Глубинное строение Центрально-Камчатской депрессии и структурная позиция вулканов

Глубинное строение Центрально-Камчатской депрессии и структурная позиция вулканов

Глубинное строение Центрально-Камчатской депрессии и структурная позиция вулканов

Б.В. Иванов, С.В. Попруженко, С.Е. Апрелков

Комплексный анализ геолого-геофизических и петрофизических данных района Центрально-Камчатской депрессии (ЦКД) позволяет выделить в ее глубинном строении три структурные зоны, сложенные структурно-вещественными комплексами широкого возрастного диапазона от домезозойских (?) до современных. Наличие в пределах ЦКД протяженной, большей частью погребенной антиклинальной зоны (поднятия), обрамленной депрессионными структурами, свидетельствует о ее наложенном характере. Интенсивные локальные геофизические аномалии в районах, закрытых вулканогенными и рыхлыми четвертичными образованиями, позволяют предположить существование ряда погребенных вулкано-тектонических структур. Установлено, что плиоцен четвертичные вулканические проявления тяготеют к Хавывенскому погребенному поднятию и Восточной депрессионной зоне.  

Плиоцен-четвертичные вулканы Центрально-Камчатской депрессии (ЦКД) по структурной позиции выделяются в обособленную вулканическую зону Камчатки. Всеобщее внимание своей почти непрерывной активностью привлекали и привлекают, естественно, вулканы Ключевской группы (КГВ), общий объем вулканических продуктов которой, по утверждению Н.Н.Кожемяки [12], является "уникальным как в абсолютных цифрах, так и на единицу площади, и примерно соответствуют всей массе позднеплиоцен-четвертичных вулканитов Восточной и Южно Камчатской зоны". ЦКД протягивается от истоков реки Камчатка до берегов Укинской губы и продолжается в заливе Литке. С востока депрессия ограничена горстовыми поднятиями Восточных хребтов, с запада - отрогами Срединного хребта.

В ЦКД сосредоточено значительное количество вулканов: от Кинчоклы (Николка) на юге до Шивелуча на севере. Вероятно, вследствие слабой изученности, в группу вулканов ЦКД не всегда включались относительно древние постройки: это Начикинская вулкано-структура (ВС), сведения о которой сравнительно недавно опубликованы [13], и Хайлюлинская ВС, изученная при тематических и геолого-съемочных работах.

Эволюция представлений о структуре фундамента Ключевской группы вулканов

Б.И.Пийп [19], один из первых исследователей Ключевской группы вулканов (КГВ), полагал, что извержения этой группы вулканов сопровождаются медленным погружением всего Ключевского дола, сопряженным с поднятием хребта Кумроч, расположенного к востоку от него.

А.Е.Святловский [21,22] рассматривал ЦКД как зону опускания, предшествовавшего вулканизму. К обширным поднятиям внутри этой зоны приурочены крупнейшие вулканы КГВ, а также Шивелуч и Кинчокла. Ключевской дол, по его мнению, является куполообразным вулкано-тектоническим поднятием, окраины которого испытывают опускание, сопровождающееся образованием сбросов по периферии плоскогорья. Эту точку зрения поддержал Э.Н.Эрлих [23], считавший, что центральное поднятие, идущее по оси КГВ, отчетливо фиксируется резким повышением уровня кровли мегаплагиофировых лав, представляющих основание группы вулканов. Вдоль восточного края поднятия располагаются вулканы Ключевской, Камень, Безымянный, на западном борту - массив Плоских сопок.

Позднее Б.В.Иванов [11] конкретизирует структуру КГВ. По его данным, это сводово-глыбовое поднятие плиоцен-четвертичного возраста, отделенное с востока от горст-антиклинория хребта Кумроч серией ступенчатых сбросов с амплитудой до 1000 м и более. С запада оно ограничивается разломом с амплитудой сброса 200-800 м. Сводово-глыбовое поднятие разбито разломами северо-западного простирания на ряд мозаичных глыб, представляющих собой структуры типа горстов, как например, Кинчоклинская, Ключевская, Шивелучская, или грабенов - Толбачинского, Харчинского, покоящихся на разновысоких глыбах мелового фундамента.

Представления о глубинном строении ЦКД основаны, в основном, на геофизических данных - ГСЗ, КМПВ, МТЗ, МОВЗ, сейсмологии, аэромагнитной и гравиметрической съемках. Литература, посвященная этой проблеме, обширна и разнородна [1,4,5,6,9,20 и др.], поэтому ограничимся кратким изложением результатов этих работ вне хронологических рамок.

Основным фактором, на который опираются структурные построения и формирование геолого-геофизических моделей, является глубина залегания сейсмической границы с Vг =5,0-5,4 км/с, к которой привязываются высокоомное основание и контрастная плотностная граница. Достаточно достоверно (по данным бурения и непосредственным геологическим выходам на поверхность) эта петрофизическая граница связывается с кровлей верхнемелового складчатого основания и чаще называется "меловым фундаментом" (МФ). Петрофизические характеристики МФ обусловлены высокой степенью регионального метаморфизма и интенсивной дислоцированностью. Ниже довольно уверенно прослеживается граница с Vг=5,7-6,4 км/с, которая большинством исследователей считается кровлей кристаллического фундамента (КФ). Однако, геологическая природа ее не столь однозначна. В некоторых случаях она связывается с фронтом метаморфизма [19], но чаще - с древним кристаллическим основанием меловой геосинклинали (Восточная Камчатка) или с кристаллическим фундаментом Охотской эпимезозойской платформы (Срединный хребет). Данная граница характеризуется скачком плотности и, вероятно, совпадает с верхней усредненной границей интенсивного обмена сейсмических волн [17]. Для МФ и КФ на основании качественного анализа динамических и кинематических характеристик зарегистрированных сейсмических волн, данных плотностного моделирования, величины электропроводности и др. отмечается латеральная неоднородность с выделением крупных гетерогенных блоков, разделенных зонами глубинных разломов. Значительная латеральная и вертикальная неоднородность характерна также для нижних горизонтов земной коры и верхней мантии [1,6,7]. При этом, раздел "К" чаще выделяется по серии отражающих площадок, тяготеющих к резкой плотностной границе, а проведение границы "М" в некоторых районах (Ключевская группа вулканов, Козыревская впадина) становится неопределенным в связи с наличием переходного коромантийного слоя.

Специализированные (включая комплексные) геофизические исследования в ЦКД, хотя и не являлись в полной мере планомерными и систематическими, позволили получить общее представление об особенностях ее глубинного строения в некоторых участках, при этом был выделен и охарактеризован ряд крупных структурных элементов - Ключевское поднятие, Хапицкая, Толбачинская вулкано-тектонические депрессии и Козыревская впадина.

Вещественный состав пород фундамента ЦКД