчатке //Доклады АН СССР. 2001. Том 377. № 6. С. 800-802.

Андреев A.A., Певзнер М.М. История растительности в низовьях р. Камчатка за последние 6000 лет // Ботанический журнал. 2001. Том 86. № 5. С. 39-45.

Мелекесцев КВ., Брайцева O.A., Пономарева В.В., Базанова Л.К, Певзнер М.М.. Сулержицкий Л.Д. Эндогенные катастрофы в голоцене на Камчатке и Курильских островах // Доклады Академии наук. 2003. Том 389. № 5. С.662-665.

Певзнер М.М. Тефростратиграфические реперы в голоценовых разрезах южной части Срединного хребта Камчатки и некоторые особенности радиоуглеродного датирования торфяников // Вулканология и сейсмология. 2003. №4. С. 1-15.

Мелекесцев КВ., Двигало В.Н., Кирсанова Т.П., Пономарева В.В., Певзнер М.М. 300 лет жизни камчатских вулканов: молодой Шивелуч (анализ динамики и последствий эруптивной активности в XVII-XX вв.) Часть I. 1650-1964 гг. // Вулканология и сейсмология. 2003. № 5. С. 3-19.

Певзнер М.М. Первые геологические данные о хронологии голоценовой эруптивной активности вулкана Ичинского (Срединный хребет, Камчатка) // Доклады Академии наук. 2004. Том 395. № 4. С. 507-510.

Певзнер М.М.. Пономарева В.В., Сулержицкий Л.Д. Голоценовые почвенно-пирокластические чехлы в Центральной Камчатской депрессии: возраст, строение, особенности осадконакопления // Вулканология и сейсмология. 2006. № 1. С. 24-38.

Певзнер М.М. Голоценовый вулканизм Северной Камчатки: пространственно-временной аспект // Доклады РАН. 2006. Том 409. № 5. С. 648-651.

Певзнер М.М.. Волынец А.О. Голоценовый вулканизм Срединного хребта Камчатки // Проблемы эксплозивного вулканизма (к 50-летию катастрофического извержения вулкана Безымянный). Материалы первого международного симпозиума. 25-30 марта 2006г. / Отв. редактор чл.-корр. РАН Е.И. Гордеев. Петропавловск-Камчатский. 2006.127-134.

Лаверов Н.П., Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Богатиков О.А., Акинин В.В., Гурбанов А.Г., Евдокимов А.Н., Кудряшова Е.А., Певзнер М.М., Пономарева В.В., Сахно В.Г. Новейший вулканизм Северной Евразии: районирование и обстановки формирования // Доклады РАН. 2006. Т. 410. № 4. С. 498-502.

Solomina О., Pavlova /., Curtis A., Jacoby G., Ponomareva V., Pevzner M, Constraining recent Shiveluch volcano eruptions (Kamchatka, Russia) by means of dendrochronology // NHESS. 2008. Vol. 8. P. 1083-1097. SRef-ID: 1684998 l/nhess/2008-8-1083.

Певзнер М.М. Северная граница вулканической активности Камчатки в голоцене // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2010. № 1. Выпуск 15. С. 231258.

Статьи в монографиях:

Ponomareva V.V., Churikova T.G., Melekestsev I.V., Braitseva O.A., Pevzner M.M.. Sulerzhitsky L.D. Late Pleistocene-Holocene Volcanism on the Kamchatka Peninsula , Northwest Pacific region // "Volcanism and Tectonics of the Kamchatka Peninsula and Adjacent Arcs", Eichelberger J., Gordeev E., Kasahara M., Izbekov P., Lees J. (Eds). Geophysical Monograph Series. 2007. Volume 172. P. 165-198.

Ponomareva V. V., Kyle P.R., Pevzner M.M.. Sulerzhitsky L.D., Hartman M. Holocene eruptive history of Shiveluch volcano. Kamchatka Peninsula // "Volcanism and Tectonics of the Kamchatka Peninsula and Adjacent Arcs", Eichelberger J., Gordeev E., Kasahara M., Izbekov P., Lees J. (Eds). Geophysical Monograph Series. 2007. Volume 172. P. 263-282.

Пономарева В.В., Чурикова Т.Г., Мелекесцев КВ., Брайцева О.А., Певзнер М.М.. Сулержицкий Л.Д. Позднеплейстоцен-голоценовый вулканизм Камчатки // Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними техногенные катастрофы. Том II. Новейший вулканизм северной Евразии: закономерности развития, вулканическая опасность, связь с глубинными процессами и изменениями природной среды и климата. М.: Изд-во ИГЕМ. 2008. С. 19-40.

Другое:

Пономарева В.В.. Певзнер М.М. Вулканическая опасность для подножия вулкана Шивелуч и прилегающих территорий, в том числе г. Ключи // Отчет по ГНТП 16 "Безопасность населения...". М. 1993. 96 с.

Певзнер М.М. История эруптивной деятельности вулкана Шивелуч в голоцене (по данным радиоуглеродного датирования) / Дисс. ... к.г.-м.н. М. 1994. 215 с.

Певзнер М.М. История эруптивной деятельности вулкана Шивелуч в голоцене (по данным радиоуглеродного датирования) / Автореферат дисс. ...к.г.-м.н. М. 1994.19 с.

Брайцева O.A., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В., Сулержицкий Л.Д., Певзнер М.М. Геохронология и параметры крупнейших эксплозивных извержений на Камчатке за последние 10 ООО лет / Конкурсная статья по Грантам Международного Научного Фонда RMG000 и RMG300 // Сб. «Российская наука: Выстоять и возродиться» / МНФ РФФИ. М.: Наука. 1997. С. 237-244.

Бабанский А.Д., Певзнер М.М.. Пономарева В.В. Новейший вулканизм Камчатки: методы изучения, геохимия, геодинамика // Современные задачи петрологии и геодинамики в развитии концепции рационального природопользования / Материалы школы-семинара. Под ред. И.Ф. Гертнера, П.А.Тишина. Томск: Изд-во ФГУ «Томский ЦНТИ». 2006. С. 5-22.

Новейший вулканизм: закономерности его активности и сопутствующие катастрофические следствия // Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними катастрофы. Направление 2: С. 35-80. - М.: ИГЕМ РАН, 2007. 200 с. ISBN 987-5-88918-034-0. Авторы; ак. В.И.Коваленко, академики В.В.Адушкин, О.А.Богатиков, В.Г.Бондур, М.А.Грачев, С.А.Федотов; чп-кор. РАН Е.И.Гордеев, И.В.Чернышев, В.Г.Сахно, В.В.Ярмолюк; доктора наук Н.А.Арманд, А.Н.Евдокимов,

A.Н.Ермаков, Ю.А.Зорин, А.Л.Собисевич, Ф.М.Ступак, А.П.Хренов; кандидаты наук В.В.Акинин, А.Г.Гурбанов, Е.А.Кораго, Я.Д.Муравьев,

B.В.Пономарева, М.М.Певзнер. Ю.Г.Тищенко; Е.А.Кудряшова.

Материалы и тезисы докладов:

Певзнер М.М., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В., Раковская Э.М. Оценка воздействия на природную среду эксплозивных извержений вулкана Шивелуч (Камчатка) // Вулканизм, структуры и рудообразование. Тез. докладов VII Всесоюзного вулканологического совещания, Иркутск, июнь 1992 г. Петропавловск-Камчатский. 1992. С. 29-30.

Мелекесцев И.В., Курбатов A.B., Сулержицкий Л.Д., Певзнер М.М. Сравнение скоростей поднятий побережья Камчатского залива Тихого океана и о.Карагинского // Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода / Тезисы доклада. М. 1994. С. 164.

Pevzner М.М., Andreev A.A. Peat section from North-Eastern Kamchatka as chronicle of geological and paleoenvironmental events during 14C 6000 years // International Radiocarbon Congress, Glasgow. 1994. Abstract.

Ponomareva V. К, Pevzner MM. Large debris avalanches in the eruptive history of Shiveluch volkano, Kamchatka, Russia II Internationa] Volcanology Congress IAVCEI 1994, Ankara, Turkey, September, 12-16. Abstract.

Ponomareva V.V., Pevzner MM. Large Flank Failures in the Holocene Eruptive History of Shiveluch Volcano, Kamchatka, Russia// Abstracts of the XXI General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), Boulder, Colorado, July 2-14,1995, USA. Week A (VA 32A-3), p. A-458.

Ponomareva V.V., Pevzner M.M. Predicting explosive eruptions from the eruptive histoiy reconstruction (Shiveluch volcano, Kamchatka, Russia, case study) II Annales Geophisical, 1996. Supplement I to volume 14. P.l 18.

Певзнер MM.. Мелекесцев KB..Мелкий B.A Первые данные о возрасте самых молодых моногенных вулканических образований (Северный и Южный Черпуки) Срединного хребта Камчатки // Всероссийское совещание «Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке» / Тез. докл. СПб. 1998. С. 335.

Бабанский А.Д., Певзнер М.М.. Пономарева В.В. Вулкан Шивелуч (Камчатка, Россия): особенности магматизма в голоценовой эруптивной истории // Второе Всероссийское петрографическое совещание «Петрография на рубеже XXI века: итоги и перспективы», Том 1, Сыктывкар. 2000. С. 15-16.

Ponomareva V.V., Pevzner MM.. Sulerzhitsky L.D. Radiocarbon chronology of Holocene paleosol horizons at the foot of Shiveluch volcano, Kamchatka as a key to volcanic activity record // 17th international radiocarbon conference, Israel, 2000.

Bazanova L.I., Pevzner M.M. Khangar - one more active volcano in Kamchatka, Russia / Exploring Volcanoes: Utilization of their Resources and Mitigation of their Hazards; Abstracts of IAVCEI General Assembly 2000. Baly, Indonesia: July 18-22.2000. P. 140.

Певзнер M.M.. Пономарева B.B., БазановаЛ.И., Сулержищий Л.Д. Пик эруптивной активности в тыловой зоне камчатской вулканической дуги 65006900 14С л.н. // «Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков». 2002. Т.1. С. 79-81.

Мелекесцев КВ., Брайцева О.А., Пономарева В.В., Певзнер ММ.. Сулержицкий Л.Д. «Век» (~б700-6400 гг до н.э.) вулканических катастроф в раннем голоцене Курило-Камчатской области // «Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков». Иркутск. 2002.

Pevzner M.M. Voluminous explosive-extrusive volcanism triggered by basalt injection: mid-holocene eruptions at Ichinsky Volcano, Kamchatka // Colloque international Montagne Pelee 1902-2002 Volcanisme explosif en zones de subduction, 12-16 May 2002. P. 30.

Pevzner MM.. Ponomareva V. V., Bqzanova L.I. New data on the Kamchatka back-arc volcanism during the Holocene time // 3rd Biennial Workshop on Subduction Processes emphasizing the Kurile-Kamchatkan-Aleutian Arcs, Fairbanks, Alaska, June 2002.

Ponomareva V.V., Pevzner M.M., Sulerzhitsky L.D. Explosive activity of Shiveluch volcano, Kamchatka, during the last 10.000 years // 3rd Biennial Workshop on Subduction Processes emphasizing the Kurile-Kamchatkan-Aleutian Arcs, Fairbanks, Alaska, June 2002.

Volynets A.O., Pletchov P.U., Pevzner MM. Mid-Holocene Sout Cherpuk monogenetic volcanic Center of Ichinskaya zone (Sredinny Ridge, Kamchatka): some petrologic features of rocks and first data on the melt's composition // 3rd Biennial Workshop on Subduction Processes emphasizing the Kurile-Kamchatkan-Aleutian Arcs, Fairbanks, Alaska, June 2002.

Певзнер М.М. Голоценовые моногенные вулканические формы восточного склона массива Алней-Чашаконджа (Срединный хребет, Камчатка) // Вулканизм и геодинамика / II Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии, Екатеринбург, 9-12 сентября 2003. С. 695-698.

Бабанский А.Д., Певзнер М.М. Ичинский вулканический массив (Срединный хребет, Камчатка) в позднем плейстоцене-голоцене: хронология извержений и особенности магматизма // Вулканизм и геодинамика / И Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии, Екатеринбург, 9-12 сентября 2003. С. 757-761.

Ponomareva V.V., Pevzner М.М., Sulerzhitsky L.D. Shiveluch volcano, Kamchatka: Eruptive history and sector collapses. // Abstracts of the 3rd International Workshop of IGCP Project 455 "Interaction between volcanoes and their basement and related geological hazards", August 24-25, 2003, Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia. P. 19.

Певзнер М.М. Новые данные о пространственно-временном распространении голоценового моногенного вулканизма Северной Камчатки // Взаимосвязь между тектоникой, сейсмичностью, магмообразованием и извержениями в вулканических дугах / 4-ое международное совещание по Курило-Камчатской-Алеутской вулканическим дугам, Петропавловск-Камчатский. 2004. С. 72-76.

Бабанский А.Д., Певзнер М.М.. Большей А.О. Петролого_геохимические и геодинамические особенности голоценового вулканизма бассейна р. Еловки (С. Камчатка) // «Вулканизм и геодинамика» / 3 Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии, Улан-Удэ, 5-8 сентября 2006. С. 512-515.

Певзнер М.М. Радиоуглеродная хронология голоценовой вулканической активности в Срединном хребте Камчатки // Тез. Докл. «Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма». ИГЕМ РАН. Москва. 2006. Т. 2. С. 9397.

Ponomareva V. V. and Pevzner М.М. What may be expected from Shiveluch volcano, Kamchatka? Lessons from reconstructed pre-historic eruptions and their environmental impact. // Проблемы эксплозивного вулканизма (к 50-летию катастрофического извержения вулкана Безымянный). Материалы первого

международного симпозиума. 25-30 марта 2006г. / Отв. редактор чл.-корр. РАН Е.И,. Гордеев. Петропавловск-Камчатский. 2006.

Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Актин В.В., Гурбанов А.Г., Евдокимов А.Н., Кудряшова Е.А., Певзнер ММ, Пономарева В.В., Сахно В.Г., Ступак Ф.М. Закономерности проявления новейшего вулканизма Северной Евразии - по результатам анализа карты новейшего вулканизма континента // Фундаментальные проблемы геотектоники, Том 2 / Материалы XL Тектонического совещания. М.: ГЕОС. 2007. С. 311-314.

Певзнер М.М. Голоценовый вулканизм и неотектоника северовосточной Камчатки // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований. Материалы V Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. Москва, 7-9 ноября 2007 г. М.: ГЕОС. 2007. С. 322-324.

Певзнер М.М. Методы изотопного датирования четвертичных отложений // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований. Материалы V Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. Москва, 7-9 ноября 2007 г. М.: ГЕОС. 2007. С. 324-327.

Бабанстй А.Д., Толстых М.Л., Певзнер М.М.. Наумов В.Б., Кононкова H.H. Особенности состава стекол расплавных включений в голоценовой тефре вулкана Шивелуч, Камчатка // IV Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии «Вулканизм и геодинамика», Петропавловск-Камчатский, 22 - 27 сентября 2009 г. С. 257-261

Певзнер М.М.. Головин Д.И., Герцев Д.О., Кущева Ю.В., Чурикова Т.Г., Волынец А.О., Родин B.C., Ладыгин В.М. Новые результаты K-AR датирования миоцен-плиоценовых вулканических пород Срединного хребта Камчатки // IV Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии «Вулканизм и геодинамика», Петропавловск-Камчатский, 22 - 27 сентября 2009 г. С. 445-448.,

Певзнер М.М.. Головин Д.И., Герцев Д.О., Kyufeea Ю.В., Чурикова Т.Г., Волынец А.О., Родин B.C., Ладыгин В.М. Миоцен-четвертичный вулканизм Срединного хребта Камчатки: результаты K-Ar датирования // IV Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопные системы и время геологических процессов», Санкт-Петербург, 2-4 июня 2009. С. 77-79.

Волынец А.О., Певзнер М.М. Состав вулканических пород северной части Срединного хребта Камчатки (результаты рентгенофлюоресцентного анализа) // IV Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии «Вулканизм и геодинамика», Петропавловск-Камчатский, 22 - 27 сентября 2009 г. С. 302-304.

Ponomareva V., Porínyagin М., Kuvikas О., Pevzner М, Bazanova L., Bigg G., Gavrilenko M., Kyle Ph., van den Bogaard Ch. Tephrochronological Research in the KALMAR Project and its Implications to the Temporal and Compositional Evolution of Volcanism in Kamchatka. Terra Nostra. 2009. №1. P. 62-63. ISSN: 0946-8978. Abstracts of the First Bilateral workshop on Russian-German

cooperation on Kurile-Kamchatka and the Aleutian Marginal Sea-Island Arc Systems.

Babansky A., Tolstykh M, Pevzner M., Naumov V., Kononkova N. Compositions of melt inclusions in minerals from the Holocene tephra of Shiveluch volcano, Kamchatka // European Current Research on Fluid Inclusion, 21-27 September, 2009, University of Granada, Spain. Abstracts. P. 9-10.

Певзнер M.M.. Бабанский А.Д. Возраст вулкана Молодой Шивелуч и эволюция состава его пород // Магматизм и метаморфизм в истории Земли / XI Всероссийское петрографическое совещание. Екатеринбург. 24-28 августа 2010 г. С. 115-116.

Babansky A., Tolstykh М., Pevzner М. Naumov V., Kononkova N. Late Pleistocene-holocene magmatism of Shiveluch volcano: three types of primary melts // Asian Current Research On Fluids Inclusions (ACROFI 2010), Novosibirsk, Russia, September 15-21,2010. Abstracts volume. P. 18-19.

Подписано в печать 14.03.2011 г. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 2 Тираж 150. Заказ №2

119017, г. Москва, Старомонетный пер. дом 31. Тел. (495) 9503039 Отпечатано на ризографе в ИП Скороходов В.А.

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Певзнер, Мария Михайловна

Введение

Глава 1 Геологическая изученность района исследований.

1.1. Положение вулканического пояса Срединного хребта.

1.2. История изучения четвертичного вулканизма Срединного хребта.

1.3. Вещественный состав вулканитов.

1.4. Изученность вулканизма голоценового этапа.

1.5. Гипотезы вулканической активности Срединного хребта в четвертичное время.

Выводы.

Глава 2 Методы исследования.

2.1. Картирование молодых вулканических отложений.

2.2. Тефрохронологический метод.

2.2.1. Некоторые особенности проведенных тефрохронологических исследований.

2.3. Радиоуглеродный метод.

2.3.1. Особенности полевого отбора проб.

2.3.2. Первичная лабораторная обработка.

2.3.3. Синтез счетного вещества.

2.3.4. Измерения радиоуглеродного возраста.

2.3.5. Приведение радиоуглеродного возраста к календарному.

2.3.5.1. Калибровка дат.

2.3.5.2. Изотопное фракционирование.

Выводы.

Глава 3 Вулканические центры Срединного хребта, проявлявшие активность в голоцене, и отложения их извержений.

3.1. Вулкан Хангар.

3.2. Южный Черпук.

3.3. Северный Черпук.

3.4. Вулкан Ичинский.

3.4.1. Детальная реконструкция строенного извержения

Южный Черпук—>Северный Черпук—► Ичинский вулкан

3.5. Кратер Кекук и лавовые потоки Гольцовых озер в Кекукнайском вулканическом массиве.

3.6. Маар Светлый Ключ.

3.7. Взрывной кратер в массиве Алией.

3.8. Киреунский лавовый поток.

3.9. Лавовый поток реки Левой Белой.

3.10. Седанкинский Дол и лавовый поток Седанкинский

3.11. Лавовый поток Озерновский.

3.12. Конуса Ныльгимелкин и связанное с ними лавовое поле.

3.13. Вулкан Спокойный.

3.14. Конус Икс.

3.15. Конус Тобельцен.

Выводы.

Глава 4 Возраст голоценовых извержений вулканических центров Срединного хребта Камчатки.

4.1. Строение и возраст 11114 Центральной Камчатской депрессии.

4.1.1. Опорные разрезы.

4.1.2. Сокращенные и частные разрезы.

4.1.3. Возраст почвенно-пирокластического чехла ЦКД.

4.1.4. Возраст молодых рельефоформирующих поверхностей

4.1.5. Частота пеплопадов в населенных пунктах и позднеголоценовый эпизод террасообразования в ЦКД . 158 Выводы по разделу 4.1.

4.2. Строение и возраст 11114 южной части Срединного хребта.

4.2.1. Опорные разрезы.

4.2.2. Некоторые особенности радиоуглеродного датирования торфяников.

Выводы по разделу 4.2.

4.3. Возраст извержений вулканов Хангар и Ичинского.

4.3.1. Вулкан Хангар.

4.3.2. Вулкан Ичинский.

Выводы по разделу 4.

4.4. Возраст извержений в районах Козыревского хребта и вулкана Кекукнайского.

4.4.1. Маар Светлый Ключ.

4.4.2. Район кальдеры Уксичан.

4.4.3. Вулкан Анаун и Анаунский Дол.

4.4.4. Кратер Кекук.

Выводы по разделу 4.4.

4.5. Возраст извержений эруптивных центров Алнейского вулканического массива и Седанкинского Дола.

4.5.1. Извержение в массиве Алией.

4.5.2. Киреунский поток и поток реки Левой Белой.

4.5.3. Седанкинский Дол.

Выводы по разделу 4.5.

4.6. Строение и возраст 1ШЧ севера Срединного хребта и территории северо-восточной Камчатки.

Выводы по разделу 4.6.

4.7. Возраст молодых вулканических центров бассейна р. Еловки.

Выводы по разделу 4.7.

4.8. Возраст молодых вулканических центров севера Срединного хребта.

4.8.1. Озерновский поток.

4.8.2. Конуса Ныльгимелкин.

4.8.3. Конус Тобельцен и конус Икс.

4.8.4. Вулкан Спокойный.

Выводы по разделу 4.8.

4.9. Вулканические центры Срединного хребта и северовосточной Камчатки, для которых установлен доголоценовый возраст.

Выводы по разделу 4.9.

Выводы.

Глава 5. Особенности пространственно-временных проявлений голоценового вулканизма Срединного хребта Камчатки . 229 5.1 Распространение голоценового вулканизма в пределах

Срединного хребта.

Выводы по разделу 5.1. {Защищаемое положение 1).

5.2. Пространственно-временное группирование извержении.

Выводы по разделу 5.2. (Защищаемое положение 2).

5.3. Направленная миграция вулканической активности.

Выводы по разделу 5.3. {Защищаемое положение 2, окончание).

5.4. Хронология вулканической деятельности. Импульсы эндогенной активизации.

Выводы по разделу 5.4. {Загцищаемое положение 3).

5.5. Сравнение вулканической активности Срединного хребта с другими вулканическими районами Камчатки и Северной Пацифики.

5.5.1. Долгосрочный прогноз вулканической опасности.

Выводы по разделу 5.5. (Защищаемое положение 4).

5.6. О возможных причинах проявления пространственно-временных закономерностей голоценового вулканизма Срединного хребта Камчатки.

5.6.1. Направленная миграция очагов крупнейших землетрясений.

5.6.2. Сходство пространственно-временных закономерностей, выявленных для миграции очагов высокомагнитудных землетрясений и голоценового вулканизма Срединного хребта Камчатки.

Выводы по разделу 5.6.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пространственно-временные закономерности активизации вулканизма Срединного хребта Камчатки в голоцене"

Представленная диссертация затрагивает ряд фундаментальных проблем геологии в области изотопной геохимии, современной геодинамики и новейшего вулканизма. Работы проводились в рамках приоритетных направлений фундаментальных исследований ГИН РАН и Президиума РАН: «Изотопная геохимия осадочных пород и хемостратиграфия»; «Неотектоника и современная геодинамика, как основа прогнозирования природных и техногенных катастроф»; «Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы»; «Окружающая среда в условиях изменяющегося климата: экстремальные природные явления и катастрофы», «Новейший вулканизм: закономерности его активности и сопутствующие катастрофические процессы».

Вулканизм — один из важнейших индикаторов геодинамики. В связи с этим пространственно-временные закономерности вулканической активности могут наглядно свидетельствовать об эволюции глубинных процессов, этапах накопления и эпизодах снятия эндогенных напряжений, движении плит и их блоков.

Камчатка, расположенная вблизи тройного сочленения Тихоокеанской, Евразийской и Североамериканской плит, представляет собой уникальный геологический полигон, имеющий длительную и непростую историю развития. Четвертичный вулканизм на Камчатке проявлен в четырех зонах, параллельных глубоководному Курило-Камчатскому желобу. Это Южная Камчатка, Восточный вулканический фронт, Центральная Камчатская депрессия и Срединный хребет. Вулканизм первых трех зон общепризнанно считается непосредственно связанным с современной зоной субдукции Тихоокеанской плиты [Авдейко а др., 2002; Пономарева и др., 2008; Шапиро, Ландер, 2003; СЪиггкоуа а1., 2001; Уо1упе15 А.е1 а1, 2010 и др.]. Причина проявления молодой вулканической активности в зоне Срединного хребта до сих пор остается дискуссионной. В диссертации рассматриваются пронстранственно-временные аспекты и закономерности проявления голоценового вулканизма в пределах миоцен-четвертичной вулканической зоны Срединного хребта Камчатки. Здесь и далее понятие Срединный хребет относится только к указанной вулканической зоне. Условная граница южной и северной частей хребта проводится на траверсе субширотного отрезка р. Камчатки по водоразделу рек Тигиль и Крюки.

Голоцен - текущая эпоха четвертичного периода. Начало голоцена соотносят с окончанием последнего материкового оледенения на севере Европы. Нижняя возрастная граница голоцена установлена на рубеже 11700 ±99 лет назад относительно 2000 года 10000 14С л.н.) [Стратиграфический кодекс, 2006; The 2009 version of the International Stratigraphie Chart, 2010; Walker et al., 2008].

В пределах Срединного хребта Камчатки на разных высотных отметках деградация ледников происходила по разному, в связи с чем возраст подошвы полных голоценовых разрезов несколько отличается по возрасту (9400 - 9800 14С л.н.). В диссертации под голоценом понимается последнее послеледниковье, во время которого накапливались и сохранялись рыхлые отложения. Начало накопления таких отложений и, соответственно, нижняя возрастная граница голоцена оценивается в 9800 - 10000 14С л.н., что соответствует 11000 - 12000 л.н. в календарном летоисчислении. Невозможность проведения работ по позднеплейстоценовым отложениям обусловлена тем, что в районе исследования доголоценовые рыхлые отложения уничтожены ледником.

Голоценовый этап по геологическим меркам соответствует сегодняшнему дню, однако, при этом позволяет набрать детальную статистику событий за 10 — 12 тыс. лет. Использование радиоуглеродного метода - как никакого другого - предоставляет уникальную возможность детального хронометрирования и периодизации голоцена. Комплексное использование радиоуглеродного и тефрохронологического методов с одной стороны значительно расширяет возможности исследования, а с другой -используется как взаимоконтроль.

Состояние предшествующих исследований. Срединно-Камчатская вулканическая дуга заложилась в конце олигоцена - начале миоцена [Авдейко а др., 2002; 2006; Леглер, 1977]. Неоген-четвертичные вулканиты прослеживаются на протяжении более чем 600 км от Срединно-метаморфического массива на юге до Камчатского перешейка на севере. В самой широкой части зона превышает 100 км в поперечнике. Позднемиоцен-плиоценовые вулканиты представлены породами островодужного типа, аналогичными типичным породам фронта дуги [Чурикова и др., 2009; Volynets et al, 2010]. Считается, что в эоцен-миоценовое время вулканическая зона Срединного хребта формировалась над зоной субдукции Тихоокеанской плиты, при этом глубоководный желоб располагался на 200 км западнее по сравнению с его современным положением [Авдейко и др., 2002; 2006; Леглер, 1977; Селиверстов, 2009; Lander, Shapiro, 2007].

В настоящее время Срединный хребет Камчатки удален от современного глубоководного желоба приблизительно на 400 км. В южной части хребта, вплоть до вулкана Хангар, сейсмофокальная зона трассируется на глубине около 400 км, далее на север не прослеживается [Davaille et al, 2001; Gorbatov et al., 1997; 2000]. Северная часть хребта протягивается более чем на 200 км к северу от Берингийской зоны трансформных разломов [.Davaille et al, 2001]. Берингийская же часть Северо-Американской плиты, расположенная к северу от Алеутского глубоководного жёлоба, рассматривается как тектонически-стабильная, начиная с миоцена [Авдейко и др., 2002; Baranov et al, 1991; Davaille et al, 2001].

Четвертичный вулканизм зоны Срединного хребта по данным [Churikova et al, 2001; Volynets et al, 2010] характеризуется извержениями пород «гибридного» состава, в котором сочетаются признаки островодужного и внутриплитного происхождения. Причем, породы голоценового и плейстоценового возраста имеют аналогичный состав. Существенных вариаций в геохимическом составе четвертичных вулканитов вдоль простирания хребта не обнаружено: породы имеют сходный состав вне зависимости от их положения к северу или югу от Берингийской зоны трансформных разломов, по которой принято проводить границу Тихоокеанской плиты. Принципиальное сходство вещественного состава пород голоценового и плейстоценового возраста [Volynets et al., 2010] позволяет предполагать, что современная геодинамическая обстановка и выявленные закономерности голоценовой вулканической активности Срединного хребта, в полной мере могут характеризовать четвертичный этап развития исследуемого района.

На сегодняшний день четвертичную и, в том числе голоценовую, вулканическую активность в Срединном хребте пока не удается объяснить однозначно: хребет может представлять собой третий тыловой вулканический пояс Курило-Камчатской островодужной системы, либо быть самостоятельной вулканической дугой с иным источником питания и своей историей развития. Большая часть работ, направленных на выяснение причин молодой вулканической активности Срединного хребта, базируется на изучении вещественного состава вулканитов. При этом особенности пространственно-временных закономерностей активизации вулканических центров не рассматриваются, т.е. до настоящего времени не было попыток изучения молодого вулканизма Срединного хребта с позиций геохронологии.

Срединный хребет - один из наименее изученных вулканических районов Камчатки, что обусловлено не столько труднодоступностыо, сколько незыблемо сложившимся представлением об отсутствии в его пределах активного вулканизма. Единственная монография, посвященная четвертичному вулканизму Срединного хребта, опубликована в 1972 г [Вулканы ., 1972]. В четвертичное время по данным [Вулканы ., 1972; Камчатка ., 1974] в Срединном хребте образовалось 120 вулканов полигенного типа и около 1000 мелких моногенных вулканических образований (шлаковых конусов и лавовых потоков). Считалось [Вулканы ., 1972], что более 150 вулканических центров хребта имеют позднеплейстоценовый возраст; значительная часть этих вулканических сооружений относилась даже к голоцену, а целый ряд одноактных вулканов -по мнению авторов - образовался даже в историческое время. Приведенные данные о возрасте вулканов Срединного хребта базировались на свежем морфологическом облике построек и соотношении вулканических форм с позднеплейстоценовыми моренами; изотопного датирования не проводилось. Тем не менее, масштаб и интенсивность базальтового моногенного вулканизма последних 40-50 тыс. лет здесь значительно больше, чем в других вулканических районах Камчатки [Новейший ., 2005].

К началу работ автора (1997 г.) единственным действующим вулканом Срединного хребта считался Ичинский, что мотивировалось свежим морфологическим обликом двенадцати лавовых потоков, излившихся по краю соммы, и зафиксированной фумарольной активностью [Действующие ., 1991]. Также было известно о голоценовом возрасте двух моногенных вулканических центров северной части хребта: по тефрохронологическим данным Озерновский лавовый поток образовался в раннем [ВгаИБеуа е1 а!., 1995], а Киреунский - в среднем (устное сообщение В.В. Пономаревой) голоцене. Было известно одно извержение вулкана Хангар с возрастом около 6900-7000 14С лет [Брагщева и др., 1994]. При этом во фронтальной зоне Камчатки к 1997 году было известно 29 действующих и потенциально активных вулканов полигенного типа и несколько десятков моногенных вулканических центров, проявлявших активность в голоцене [Брагщева и др.,2001; Действующие ., 1991; Мелекесцеви др., 2001].

Основные задачи:

3. Провести радиоуглеродное датирование вулканических центров и извержений.

Фактический материал. Работа базируется на личных полевых материалах автора, полученных в 1997-2010 гг., которые включают более 700 точек наблюдения (шурфы и расчистки естественных обнажений), около 700 радиоуглеродных дат, полученных автором в лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН, а также около 300 радиоуглеродных дат из литературных источников. Кроме того автором проведено дешифрирование аэрофото- и космоснимков на всю территорию Срединного хребта, по материалам дешифрирования для большинства изученных центров сделана серия крупномасштабных геолого-геоморфологических карт. Данные картирования, вкупе с полевыми наблюдениями о мощностях и типах отложений, легли в основу определения параметров извержений (объем и вес изверженных пород).

Данные по истории эруптивной активности вулкана Хангар получены в результате совместных работ с Л.И. Базановой и приводятся согласно [Базаиова, Певзнер, 2001]; хронология извержений Седанкинского Дола полностью приводится по [Дирксен, 2009).

Практическое значение. Результаты исследования могут быть использованы для интерпретации геодинамической обстановки проявления молодого вулканизма внесубдукционной зоны Камчатки и других аналогичных обстановок. Полученные результаты также могут быть использованы при районировании территории России и прилегающих к ней стран в отношении вулканической опасности и оценки последствий катастрофических извержений.

Основные защищаемые положения:

1 главе приводятся данные о состоянии предшествующих исследований и истории геологического развития района Срединного хребта. Глава 2 посвящена описанию основных методов и подходов, использованных при выполнении работы. Глава 3 посвящена описанию вулканических центров, связанных с ними отложений и определению параметров продуктивности голоценовых извержений зоны Срединного хребта. В 4 главе обосновывается возраст вулканических извержений. В 5 главе суммируются полученные результаты; рассматриваются пространственно-временные закономерности вулканической активизации зоны Срединного хребта в голоцене; проводится сравнение хронологии вулканической активности Срединного хребта с другими вулканическими зонами Камчатки и Северной Пацифики; проводится сравнительный анализ пространственно-временных закономерностей вулканической и сейсмической активизации. Заключение содержит итоговые выводы и результаты работы.

Работа выполнялась в рамках:

1. Тем: «Радиоуглеродные исследования эндогенных, экзогенных и биосферных событий позднего плейстоцена-голоцена», «Радиоуглеродная хронология и синхронизация эндогенных и экзогенных событий позднего плейстоцена-голоцена», «Периодизация голоцена и позднего плейстоцена, корреляция и выявление синхронности эндогенных и экзогенных событий северной Евразии по данным радиоуглеродного датирования», включенных в приоритетные направления исследований ГИН РАН.

3. Проектов РФФИ № 96-05-65311, 99-05-64954, 01-05-64998, 02-05-64991, 03-05-65007, 05-05-64776, 07-05-00536, 08-05-00092.

4. А также при финансовой поддержке Национального географического общества США.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность Л.Д. Сулержицкому - учителю, другу и единомышленнику, который приобщил

14 меня к непростому, но исключительно увлекательному миру радиоуглеродной хронологии. Автор сердечно благодарит всех сотрудников лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН - как ныне здравствующих, так и уже покинувших нас — за всестороннюю помощь и моральную поддержку: М.И. Буякайте, В.И. Виноградова, Л.А. Волкову, Д.О. Герцева, Д.И. Головина, Т.А. Драгавцеву, Н.Е. Зарецкую, В.Н. Кулешова, Ю.В. Кущеву, Н.И. Макарову, Б.Г. Покровского, B.C. Родина, А.Л. Рябинина, Л. Д. Сулержицкого. Особую признательность автор выражает своим учителям, коллегам и самым строгим, но доброжелательным оппонентам из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, которые открыли для меня камчатские вулканы и широчайшие возможности тефрохронологического метода: В.В. Пономареву, O.A. Брайцеву и И.В. Мелекесцева. Моя работа никогда не могла бы состояться без активной помощи и поддержки людей, деливших со мной радости и уменьшавших тяготы полевых работ: А.Д. Бабанского, Л.И. Базановой, И.А. Балашова, М.А. Викулиной, А.О. Волынец, Д.О. Герцева, О.В. Дирксена, A.C. Кириленко, С. Коняева, Г.Н. Новикова, Л.И. Пешкова, B.C. Родина, Н.П. Смелова, М.Л. Толстых, Т.Г. Чуриковой, а также авиакомпании «Ксудач». Автор весьма обязан химической лаборатории ИГЕМ РАН, а также М.В. Портнягину (ГЕОМАР, Германия) и Ф. Кайлу (Институт горного дела штата Нью-Мексико, США) за большое количество химических анализов лав и пирокластики, выполненных на высоком уровне. Автор выражает свою глубокую признательность А.Д. Бабанскому, O.A. Брайцевой, А.О. Волынец, И.В. Мелекесцеву, Б.Г. Покровскому, В.В. Пономаревой, Л.Д. Сулержицкому и многим другим, принимавшим активное участие в обсуждении материалов и подготовке работы.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Певзнер, Мария Михайловна

Выводы.

Впервые геологическими и изотопно-геохронологическими методами в пределах Срединного хребта Камчатки выявлены и датированы многочисленные вулканические центры, проявлявшие активность в голоценовое время. Они расположены в пределах миоцен-четвертичной вулканической зоны хребта между 54° 45' и 58° 15' с.ш. от вулкана Хангар на юге до конуса Тобельцен на севере. Молодой вулканизм локализован в пределах уединенных вулканических массивов плиоцен-четвертичного возраста и образует два ареала - «восточный» и «западный» - которые, по-видимому, приурочены к глубинным разломным зонам северо-восточного и северо-северо-восточного простирания.

Голоценовая вулканическая активность характеризуется определенными пространственно-временными закономерностями проявления. Это выражается в группировании событий, которое сопровождается направленной миграцией вулканизма. Активизация во всех случаях начинается с южного центра группы или супергруппы и далее распространяется в северном направлении. Начало образования групп и супергрупп, в том числе выделяемых по сейсмогенным обвалам, маркируют десять импульсов эндогенной активности. Хронологически импульсы образуют пять пар, проявляющихся с периодичностью в 2.5 тысячи лет. Каждая из пяти пар импульсов также характеризуется миграцией активности, но уже направленной к югу.

Обнаруженная хронологическая зависимость между проявлением парных импульсов эндогенной активности зоны Срединного хребта и этапами усиления эксплозивной активности вулканов Северной Пацифики позволяет рассматривать выявленные импульсы эндогенной активности как характеристику особенностей геодинамических напряжений регионального уровня. А установленные для голоцена Срединного хребта закономерности вулканической активизации (группирование и направленную миграцию) как неотъемлемые - и ранее неизвестные - характеристики вулканического процесса.

Наличие пространственно-временной корреляция импульсов эндогенной активности Срединного хребта с крупнейшими извержениями вулканов фронтальной зоны Камчатки позволяют использовать полученные данные для долгосрочного прогноза повторяемости катастрофических извержений, не только для тыловой, но и для фронтальной зоны Камчатского региона.

Данные о подобных закономерностях проявления вулканической активности во фронтальной части Камчатки, а также в других островодужных системах отсутствуют. На сегодняшний день - с позиций классической вулканологии — не существует удовлетворительного объяснения выявленным геохронологическим особенностям голоценового вулканизма и периодам повышенной сейсмической активности Срединного хребта Камчатки. Наиболее близкие пространственно-временные закономерности описаны для миграции очагов высокомагнитудных землетрясений. И, если рассматривать вулканизм и сейсмику как разные виды снятия эндогенного напряжения, то, возможно, гипотеза, объясняющая направленную миграцию очагов крупнейших землетрясений, окажется применимой и к молодому вулканизму Срединного хребта Камчатки.

Заключение

С 1997 года автором проводились целенаправленные комплексные геохронологические работы в Срединном хребте и сопредельных районах Камчатки. Исследования были направлены на изучение голоценового вулканизма и имели пионерный характер.

В результате этих работ было доказано наличие голоценовой вулканической активности в Срединном хребте, который ранее считался зоной потухшего вулканизма. Были изучены отдельные эруптивные центры и связанные с ними отложения, определены возраст и продуктивность крупнейших извержений. Таким образом, «белые пятна», какими до недавнего времени представлялись Срединный хребет и территория северовосточной Камчатки, оказались заполнены. В результате значительно расширены границы молодой вулканической активности Камчатки, а голоценовая летопись эруптивных событий существенно дополнена. Можно утверждать, что на сегодняшний день все вулканические зоны полуострова имеют сходную степень изученности, и проблема пространственной приуроченности голоценового вулканизма Камчатки в целом решена.

20JO]. В ряде работ отмечается, что вулканическая активность отдельно взятых центров может «перемещаться» в одном направлении с определенной скоростью [Леонов, 1991; Berg, Sutton, 1974; Gusev, 2008; Sauers, 1986; Tanaka et ah, 1986 it др.]. Такие явления описываются в пределах отдельных островных дуг и рифтовых систем. При этом скорость миграции вулканической активности фиксируется в диапазоне от первых сантиметров до 900 км/год [Акманова, 2008, сводка по данным разных авторов], а для северо-западной окраины Тихого океана - в 100 км/год [Викулин, 2003]. Таким образом, выявленный эффект направленной миграции вулканизма в Срединном хребте Камчатки не является уникальной особенностью изученного района, но позволяет считать направленную миграцию одной из важнейших характеристик вулканической активности. В этой связи важно подчеркнуть, что все крупнейшие извержения Срединного хребта в том или ином качестве группируются, а направленная миграция как раз фиксируется в отдельных группах и супергруппах. По сравнению с вышеприведенными данными [Викулин, 2003], установленные для Срединного хребта скорости направленной миграции (0,04-0,4 км/год) можно оценить как «медленные». По-видимому, их выявление стало возможным в результате детального геохронологического исследования, выполненного на базе высокоточного определения возраста извержений.

Доказано, что зарождение отдельных групп и супергрупп обусловлено импульсами эндогенной активности. Пять пар импульсов фиксируются в зоне Срединного хребта с периодичностью в 2.5 тысячи лет, при этом для каждой единичной пары зафиксирована миграция активности, ориентированная к югу.

276 лет), можно посчитать скорость их перемещения. Она составляет 0,2-0,4 км/год, что соответствует наиболее распространенным скоростям направленной миграции вулканизма внутри групп и супергрупп Срединного хребта. Периодические импульсы эндогенной активности - в силу своего регионального значения - могут быть использованы для прогноза повторяемости катастрофических извержений как для тыловой, так и для фронтальной вулканических зон Камчатки.

Впервые полученная для зоны Срединного хребта характеристика пространственно-временного проявления голоценовой эруптивной активности по-прежнему не дает однозначного ответа о причинах проявления молодого вулканизма в этом районе. Однако данные об асинхронной активизации вулканизма фронтальной и тыловой зон Камчатки свидетельствуют в пользу того, что Срединный хребет представляет собой самостоятельный вулканический пояс. Косвенным подтверждением этого является выделение периодических парных импульсов эндогенной активности, что было бы невозможно, если бы анализировался материал только по части единой вулканической структуры.

На сегодняшний день не существует удовлетворительного объяснения выявленным геохронологическим особенностям голоценового вулканизма и периодам повышенной сейсмической активности Срединного хребта Камчатки. Наиболее близкие пространственно-временные закономерности описаны для миграции очагов высокомагнитудных землетрясений [Быков, 2005; Викулгш, 1992, 2003; Никонов, 1975, 1989; Уломов, 2004; КсяаИага, 1979; Mogi, 1968 и др.]. И, если рассматривать вулканизм и сейсмику как разные виды снятия эндогенного напряжения, то, возможно, гипотеза, объясняющая направленную миграцию крупнейших землетрясений, окажется применимой и к молодому вулканизму Срединного хребта Камчатки.

Принципиальное сходство вещественного состава вулканических пород голоценового и плейстоценового возраста [Уо1упе1з е/ а1, 2010] позволяет предполагать, что все четвертичные вулканиты хребта образовывались в сходной геодинамической обстановке. В этом случае пространственно-временные закономерности вулканической активизации, выявленные для голоцена, скорее всего, должны характеризовать и весь четвертичный этап истории вулканизма Срединного хребта Камчатки.

По мнению автора, продолжение геохронологических исследований голоцена Камчатки представляется весьма перспективным. Ни для одного другого района мира нет такого обширного массива радиоуглеродных дат (более 3000), созданного с целью датирования вулканических и палеосейсмических событий голоценового времени. Отработанная автором методика пространственно-временного анализа может быть использована для выявления закономерных проявлений вулканизма и сейсмики во фронтальных вулканических зонах полуострова. Прежде всего, это касается крупнейших извержений (например, кальдер), извержений моногенного типа, а также обвалов. Поскольку Камчатка является частью Курило-Камчатской островной дуги, то искомые пространственно-временные закономерности, а также импульсы эндогенной активности можно будет выявить только при анализе всей вулканической зоны в целом (Камчатка+Курильские острова+северный Хоккайдо).

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Певзнер, Мария Михайловна, Москва

1. Авдейко Г.П., Палуева A.A., Хлебородова O.A. Геодинамические условия вулканизма и магмообразования Курило-Камчатской островодужной системы // Петрология. 2006. Т. 14. № 3. С. 249-267.

2. Авдейко Г.П., Палуева A.A. Геодинамика камчатской зоны субдукции: вулканизм, сейсмоопасность, цунамиопасность // IV Всероссийский симпозиум по вулканологии и палеовулканологии «Вулканизм и геодинамика». Петропавловск-Камчатский. 2009. С. 567-570.

3. Авдейко Г.П., Попружеико C.B., Палуева A.A. Тектоническое развитие и вулкано-тектоническое районирование Курило-Камчатской островодужной системы // Геотектоника, 2002, № 4. С.64-80.

4. Акманова Д.Р. Пространственно-временные закономерности распределения вулканической активности окраины Тихого океана // Материалы ежегодной конференции, посвященной дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2007. С. 263-272.

5. АрслановХ.А. Радиоуглерод: геохимия и геохронология. М.: ЛГУ. 1978. 300 с.

6. Базанова Л.И., Брайцева O.A., Пузанков М.Ю., Сулержгщкий ЛД. Катастрофические плинианские извержения начальной фазы формирования молодого конуса вулкана Авачинский (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2003. № 5. С. 20-40.

7. Базанова ЛИ., Певзнер М.М. Хангар еще один действующий вулкан на Камчатке // ДАН. 2001. Т. 377. № 6. С. 800-802.

8. Балеста С.Т. Строение земной коры и магматические очаги областей современного вулканизма Камчатки // Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука. 1991. С. 36-45.

9. П.Балуев Э.Ю., Перепелов А.Б., Базанова Л.И., Пузанков М.Ю. // В: "Вулканизм, структуры и рудообразование". Петропавловск-Камчатский. Наука. 1992. С. 42-43.

10. М.Белоусов А.Б. Закономерности распространения и механизм извержений мааров полуострова Камчатка // ДАН. 2006. Т. 406. С.492-495.

11. Борисов О.Г., Борисова В.Н. Экструзивные купола И Вопросы магматизма, метаморфизма и орудинения Дальнего Востока. -Владивосток. 1973. С. 129-131.

12. Бращева О. А., Егорова И. А., Сулержгщкий Л. Д., Несмачный И. А. Вулкан Малый Семячик // Вулканический центр: строение, динамика, вещество (Карымская структура). Москва.: Наука. 1980. С. 199-235.

13. Бращева О. А., Сулержгщкий Л. Д., Литасова С.Н., Гребзды Э.И. Радиоуглеродные даты отложений почвенно-пирокластических чехлов Ключевской группы вулканов // Вулканология и сейсмология. 19846. №2. С. 110-116.

14. Бращева О. А., Мелекесцев И. В. Тефрохронологический метод // Методическое руководство по изучению и геологической съемке четвертичных отложений. Л.: Недра. 1987. С. 227-234.

15. Бращева О. А., Мелекесцев И. В., Богоявленская Г. Е., Максимов А. П. Вулкан Безымянный: история формирования и динамика активности // Вулканология и сейсмология. 1990. № 2. С. 3-32.

16. Бращева О. А., Мелекещев И. В., Пономарева В. В., Сулержицкий Л.Д., Лнтасова С. Н. Возраст действующих вулканов Курило-Камчатского региона // Вулканология и сейсмология. 1994. № 4-5. С. 5-32.

17. Бращева О. А., Сулержгщкгш Л. Д., Пономарева В. В., Мелекесцев И. В. Геохронология крупнейших эксплозивных извержений Камчатки в голоцене и их отражение в Гренландском ледниковом щите // Доклады РАН. 1997. Т. 352. № 4. С. 516-518.

18. Бращева O.A., Базанова Л.И., Мелекесцев И.В., Сулержицкий Л.Д. Крупнейшие голоценовые извержения вулкана Авачинский на Камчатке (этап 7250-3700 14С лет назад). // Вулканология и сейсмология. 1998. №1. С. 3-24.

19. Бращева O.A., Егорова H.A., Несмачный H.A., Селянгин О.Б., Сулержицкий Л.Д. Тефрохронологические исследования как метод изучения закономерностей циклического развития вулкана // Бюллетень вулканологических станций. 1978а. № 54. С. 41-53.

20. Брайцева O.A., Егорова H.A., Несмачный H.A., Селянгин О.Б., Сулержгщкгш Л.Д. Тефрохронологическое датирование лавовых комплексов и реконструкция истории формирования современного вулкана // Бюллетень вулканологических станций. 19786. № 55. С. 4154.

21. Бращева O.A., Литасова С.Н., Пономаренко А.К. Применение тефрохронологических методов для датирования опорной стоянки на Восточной Камчатке // Вулканология и сейсмология. 1983. N 5. С. 1825 .

22. Бращева O.A., Мелекесцев И.В., Евтеева И. С., Лупикина Е.Г. Стратиграфия четвертичных отложений и оледенения Камчатки. М.: Наука. 1968. 226 с.

23. Бращева O.A., Мелекесцев И.В., Сулержгщкгш Л.Д. Новые данные о возрасте плейстоценовых отложений центральной камчатской депрессии // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2005. Том 13. № 1.С. 121-130.

24. Вагнер Г.А. Научные методы датирования в геологии, археологии и истории. М.: Техносфера. 2006. 576 с.

25. Важеевская A.A., Огородов H.B. Ареальный вулканизм Срединного хребта Камчатки // Бюллетень вулканологических станций АН СССР. 1964. № 36. С. 73-83.

26. Викулнн A.B. Миграция очагов сильнейших Камчатских и СевероКурильских землетрясений и их повторяемость // Вулканология и сейсмология. 1992 № 1. С. 46-60.

27. ЗА.Викулнн A.B. Физика волнового сейсмического процесса. Петропавловск-Камчатский: КГПУ. 2003. 150 с.

28. Викулин A.B. Физика Земли и геодинамика. Учебное пособие. Петропавловск-Камчатский: КамГУ. 2009. С. 320-352.

29. Волынец А. О. Плейстоцен-голоценовый вулканизм Срединного хребта Камчатки: состав пород и геодинамическая интерпретация / Диссертация на соискание степени к.г-м.н., МГУ, геологический ф-т, М. 2006.195 с.

30. Волынец А.О., Чурикова Т.Г., Вернер Г. Геохимия вулканических пород Срединного хребта Камчатки // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2005. № 2. Выпуск 6. С. 21-33.

31. Волынец О.Н., Пономарева В.В., Бабанскнй А.Д. Магнезиальные базальты андезитового вулкана Шивелуч, Камчатка // Петрология. 1997. Том 5. № 2. С. 206-221.

32. Вулканы и четвертичный вулканизма Срединного хребта Камчатки. Москва: Наука. 1972. 191 с.

33. Геологическая карта и карта полезных ископаемых Камчатской области и Корякского автономного округа. М-б 1:1500000. Гл. ред.: Литвинов А.Ф., Марковский Б.А., Зайцев В.П. Л.:ВСЕГЕИ. 2005.

34. Действующие вулканы Камчатки / Под ред. Федотова С.А. и др. Москва: Наука, 1991. Т. 1. 302 с. Т. 2. 415 с.

35. Дирксен О.В., Мелекесцев И.В. Хронология, динамика формирования и морфология эруптивных центров голоценового этапа ареального вулканизма бассейна р. Авача (Камчатка, Россиия) // Вулканология и сейсмология. 1999. № 1. С. 3-19.

36. Камчатка, Курильские и Командорские острова. М.: Наука. 1974. 439 с.55 .Кирьянов В.Ю. Гравитационная эоловая дифференциация пеплов вулкана Шивелуч (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 1983. № 6. С. 30-39.

37. Кирьянов В.Ю., Соловьева H.A. Изменение вещественного состава пеплов в результате гравитационной эоловой дифференциации // Вулканология и сейсмология. 1990. № 4. С. 10-19.

38. Классификация и номенклатура магматических горных пород. М.: Недра, 1981. 160 с.

39. Ъ%.Константгтовская Е.А., Геодинамика коллизии островная дуга-континент на западной окраине Тихого океана // Геотектоника. 1999. № 5. С. 15-34.

40. Леглер В.А. Развитие Камчатки в кайнозое с точки зрения теории тектоники литосферных плит // Тектоника литосферных плит (источники энергии тектонических процессов и динамика плит). Москва: Институт Океанологии АН СССР. 1977. С. 137-169.

41. Леонов ВЛ. О некоторых закономерностях развития гидротермальной и вулканической деятельности на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 1991. № 2. С. 28-40.

42. Лобковский Л.И., Никишин A.M., Хайн В.Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики, М. Научный Мир, 2004, 610 с.

43. Маренина Т.Ю. Вулкан Хангар в Срединном хребте Камчатки // Труды Лаборатории вулканологии. 1959. Вып. 17. С. 3-69.

44. Маренина Т.Ю. Ичинский вулкан в Срединном хребте Камчатки // Тр. лаб. вулканологии. 1962, вып. 22. С. 3-66.

45. Мелекесцев И.В., Бращева O.A., Пономарева В.В., Базанова Л.И., Пинегина Т.К., Дирксен О.В. 0 650 гг. - этап сильнейшего природного катастрофизма нашей эры на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2003. №6. С. 3-23.

46. Мелекесцев И.В., Бращева O.A., Пономарева В.В., Сулержгщкий Л.Д. «Век» вулканических катастроф в раннем голоцене Курило-Камчатской области // Глобальные изменения природной среды. Новосибирск: СО РАН НИЦ ОИГГМ. 1998. С. 146-152.

47. Мелекесцев И.В., Краевая Т. С., Брайцева O.A. Почвенно-пирокластический чехол и его значение для тефрохронологии на Камчатке //Вулканические фации Камчатки. М.: Наука. 1969. С. 61-71.

48. Мелекесцев И.В., Курбатов A.B., Певзнер М.М., Сулержгщкий Л.Д. "Доисторические" цунами и сильные землетрясения на полуострове Камчатском (Камчатка) по данным тефрохронологических исследований // Вулканология и сейсмология. 1994. N 4-5. С. 5-32.

49. П.Никонов A.A. Сильнейшие землетрясения Восточного Кавказа с точки зрения геодинамики // Геодинамика Кавказа / сб. науч. трудов. М.: Наука. 1989. С.148-156.

50. Новейший и современный вулканизм на территории России / Отв. ред. Н.П. Лаверов; Ин-т физики Земли им. О.Ю. Шмидта. М.: Наука. 2005. 604 с.

51. Патока М.Г., Успенский B.C., Чигаев В.В. и др. Окончательный отчет о геологической съемке масштаба 1:200000, проведенной ичинской партией в 1974-1975 гг. Том 1. Петропавловск-Камчатский. 1976. Ф-3887. 328 с.

52. Ъб.Певзнер М.М. Северная граница голоценового вулканизма Камчатки // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2010. № 1. Выпуск 15. С. 231-258.

53. Певзнер М.М. Тефростратиграфические реперы в голоценовых разрезах южной части Срединного хребта Камчатки и некоторые особенности радиоуглеродного датирования торфяников // Вулканология и сейсмология. 2003. № 4. С. 1-15.

54. Ю.Певзнер М.М., Мелекесцев И.В., Волынец О.Н., Мелкий В.А. Южный Черпук и Северный Черпук крупнейшие голоценовые моногенные вулканические формы Срединного хребта Камчатки (Россия) // Вулканология и сейсмология. 1999. № 6. С. 22-32.

55. Певзнер М.М., Пономарева В.В., Сулержьщкий Л.Д. Голоценовые почвенно-пирокластические чехлы в Центральной Камчатской депрессии: возраст, строение, особенности осадконакопления // Вулканология и сейсмология. 2006. № 1. С. 24-38.

56. Перепелов A.B. Неоген-четвертичный шошонит-латитовый магматизм Срединного хребта Камчатки: вулкан Теклетунуп (геологическая эволюция, петрография, минералогия) // Вулканология и сейсмология.2004. №3. С. 12-30.

57. Перепелов А.Б. Неоген-четвертичный шошонит-латитовый магматизм Срединного хребта Камчатки: вулкан Теклетунуп (геохимия, петрология, геодинамическая позиция) // Вулканология и сейсмология.2005. №1. С. 22-36.

58. Перепелов А.Б., Чащин A.A., Мартынов Ю.А. Срединно-камчатская зона (плиоцен-голоцен) // Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. Т. 1. Владивосток. 2006. С. 382-398.

59. Пийп Б.И. Ключевская сопка и ее извержения в 1944—1945 гг. и в прошлом // Труды Лаборатории вулканологии. М.: Изд-во АН СССР. 1956. Вып. 11.309 с.

60. Плечов П.Ю. Множественность источников островодужных магм и динамика их взаимодействия / Автореферат диссертации . доктора геолого-минералогических наук. М. 2008. 45 с.287

61. Поляк Б.Г., Мелекесг{ев И.В. Продуктивность вулканических аппаратов // Вулканология и сейсмология. 1981. № 5. С. 22-37.

62. Пономарева В.В. Вулкан Крашенинникова: история формирования и динамика активности // Вулканология и сейсмология. 1987. №5. С. 28-44.

63. Пономарева В.В. Крупнейшие эксплозивные вулканические извержения и применение их тефры для датирования и корреляции форм рельефа и отложений / Автореферат диссертации . доктора географических наук. М. 2010. 50 с.

64. Рихтер A.B. Структура метаморфического комплекса Срединно-Камчатского массива // Геотектоника. 1995. № 1. С. 71-78.

65. Санина И.А., Низкоус И.В., Гонтовая Л.И., Кисслинг Э. Структура Камчатской зоны субдукции по результатам сейсмической томографии // ДАН. 2005. Том 404. № 5. С. 678-683.

66. Святловский А.Е. Атлас вулканов СССР. М.: Наука. 1959. 174 с.

67. Селиверстов Н.И. Геодинамика зоны сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг. Петропавловск-Камчатский: КамГУ им. Витуса Беринга. 2009. 191 с.

68. Трубицын В.П., Шапиро М.Н., Рыков В.В. Численное моделирование доплиоценовых мантийных течений в области сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг // Физика Земли. 1998. №4. С. 10-19.

69. У ломов В. И. О роли горизонтальных тектонических движений в сейсмогеодинамике и прогнозе сейсмической опасности // Физика Земли. 2004. № 9. С. 14-30.

70. Федотов СЛ., Мархинан Е.К., Слезин Ю.Б., Цюрупа А.И. Южный прорыв // Большое Трещинное Толбачинское извержение (1975-1976 гг., Камчатка). М.: Наука, 1984. С. 84-142.

71. Хайн В.Е., Халилов Э.Н. Пространственно-временные закономерности сейсмической и вулканической активности. Burgas, SWB, 2008, 304 с.

72. Харкевнч Д.С. Изверженные породы Срединного Камчатского хребта (район р. Кирганик р. Облуковина) // Труды Камчатской комплексной экспедиции 1936-1937 гг. 1940. Вып. 1. С. 47-64.

73. Шанцер А.Е., Краевая Т.С. Формационные ряды наземного вулканического пояса (на примере позднего кайнозоя Камчатки. М.: Наука. 1980. 162 с.

74. IIIaHiiep А.Е., Шапиро М.Н. Позднекайнозойская геодинамика Северной Камчатки // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. Вып. 1. 1993. С. 240-250.

75. Шанцер Е.В. Генетические типы четвертичных отложений. Отложения вулканогенного комплекса // Стратиграфия СССР. Четвертичная система (полутом 1). М.: Недра. 1982. С. 88-91.

76. Шапиро М.Н., Ландер A.B. Формирование современной зоны субдукции на Камчатке // Очерки геофизических исследований: К 75-летию Объединенного института физики Земли им. О.Ю. Шмидта. М.: ОИФЗ РАН. 2003. С. 338-344.

77. Шапиро М.Н., Соловьев A.B. Кинематическая модель формирования Олюторско-Камчатской складчатой области // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 8. С. 863-880.289

78. Шеймович B.C. Кайнозойский базальтовый вулканизм Камчатки как индикатор раздвижения земной коры // Известия АН СССР. Серия геологическая. 1976. № 11. С. 14-18.

79. Шеймович B.C. Некоторые проблемы геологического изучения ареального базальтового вулканизма Камчатки // Тихоокеанская геология. 1982. №6. С. 78-84.

80. Шеймович B.C., Патока М.Г. Геологическое строение зон активного кайнозойского вулканизма. М.: ГЕОС, 2000. 208 с.

81. Эрлих Э.Н. Восхождение на вулкан Ичинский // Бюллетень вулканологических станций. № 27. М. 1958. С. 55-59.

82. Эрлих Э.Н. Новейший вулканизм бассейна р. Тихой и вулкан Анаун на Камчатке // Труды Лаборатории вулканологии АН СССР. 1960. Вып. 18.

83. Эрлих Э.Н. Новые данные о вулкано-тектонических структурах Камчатки и вопросы развития четвертичного вулканизма // Геотектоника. 1966. № 6. С. 48-63.

84. Эрлих Э.Н. О структурной приуроченности четвертичного вулканизма Камчатки //Геотектоника. 1965. № 1. С. 93-105.

85. Эрлих Э.Н. Об эволюции четвертичного вулканизма в зоне Срединного хребта Камчатки // Известия АН СССР. Серия геологическая. 1960. № 2. С. 77-90.

86. Эрлих Э.Н. Об эволюции четвертичного вулканизма в зоне Срединного хребта Камчатки // Известия АН СССР. 1960. серия геологическая. № 2. С.77-90.

87. Яцковский А.И. «Ледовая фумарола» на Ичинском вулкане // Известия ВГО. 1958. Т.90. Вып. 1. С. 66-69.

88. Berg E., Sutton G.H. Dynamic interaction of seismic and volcanic activity of the Nazca plate edges // Phys. of the Earth and Plan. Inter. 1974. № 9. P. 45-68.

89. Bjdrck S., Kromer B., Johnsen S., Bennike O., Hammarlund D. et ah Synchronizated terrestrial-atmospheric deglacial records around the North Atlantic // Science. 1996. V. 274. P. 1155-1160.

90. Bogdanowitsch K. Geologische Skizze Von Kamschatka. Petermanns. Geogr. Mitteilungen. Gotha. 1904. Bd. 50. H. 3-8.

91. Braitseva O. A., Melekestsev I. V., Ponomareva V. V., Sulerzhitsky L. D. The ages of calderas, large explosive craters and active volcanoes in the Kuril-Kamchatka region, Russia // Bulletin of volcanology. 1995. V. 57/6. P. 383-402.

92. Braitseva O.A., Ponomareva V.V., Sulerzhitsky L.D., Melekestsev I. V., Bailey J. Holocene key-marker tephra layers in Kamchatka, Russia. // Quaternary Research. 1997. Vol. 47. № 2. P. 125-139.

93. Branney M.J., Kokelaar P. Pyroclastic density currents and the sedimentation of ignimbrites // Geological Society, London, Memoirs, 2002. V. 27. 152 pp.

94. BronkRamsey C. OxCal v. 3.10. 2005.

95. Churikova T., Dorendorf F., Worner G. Sources and fluids in the mantle wedge below Kamchatka, evidence from across-arc geochemical variation//Journal of Petrology. 2001. Vol. 42. № 8. P. 1567-1593.

96. Edvards R.L., Beck J.W., Burr G.S., Donahue D.J. et ah A large drop11 19in the ' C/ C and reduced melting in the Younger Dryas, documented with 230Th ages of corals // Science. 1993. V. 260. P. 962-968.

97. Encyclopedia of Volcanoes / eds.: Sigurdsson H. et al., San Diego. Academic Press. 2000. 1417 p.

98. Fierstein J., Nathenson M. Another look at the calculation of fallout tephra volumes // Bull, volcanol. 1992. V. 54. P. 156-167.

99. Fisher R.V., Schmincke H.-U. Pyroclastic Rocks. Springer-Verlag. Berlin. 1984. 472 pp.

100. Goebel 71, Waters M. R., Dikova M. The Archaeology of Ushki Lake, Kamchatka and the Pleistocene Peopling of the Americas // Science. 2003. Vol. 301. P. 501-505.

101. Gorbatov A., Widiyantoro S., Fukao Y., Gordeev E. Signature of remnant slabs in the North Pacific from P-wave tomography // Geophys. J. Int. 2000. V. 142. P. 27-36.

102. Gorbatov, A., Kostoglodov, V., Suarez, G., Gordeev, E. Seismicity and structure of the Kamchatka subduction zone // J. Geophys. Res. 1997. № 102, P. 17883-7898.

103. Goslar T., Arnold M., Bard E., Kuc T. et al. High concentration of atmospheric 14C during the Younger Dryas cold episode //Nature. 1995. V. 377. P. 414-417.

104. Gusev A.A. Temporal structure of the global sequence of volcanic eruptions: Order clustering and intermittent discharge rate I I Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2008. V. 166. P. 203-218.

105. Haflidason H, Eiriksson, J., Kreveld, S.V. The tephrochronology of Iceland and the North Atlantic region during the Middle and Late Quaternary: a review // Journal of Quaternary Science. 2000. V. 15. P. 3-22.

106. Hofmann, A.W. Chemical differentiation of the Earth; the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust // Earth and Planetary Science Letters. 1988. Vol. 90. P. 297-314.

107. Jiang Guoming, Zhao Dapeng, Zhang Guibin Seismic tomography of the Pacific slab edge under Kamchatka // Tectonophysics. 2009. V. 465. P. 190-203.

108. Kasahara K. Migration of crustal deformation I I Tectonophysics. 1979. V. 52. № 1-4. P. 329-341.

109. Kozhurin A., Acocella V., Ponomareva V., Tibaldi A., Kyle P.R., Lagmay F.M., Melekestsev I.V., Rust D., Corazzato C., Rovida A.,292

110. Tengonciang A., Tunesi A.,.and Uy H. Trenching active faults in Kamchatka, Russia: paleoseismological and tectonic implications // Tectonophysics. 2006. V. 417. P. 285-304.

111. Levin V., Park J., Lees J., Brandon M.T., Peyton V., Gordeev E., Ozerov A. Crust and upper mantle of Kamchatka from teleseismic receiver functions // Tectonophysics. 2002. V. 358. P. 233-265.

112. Libby W.F. Radiocarbon dating. 2 ed. Chicago-London-Cambridge. 1955. 175 p.

113. Machida H., Arai F. Atlas of tephra in and around Japan. Tokyo Univ. Press. 1992. 276 p.

114. Mogi K. Migration of seismic activity // Bull. Earth. Res. Inst. Tikyo Univ., 1968. V. 46. P. 53-74.

115. Mook W.G., Waterbolk H.T. Radiocarbon dating. Handbooks for archaeologists 3. ESF. Strassbourg. 1985. 65 p.

116. Munker C., ¡Vomer G., Yogodzinski G., Churikova T. Behavior of high field strength elements in subduction zones: constraints from Kamchatka-Aleutian arc lavas // Earth and Planetary Science Letters. 2004. Vol. 224. P. 275-293.

117. Narcisi B. Tephrochronology of a Late Quaternary lacustrine record from the Monticchio maar (Vulture volcano, southern Italy) // Quat. Sci. Rev. 1996. V. 15. P. 155-166.

118. Pevzner M.M., Ponomareva V.V., Bazanova L.I. New data on the Kamchatka back-arc volcanism during the Holocene time // 3rd Biennial Workshop on Subduction Processes emphasizing the Kurile-Kamchatkan-Aleutian Arcs, Fairbanks, Alaska, June 2002.

119. Pilcher, J., Bradley, R. S., Francus, P. and Anderson, L. A Holocene tephra record from the Lofoten Islands, Arctic Norway. Boreas. Oslo. 2005 (May). Vol. 34. P. 136-156.

120. Ponomareva V.V., Melekestsev I. V., Dirksen O.V. Sector collapses and large landslides on Late Pleistocene-Holocene volcanoes in Kamchatka, Russia // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2006. V.158. 117-138 p.

121. Portnyagin M., Hoernle K., Avdeiko G. et al. Transition from arc to oceanic magmatism at the Kamchatka-Aleutian junction // Geology. 2005. V. 33. № l.P. 25-28.

122. Sauers J. The westward migration of geophysical events in the Aleutians, Springs, 1986 // Cycles. 1986. V. 37. № 9. P. 203-204.

123. Solomina O.N., Muravyev Ya.D., Bazanova L.I. Little Ice Age glaciers in Kamchatka //Annales of Glaciology. 1995. 21. P. 240-244.

124. Stidver M., Reimer P.J. et al. INTCAL98 Radiocarbon Age Calibration, 24,000-0 cal BP // Radiocarbon. 1998. V. 40. P.1041-1083.

125. Sness H.E. Radiocarbon variations and absolute chronology. New York. 1970. 303 p.

126. Sun, S.S., McDonough, W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts; implications for mantle composition and processes // Saunders, A.D., Norry, M.J. (eds) Magmatism in the ocean basins.

127. Geological Society Special Publications, 1989. London: Geological Society of London. P. 313-345.

128. TanakaK. L., Shoemaker E. M., Ulrich G.E., Wolfe E.W. Migration of volcanism in the San Francisco volcanic field, Arizona // Geological Society of America Bulletin. 1986. V. 97. № 2. P. 129-141.

129. Tatsumi Y., Kogiso T., Nohda S. Formation of a third volcanic chain in Kamchatka: generation of unusual subduction-related magmas // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1995. Vol.120. P. 117-128.

130. Thorarinsson S. The eruption of Hekla in historical times. A tephrochronological study. Soc. Sci. Islandica. 1967.170 p.

131. Volynets O.N. Geochemical types, petrology, and genesis of late Cenozoic volcanic rocks from the Kurile-Kamchatka island arc system // International Geology Review. 1994. Vol. 36. P. 373-405.

132. Wastergard S. Late Quaternary tephrochronology of Sweden: a review // Quaternary international. 2005. Vol. 130. P. 49-62.

133. Zaretskaia N.E., Ponomareva V.V., Sulerzhitsky L.D. Radiocarbon dating of large Holocene volcanic events within South Kamchatka (Russian Far East) // Radiocarbon. V. 49. № 2. 2007. P. 1065-1078.

134. Zaretskaia N.E., Ponomareva V.V., Sulerzhitsky L.D., Zhilin M.G. Radiocarbon studies of peat bogs: an investigation of South Kamchatka volcanoes and Upper Volga archeological sites // Radiocarbon. 2001. V.43. № 2. P. 533-543.

Информация о работе

Певзнер, Мария Михайловна
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 2011
ВАК 25.00.09

Диссертация

Пространственно-временные закономерности активизации вулканизма Срединного хребта Камчатки в голоцене - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы