УДК 550.334

ОТРАЖЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МАГМАТИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ АВАЧИНСКО-КОРЯКСКОЙ И ДЗЕНЗУР-ЖУПАНОВСКОЙ ГРУПП ВУЛКАНОВ КАМЧАТКИ В КИНЕМАТИЧЕСКОМ ПАРАМЕТРЕ V_P/V_S

© 2021 г.    Л.Б. Славина*, М.С. Кучай

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

*e-mail: slavina@ifz.ru

Поступила в редакцию 28.07.2021 г.; после доработки 20.09.2021 г.
Принята к публикации 21.09.2021 г.

Аннотация. По данным о региональных землетрясениях проведен анализ кинематического параметра V_P/V_S с целью изучения состояния магматического вещества, особенностей строения и сейсмотектонического положения Авачинско-Корякской и Дзензур-Жупановской вулканических групп. Исследовано распределение параметра по площади и глубине, оценено строение и состояние вещества очаговых образований вулканов. Рассмотрены вопросы об источниках питания вулканов, связи и соотношения вулканических образований с погружающимся под Камчатку фокальным слоем – слоем субдукции. Получено представление об особенностях распределения параметра V_P/V_S в геологической среде территории от южного окончания Центральной Камчатской депрессии, Ганальского выступа метаморфических пород на северо-западе до берегового склона шельфа Авачинского залива на юго-востоке. Рассмотрен вопрос о сейсмотектоническом положении вулканической группы в связи с особенностями строения рассматриваемого района, в частности с наличием Налачевской купольно-кольцевой структуры. Показано, что параметр V_P/V_S содержит информацию о состоянии геологической среды вулканических структур, в том числе об изменении ее термодинамических параметров: температуры, давления, флюидо- и газонасыщенности. Характеризуя напряженное состояние разломных структур геологической среды, параметр является своего рода маркером для выявления областей сжатия–компакции, растяжения–дилатансии.

Ключевые слова: отношение скоростей сейсмических волн, субдукция, вулкан Авачинский, сейсмотектоника.

DOI: https://doi.org/10.21455/GPB2021.4-4

Цитирование: Славина Л.Б., Кучай М.С. Отражение состояния магматического вещества и сейсмотектонических особенностей строения Авачинско-Корякской и Дзензур-Жупановской групп вулканов Камчатки в кинематическом параметре V_P/V_S // Геофизические процессы и биосфера. 2021. Т. 20, № 4. С. 47–60. https://doi.org/10.21455/GPB2021.4-4

Финансирование

Работа выполнена в рамках государственного задания Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

Апрелков С.Е. Тектоника и история вулканизма Южной Камчатки // Геотектоника. 1971. № 2. С. 105–111.

Балеста С.Т. Земная кора и магматические очаги областей современного вулканизма. М.: Наука, 1981. 135 с.

Балеста С.Т., Гонтовая Л.И., Каргопольцев А.А., Пушкарев В.Г. Сенюков С.Л. Сейсмичесская модель Авачинского вулкана по данным КМПВ–ГСЗ // Вулканология и сейсмология. 1988. № 2. С. 43–55.

Гарагаш И.А. О хрупком разрушении упругих тел с большим числом трещин // Механика тектонических процессов. Алма-Ата: Наука, 1983. С. 61–74.

Гарагаш И.А., Хайдаров М.С. Модель развития сейсмического процесса в зоне тектонического разлома перед сильным землетрясением // Сейсмологические исследования. 1989. № 11. С. 88–97.

Геология СССР. Т. 31. Камчатка, Курильские и Командорские острова: Геологическое описание. М.: Недра, 1964. 733 с.

Гонтовая Л.И., Сенюков С.Л. О сейсмической модели земной коры Авачинского вулкана на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2000. № 3. С. 57–62.

Дрознин Д.В., Дрознина С.Я. Интерактивная программа обработки сейсмических сигналов DIMAS // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46. № 3. С. 22–34.

Кожурин А.И. Активные разломы Центральной Камчатки: Параметры, сейсмический потенциал // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России: Тр. Седьмой науч.-тех. конф., г. Петропавловск-Камчатский, 29 сентября – 7 октября 2019 г. / Отв. ред. Д.В. Чебров. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2019. С. 172–176.

Кожурин А.И., Пономарева В.В., Пинегина Т.К. Активная разломная тектоника юга Центральной Камчатки // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. № 2. Вып. 12. С. 10–27.

Кучай М.С., Славина Л.Б. Отражение вулканической активности и состояния магматического вещества в кинематическом параметре V_P/V_S вулканических землетрясений района вулканов Толбачик–Удина // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России: Тр. Седьмой науч.-тех. конф., г. Петропавловск-Камчатский, 29 сентября – 7 октября 2019 г. / Отв. ред. Д.В. Чебров. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2019. С. 300–306.

Малик Н.А., Некрасова М.Ю. Комплексные исследования активности Авачинского вулкана в 2013 – начале 2020 гг.: Наземные, видео- и сейсмические наблюдения // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. № 2, вып. 46. С. 41–54. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2 020 -2-4 6-41-54

Масуренков Ю.П., Комкова Л.А. Геодинамика и рудообразование в купольно-кольцевой структуре вулканического пояса. М.: Наука, 1978. 274 с.

Масуренков Ю.П., Егорова И.А., Пузанков М.Ю. Авачинская группа вулканов // Активные вулканы и гидротермальные системы Камчатки: Путеводитель научных экскурсий. Петропавловск-Камчатский: Ин-т вулканологии ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 107–134.

Мороз Ю.Ф., Гонтовая Л.И. Глубинное строение района Авачинско-Корякской группы вулканов на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2003. № 4. С. 3–10.

Мороз Ю.Ф., Логинов В.А., Улыбышев И.С. Глубинный геоэлектрический разрез области сочленения Срединного Камчатского массива, Ганальского выступа и Центрально-Камчатского прогиба // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2016. № 1, вып. 29. С. 247–256.

Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. М.: Недра, 1996. 447 с.

Селиверстов Н.И. Строение дна прикамчатских акваторий и геодинамика зоны сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг. М.: Науч. мир, 1998. 164 с.

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

Селиверстов Н.И. Подводные морфоструктуры Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2013. 161 с.

Славина Л.Б., Кучай М.С. Изучение магматических процессов и физико-химических особенностей расплавов вулканических построек Камчатки по данным кинематического параметра V_P/V_S // XXI Междунар. конф. «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле», г. Москва, 21–23 сентября 2020 г. М., 2020. (Устн. доклад).

Славина Л.Б., Мячкин В.В. Кинематические предвестники сильных сейсмических событий: Методика и результаты прогноза землетрясений на примере Камчатки // Геофизические исследования. 2005. № 3. С. 24–37.

Славина Л.Б., Кучай М.С., Сенюков С.Л. Динамика поля отношения скоростей V_P/V_S в пространстве и времени и ее связь с процессом развития вулканической активности Северной группы вулканов Камчатки // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России: Тр. Шестой науч.-тех. конф. Петропавловск-Камчатский, 2017. С. 179–185.

Славина Л.Б., Кучай М.С., Лиходеев Д.В., Сенюков С.Л. Связь параметра V_P/V_S с состоянием магматического вещества и активностью Cеверной группы вулканов Камчатки // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 2. С. 28–50. https://doi.org/10.21455/GPB2019.2-3

Федотов С.А., Славина Л.Б., Сенюков С.Л., Кучай М.С. Сейсмические процессы и перемещение магм, происходившие при Большом трещинном Толбачинским извержением 1975–1976 гг. и Трещинном Толбачинском извержении 2012–2013 гг. (п-ов Камчатка) // Геофизические процессы и биосфера. 2014. Т. 13, № 3. С. 5–30.

Физические свойства горных пород и полезных ископаемых: Справ. геофизика / Под ред. Н.Б. Дортман. М.: Недра, 1984. 455 с.

Чебров В.Н., Дрознин Д.В., Кугаенко Ю.А., Левина В.И., Сенюков С.Л., Сергеев В.А., Шевченко Ю.В., Ящук В.В. Система детальных сейсмологических наблюдений на Камчатке в 2011 г. // Вулканология и сейсмология. 2013. № 1. C. 18–40.

Чеброва А.Ю., Чемарёв А.С., Матвеенко Е.А., Чебров Д.В. Единая информационная система сейсмологических данных в Камчатском филиале ФИЦ ЕГС РАН: Принципы организации, основные элементы, ключевые функции // Геофизические исследования. 2020. Т. 21, № 3. С. 66–91. [Chebrova A.Yu., Chemarev A.S., Matveenko E.A., Chebrov D.V. Seismological data information system in Kamchatka Branch of GS RAS: Organization principles, basis elements and key functions // Geophys. Res. 2020. V. 21, N 3. P. 66–91]. https://doi.org/10.21455/gr2020.3-5

Bushenkova N., Koulakov I., Senyukov S.L., Gordeev E.I., Hsin-Hua Huang, Sami El Khrepy, Nassir Al Arifi. Tomographic images of magma chambers beneath the Avacha and Koryaksky volcanoes in Kamchatka // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2019. V. 124, is. 9. P. 9694–9713.

. https://doi.org/10.21455/gr2020.3-5

Gordeev E.I., Senyukov S.L. Seismic activity at Koryakski volcano in 1994: Hybrid seismic events and their implications for forecasting volcanic activity // J. Volcanol. and Geotherm. Res. 2003. V. 128. P. 225–232. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(03)00256-7

Koulakov I., Jaxybulatov K., Shapiro N., Abkadyrov I., Deev E., Jakovlev A., Kuznetsov P., Gordeev E., Chebrov V. Asymmetric caldera-related structures in the area of the Avacha group of volcanoes in Kamchatka as revealed by ambient noise tomography and deep seismic sounding // J. Volcanol. and Geotherm. Res. 2014. V. 285. P. 36–46.

Сведения об авторах

СЛАВИНА Лидия Борисовна – Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: slavina@ifz.ru

КУЧАЙ Марк Соломонович – Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: kuchay@ifz.ru

REFLECTION OF THE STATE OF MAGMATIC MATTER AND SEISMOTECTONIC FEATURES OF THE STRUCTURE OF AVACHINSKAYA-KORYAKSKAYA AND DZENZUR-ZHUPANOVSKAYA GROUPS OF VOLCANOES OF KAMCHATKA IN THE CINEMATIC PARAMETER V_P/V_S

© 2021    L.B. Slavina*, M.S. Kuchay

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

*e-mail: slavina@ifz.ru

Abstract. For regional earthquakes, the analysis of the cinematic parameter V_P/V_S, an analogue of the parameter TAU, was carried out in order to study the state of magmatic matter, structural features and seismotectonic position of the Avachinskaya-Koryakskaya and Dzenzur-Zhupanovskaya volcanic groups. The distribution of the parameter over the area and depth was investigated; the structure and state of matter of volcanic hearth were estimated. The questions about the sources of volcanic feeding, the connection and correlation of volcanic formations with the focal layer subducting under Kamchatka – the subduction layer are considered. An idea was obtained about the peculiarities of the distribution of the parameter V_P/V_S of the geological environment, the territory from the southern end of the Central Kamchatka Depression, the Ganalsky ledge of metamorphic rocks in the northwest, to the coastal slope of the Avacha Bay shelf in the southeast. The question of the seism tectonic position of the volcanic group, due to the peculiarities of the structure of the region under consideration, in particular with the Nalachevskaya dome-ring structure. It is shown that the V_P/V_S parameter carries information on the state of the geological environment of volcanic structures. On the change in its thermodynamic parameters - temperature, pressure, fluido and gas-saturation. The parameter is a marker and can provide information on the intense state of the broken structures of the geological environment, with the possibility of identifying compression areas–compacts, stretching–dilatations.

Keywords: earthquakes, seismic wave velocity ratio, stress field, subduction, Avachinsky volcano, seismotectonic structure.

About the authors

SLAVINA Lidia Borisovna – Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Russia, 123242, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya st., 10-1. E-mail: slavina@ifz.ru

KUCHAY Mark Solomonovich – Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Russia, 123242, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya st., 10-1. E-mail: kuchay@ifz.ru

Cite this article as: Slavina L.B., Kuchay M.S. Reflection of the state of magmatic matter and seismotectonic features of the structure of Avachinskaya-Koryakskaya and Dzenzur-Zhupanovskaya groups of volcanoes of Kamchatka in the cinematic parameter V_P/V_S, Geofizicheskie Protsessy i Biosfera (Geophysical Processes and Biosphere), 2021, vol. 20, no. 4, pp. 47–60 (in Russian). https://doi.org/10.21455/gpb2021.4-4

English version: Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2021, vol. 57, iss. 11. ISSN: 0001-4338 (Print), 1555-628X (Online). https://link.springer.com/journal/volumesAndIssues/11485