Структуры фундамента и локализация вулканизма Южной Камчатки (стр. 1 из 3)
Апрелков С.Е., Попруженко С.В., Богдан П.С., Касьянюк Е.Е.
На основе анализа комплекса геолого-геофизических и петрофизических данных рассмотрены особенности развития геологической структуры и истории вулканизма Южной Камчатки. Отмечено сложное зонально-блоковое строение основания четвертичных вулканов, показаны различия в их структурной позиции по отношению региональным структурным элементам Южной Камчатки.
Рис. 1
Более двух третей территории Южной Камчатки сложено кайнозойскими вулканогенными и вулканогенно-осадочными образованиями, среди которых значительную роль играют четвертичные вулканиты. Ее региональная тектоническая позиция сложна и не находит однозначного толкования. Согласно представлениям, изложенным в "Геологии СССР", т.XXXI [8], она является южным продолжением Центрально-Камчатской структурно-фациальной зоны. Существует точка зрения, что данная территория представляет собой южное продолжение Центрально-Камчатского вулканического пояса (олигоцен-квартер) и сочленения его с Восточно-Камчатским плиоцен-четвертичным вулканическим поясом [4]. Некоторые исследователи рассматривают южную Камчатку как самостоятельную вулканическую зону [9].
В связи с широким развитием четвертичных, (в том числе и голоценовых) вулканитов, а также рыхлых отложений на юго-западе в расшифровке геологического строения региона существенную роль сыграли средне- и крупномасштабная гравиразведка и другие геофизические исследования (КМПВ, МОВ, электро- и магниторазведка). Результаты этих работ показали, что территория имеет более сложное, чем представлялось ранее строение, позволили уверенно выделить основные структуры, часть которых характерна только для Южной Камчатки, позволили охарактеризовать их строение и уточнить особенности локализации вулканизма, особенно поздне-неогенчетвертичных вулканических центров.
Рассматриваемая территория сложена образованиями двух структурных этажей: нижний (фундамент) представлен верхнемеловыми вулканогенно-кремнистыми (ирунейская свита) и терригенными, часто метаморфизированными породами (кихчикская серия); верхний - вулканогенно-осадочными и вулканогенными породами широкого возрастного диапазона (эоцен-антропоген) на востоке и преимущественно осадочными породами (олигоцен-антропоген) на западе. В связи с тем, что при изложении материала мы часто ссылаемся на данные гравиметрической съемки, полезно привести плотностные характеристики основных породных комплексов Южной Камчатки (табл.1,2). Сведения о плотности пород Голыгинского прогиба приведены по данным Крестовской скважины (3550м).
На основе анализа геологических и геофизических материалов выделяются следующие основные структуры (с запада на восток): Большерецкая плита, Голыгинский прогиб, Ункановичский горст, Южно-Камчатский прогиб и Прибрежный горст (Рис.1).
Структуры
БОЛЬШЕРЕЦКАЯ ПЛИТА располагается к западу от крупного щитового вулкана Большая Ипелька и прослеживается на суше на юг до нижнего течения р.Опала, на западе она уходит в акваторию Охотского моря. Как показали результаты сейсморазведочных работ (Усть-Большерецкий профиль КМПВ), структура имеет субплатформенное строение и, по-видимому, является составной частью Охотской эпимезозойской платформы, располагающейся, главным образом, в акватории одноименного моря [5,11]. На юго-востоке плита ограничена Голыгинским прогибом, на востоке имеет тектонический контакт со Срединным массивом матаморфических пород, на северо-востоке обрамляется Колпаковским кайнозойским прогибом. Гравитационное поле Большерецкой плиты отмечается относительно повышенным уровнем и спокойным характером. На профиле КМПВ четко прослеживаются две сейсмических границы 2,2 и 5,0-5,2 км/с. Первая скорость соответствует кровле миоценовых отложений, вторая - поверхности верхнемелового фундамента. На пенепленизированной поверхности верхнемеловых интенсивно дислоцированных терригенных отложений (кихчикская серия) трансгрессивно с угловым несогласием залегают миоцен-плиоценовые осадочные отложения, представленные ильинской и какертской свитой кавранской серии, а также плиоценовой энемтенской свитой. Мощность миоцен-плиоценового чехла изменяется от 200 м на востоке до 1000 м на западе. Породы осадочного чехла образуют моноклиналь, полого наклоненную к западу (5-10o). На общем фоне моноклинали выделяются небольшие также пологие антиклинальные и синклинальные перегибы. Отдельные малоинтенсивные максимумы поля силы тяжести в пределах плиты, по-видимому, отражают небольшие относительно поднятые блоки фундамента. В пределах одного из них пройдена скважина, которая вскрыла на глубине 534 м амфиболизированные габбро. Однако в магнитном поле они не отражаются, что, вероятно, свидетельствует о незначительных параметрах тела (дайка).
Рис. 2
ГОЛЫГИНСКИЙ ПРОГИБ является крупной структурой, довольно хорошо изученной в связи с нефтепоисковыми работами, по данным которых установлены границы прогиба, определены мощности и состав выполняющих его отложений. Голыгинский прогиб - структура, полностью компенсированная осадками мощностью до 4 км, простирается от вулкана Большая Ипелька на севере и уходящая на юго-запад в акваторию Охотского моря, и имеет на этом участке ширину 30-40 км. На юге, в Охотском море ширина его увеличивается почти вдвое. Здесь прогиб не имеет отчетливо очерченных западных границ с Большерецкой плитой, но известно, что на западе он ограничен банкой Лебедя [7], а на юго-западе его вероятным продолжением является Атласовский рифт [12]. Западная граница прогиба с Большерецкой плитой следится по плавному погружению поверхности докайнозойского фундамента, которая в пределах плиты находится на небольшой глубине 0,5-1,0 км. Восточная граница прогиба выражена морфологически, и примерно совпадает с границей Западно-Камчатской равнины и подножиями Голыгинских гор и возвышенностей, расположенных севернее. Она представляет собой четкий тектонический уступ, отраженный резкой гравитационной ступенью (Центрально-Камчатской, интенсивностью 3-4 мГал/км) субмеридионального - северо-восточного простирания, и столь же резким ступенчатым подъемом поверхности верхнемелового основания в бассейне р.Саван. На восточном борту прогиба, в зоне гравитационной ступени, сейсморазведочными работами установлены разрывы с амплитудой 700-800 м. Под влиянием широтных разломов, выраженных линиями корреляции деформаций изоаномал, тектоническое нарушение, ограничивающее прогиб с востока, образует два коленообразных (почти под прямым углом) изгиба с правосторонним смещением приблизительно на 15 км.
Асимметрия прогиба в соответствии с характером гравитационного поля проявлена совершенно отчетливо: западный борт его протяженный пологий, восточный - короткий крутой. Наиболее прогнутая часть прогиба тяготеет к восточному борту. Особенности строения прогиба хорошо отражают геоплотностные геолого-геофизические разрезы (рис.2 а,б).
При сейсмическом профилировании отмечено, что граничная скорость по поверхности основания меняется в широких пределах - 5,1-5,8 км/с. Это обстоятельство может быть объяснено как изменением вещественного состава фундамента, так и изменением степени метаморфизма. Фундамент сложен песчаниками, сланцами, алевролитами, кремнистыми породами кихчикской серии верхнемелового возраста. Сам прогиб выполнен туфогенно-осадочными породами олигоцен-плиоценового возраста (воямпольская, кавранская серии, энемтенская свита) общей мощностью 3500-4000 м. Поле силы тяжести Голыгинского прогиба в отличие от поля
g Большерецкой плиты более дифференцировано. Здесь выделяются минимумы, отражающие наиболее прогнутую часть прогиба, и серия максимумов, обусловленных антиклинальными складками или магматическими телами. Так, крупный изометричный максимум силы тяжести, приуроченный к привершинной части вулкана Большая Ипелька, явно обусловлен субвулканическим телом основного-среднего состава. Тела долеритов, андезитов закартированы в пределах максимума на поверхности. Такое же происхождение имеет и максимум Малая Ипелька, локализующийся в пределах одноименного позднемиоценового вулкана, на котором выделены субвулканические тела андезито-дацитов. Магматическая природа обширного Опалинского максимума в приустьевой части р.Опалы, сопровождающегося интенсивной положительной магнитной аномалией (650 
), однозначно установлена бурением параметрической скважины. Этой скважиной в интервале глубин 1850-2400 м вскрыты позднемеловые габбро-диориты, выше габбро-диоритов и вмещающих их терригенных образований кихчикской серии (720-1850 м) вскрыты андезито-базальты, андезиты, андезито-дациты, базальты, туфы, сопоставляемые с образованиями анавгайской серии (олигоцен-миоцен). Они перекрыты осадочными отложениями вивентекской свиты (миоцен). Предполагается, что вулканиты имеют фациальные переходы с туфогенно-осадочными образованиями гакхинской (олигоцен) и утхолокской (миоцен) свит. Хотя отложения ваямпольской, кавранской серий и энемтенской свиты разделены размывами и небольшими несогласиями, они представляют образования единого верхнего структурного этажа.УНКАНОВИЧСКИЙ ГОРСТ - относительно узкое поднятие, прослеживающееся от бассейна р.Банная на севере до южной оконечности полуострова и разделяющее Голыгинский и Южно-Камчатский прогибы. Горст характеризуется повышенным уровнем силы тяжести и ограничен разломами. Восточная его граница имеет сложный рисунок, он разбит широтными разломами на блоки, из которых северный имеет северо-восточное простирание, а два южных - субмеридиональное.