Кунашир: Геология и вулканизм южнейшего острова Курильской гряды

Введение

Самый южный остров Курильских островов — Кунаши́р (Кунаши́р; 国後島; ), предположительно означающий «Чёрный остров» или «Травяной остров» на языке айн, является самым южным островом архипелага Курильских островов. Остров находится под управлением России с конца Второй мировой войны, когда советские войска взяли под контроль Курильские острова. Япония претендует на остров (см. Курильская проблема).

Геология

Кунашир, самый южный остров Курильской дуги, имеет длину 123 км (с северо-востока на юго-запад), ширину от 7 до 30 км и площадь 1490 км². Остров включает несколько вулканических образований, в том числе активные вулканы, такие как Тятя (1819 м), Руруй (1485 м), Менделеев (886 м) и Головнин (541 м). Рельеф Кунашира пересеченный и гористый, с молодой геоморфологией, крутыми склонами и многочисленными водопадами. Заметна асимметрия рельефа: западный (Охотский) берег крутой и возвышенный, в отличие от восточного (Тихоокеанского) берега, который имеет более пологий и равнинный рельеф. В отличие от Японской дуги, абсолютная хронология эволюции первичной системы Курильской дуги получила сравнительно мало внимания, особенно в отношении современных геохронологических методов. Недавнее исследование (de Grave, 2015) было направлено на заполнение этого пробела путем представления первоначальных цирконовых U/Pb возрастов вулканического фундамента и термохронологических возрастов для горных пород острова Кунашир, тем самым устанавливая четкую временную рамку для их внедрения и последующей эксгумации. Вулканические породы Курильских островов обычно демонстрируют двухъярусную структурную классификацию: (1) нижний ярус, состоящий в основном из умеренно деформированных неогеновых пород, и (2) верхний ярус, включающий плейстоценовые и современные вулканические породы. Эти породы имеют широкий диапазон составов от базальта до риолита, с преобладанием (базальтовых) андезитов (Мартынов и др.). Геологическое строение Кунашира можно рассмотреть с этой точки зрения, выделив два структурных яруса. Нижний ярус, называемый Нижним комплексом, характеризуется желтоватыми до желтовато-серыми туфами, туфопесчаниками и брекчиями, преимущественно фелсичного и среднекислого состава. В эти образования внедрены многочисленные субвулканические тела и трубки андезита, дацита и риолита, а на глубине – интрузивные породы гранодиоритового порфира (Вергунов; Вергунов и Власов; Сергеев; Пискунов и Рыбин). Верхний ярус, называемый Верхним комплексом, характеризуется базальтовыми и базальтовыми андезитовыми потоками, небольшими субвулканическими интрузивными телами и современными андезитовыми стратовулканами. Предыдущие исследования (Davydov et al.; Витухин и др.) предполагают поздний миоцен – плиоцен для Нижнего комплекса, соответственно, более древние породы либо отсутствуют, либо не были четко идентифицированы на острове. Нижний комплекс подразделяется на формации Рыбакова и Камуя (например, Желубовский и Прилюхина; Бевз), хотя Мартынов и др. использовали другую классификацию и терминологию (см. ниже). Формация Рыбакова, расположенная в наиболее поднятых и глубоко эксгумированных блоках, особенно в северной части острова, представляет собой преимущественно андезитовый вулканический комплекс. Эта формация коррелирует с тем, что Мартынов и др. называют Миоценовой формацией Гринтафф. Формация Камуй, образующая основу острова, состоит в основном из вулканических осадочных отложений, богатых фелсической пемзой (рио)дацитового состава, мощностью более 1100 м (Мартынов и др.). Верхний комплекс, представленный Фрегатской формацией, перекрывает формации Рыбакова и Камуя (Нижний комплекс). Эти комплексы разделены отчетливым структурным и эрозионным несоответствием. Фрегатская формация состоит из надводных (базальтовых) андезитовых лавовых потоков, чередующихся с туфами, гиалокластитами и базальтовыми брекчиями (Сивороткин и Русинова). Это указывает на то, что вулканические породы Фрегата преимущественно имеют надводное происхождение, иногда отлагаясь на небольших глубинах ниже уровня моря. Вулканические отложения Фрегата сформировали характерное вулканическое плато, образовавшееся вблизи уровня моря и подвергшееся последующим тектоническим движениям, в результате чего образовался фрагментированный горный рельеф Кунашира (Сивороткин и Русинова, 1989). Возраст Фрегатской формации был определен как поздний плиоцен – ранний плейстоцен на основе диатомовых водорослей (Neodenticula kamtschatica N. Koizumii) и палинологии (Dunichev, 1969), что согласуется с данными K-Ar по базальтам Фрегата. На Кунашире формация Рыбакова позднего миоцена – раннего плиоцена образовалась исключительно в субводных условиях. Вулканические породы формации Камуй среднего плиоцена, приуроченные к надводным условиям в северной и центральной частях острова Кунашир, указывают на субводную среду в южной части. Интенсивное поднятие, начавшееся во второй половине плиоцена, привело к значительным тектоническим движениям между накоплением формаций Камуй и Фрегата в позднем плиоцене. Это привело к выраженному несоответствию между ними, при этом лавовое плато Фрегата подверглось дифференциальным вертикальным движениям. Северная часть Кунашира показала значительное поднятие более чем на 1 км, в отличие от более скромного изменения высоты в 200–300 м в южном регионе (Syvorotkin and Rusinova, cit. opt.). Сергеев сообщил о деформации среднего – позднего миоцена на Кунашире, связанной со складчатостью «фундамента» Кунашира и внедрением миоценовых интрузий, сопровождавшейся поднятием и денудацией не менее 1,5 км. Четыре современных и активных (плейстоцен – голоцен) стратовулкана сформировали современный ландшафт острова Кунашир. Эти вулканы, характеризующиеся типичным чередованием лавовых потоков и туфовых отложений, имеют преимущественно базальто-андезитовый и андезитовый состав, с небольшим количеством более дифференцированной магмы дацитового состава. Эта современная магматическая активность тесно связана с субдукцией Тихоокеанской плиты под Охотоморскую плиту (Martynov et al., 2010a). Среди них вулкан Тятя выделяется как один из наиболее активных и изученных вулканов Курильской дуги (Nakagawa et al.). И Нижний, и Верхний комплексы характеризуются многочисленными субвулканическими интрузиями, при этом в Нижнем комплексе также присутствуют более глубокие интрузии. В формации Рыбакова эти интрузии проявляются в виде тел, даек и силлов базальтового, андезитового и дацитового состава. Формация Камуй содержит в основном тела дацита, даек и силлов. Более глубоко залегающие магматические породы без вулканических аналогов представлены двумя различными интрузивными комплексами: (1) Комплекс Прасолова, включающий габбро, диорит, кварцдиорит, гранодиорит и тоналит или плагиогранит, и (2) Комплекс Докучаева, включающий три небольших тела мелкозернистого порфирового гранодиорита и тоналита (Вергунов и Власов, cit. opt.; Ковтунович и др.). Плагиогранит (тоналит) – диоритовый комплекс Прасолова состоит из трех отдельных плутонов: массивов Прасолова, Мечникова и Лобанова (Вергунов и Власов, 1964; Сергеев, 1976, cit. opt.). Массив Прасолова, самый крупный площадью 18 км², расположен в северо-восточной части Кунашира, представляет собой сток. Контактные отношения с породами формации Рыбакова в основном тектонические, с редкими интрузивными контактами, демонстрирующими ауреолы контакта, характеризующиеся кварц-биотитовым роговик. Предполагается, что комплекс Прасолова имеет относительно поздний миоцен – плиоценовый возраст на основе интрузивных контактов, наличия галек из гранитоидов комплекса Прасолова в осадочных отложениях формации Камуй и K-Ar возрастов в диапазоне от 61 ± 12 до примерно 10 млн лет (наиболее распространенные возрасты в пределах 11–10 млн лет) (Rybin, 1994). Гранитоидный комплекс Докучаева, более молодой, чем комплекс Прасолова, состоит из трех небольших стоков, пересекающих формацию Камуй. Наблюдаются интрузивные контакты и присутствуют ксенолиты Камуя (Вергунов и Власов, cit. opt.). Комплекс Докучаева, состоящий из порфирового тоналита, порфирового гранодиорита и порфирового диорита, представляет собой объединение массивов Докучаева, Валентины и Орлова. Массив Валентины, сток тоналитового порфира вдоль Охотского побережья в северной части Кунашира, демонстрирует тектонические, а не интрузивные контакты. Плиоценовый возраст Докучаева был предложен на основе геологических и K-Ar данных, при этом в породах комплекса Докучаева сообщалось о K-Ar возрастах 6,5–4,2 млн лет, что соответствует позднему миоцену – раннему плиоцену (Rybin).

Kunashir, the southernmost island of the Kuril Arc, is 123 km long (NE to SW), 7 to 30 km wide and has an area of 1,490 km². The island comprised several volcanic features, including active ones such as Tyatya (1,819 m), Ruruy (1,485 m), Mendeleev (886 m) and Golovnin (541 m). The terrain of Kunashir was rugged and mountainous, with young geomorphology, steep slopes and numerous waterfalls. Asymmetry in relief is notable, with the western (Okhotsk) shore being steep and elevated, in contrast to the eastern (Pacific) shore, which has a more level and flat topography. In contrast to the Japan Arc, the absolute timing of the evolution of the primary Kuril Arc system has received comparatively little attention, particularly with respect to modern geochronological techniques. A recent study (de Grave, 2015) aimed to fill this gap by presenting the initial zircon U/Pb ages of the volcanic basement and thermochronological ages for the rocks of Kunashir Island, thus establishing a definitive temporal framework for their emplacement and subsequent exhumation. The volcanic rocks of the Kuril Islands generally exhibited a two level structural classification: (1) a lower level consisting mainly of moderately deformed Neogene rocks, and (2) an upper level comprising Pleistocene to recent volcanics. These rocks exhibited a wide range of compositions from basalt to rhyolite, with a predominance of (basaltic) andesites (Martynov et al.). The geology of Kunashir Island could be elucidated from this perspective by delineating two structural levels. The lower level, termed the Lower Complex, was characterised by yellowish to yellow grey tuffs, tuffaceous sandstones and breccias, mainly of felsic to medium composition. Numerous subvolcanic stocks and plugs of andesite, dacite and rhyolite intruded these formations, with deeper intrusive rocks of granodiorite porphyry composition and texture (Vergunov; Vergunov and Vlasov; Sergeev; Piskunov and Rybin). The upper level, termed the Upper Complex, was characterised by basaltic and basaltic andesite flows, small sub volcanic intrusive bodies and modern andesitic stratovolcanoes. Previous studies (Davydov et al. ; Vitukhin et al.) suggested a late Miocene to Pliocene age for the Lower Complex, and accordingly older rocks were either absent or not clearly identified on the island. The Lower Complex has been further subdivided into the Rybakov and Kamuy formations (e. g. Zhelubovsky and Pryaluhina; Bevz), although Martynov et al. used a different classification and terminology (see below). The Rybakov Formation, located in the most uplifted and deeply exhumed blocks, especially in the northern part of the island, was mainly an andesitic volcanic complex. This formation correlates with what Martynov et al. termed the Miocene Greentuff Formation. The Kamuy Formation, which forms the backbone of the island, consisted mainly of flysch like volcanic sedimentary deposits rich in felsic pumice of (rhyo)dacitic composition, with a thickness exceeding 1100 m (Martynov et al.). The Upper Complex, represented by the Fregat Formation, overlies the Rybakov and Kamuy Formations (Lower Complex). A distinct structural and erosional unconformity separated these complexes. The Fregat Formation comprised subaerial (basaltic) andesitic lava flows interbedded with tuffs, hyaloclastites and basaltic breccias (Syvorotkin and Rusinova). This suggests that the Fregat volcanic rocks are predominantly of sub aerial origin, occasionally deposited at shallow depths below sea level. The Fregat volcanic deposits formed a distinctive volcanic plateau, formed near sea level and affected by subsequent tectonic movements, resulting in the fragmented table top mountainous topography of Kunashir (Syvorotkin and Rusinova, 1989). The age of the Fregat Formation was determined to be late Pliocene to early Pleistocene based on diatoms (Neodenticula kamtschatica N. Koizumii) and palynology (Dunichev, 1969), in agreement with K Ar data from the Fregat basalts. On Kunashir, the Late Miocene Early Pliocene Rybakov Formation was exclusively formed under subaqueous conditions. The volcanic rocks of the middle Pliocene Kamuy Formation, assigned to subaerial conditions in the northern and central parts of Kunashir Island, indicate a subaqueous environment in the southern part. Intensive uplift, beginning in the second half of the Pliocene, led to significant tectonic movements between the accumulation of the Kamuy and Fregat formations in the late Pliocene. This resulted in a pronounced unconformity between the two, with the Fregat lava plateau experiencing differential vertical movement. The northern part of Kunashir showed substantial uplift of over 1 km, in contrast to the more modest elevation change of 200 300 m in the southern region (Syvorotkin and Rusinova, cit opt.). Sergeev reported a mid to late Miocene deformation event at Kunashir, associated with folding of the Kunashir 'basement' and emplacement of Miocene intrusions, accompanied by at least 1.5 km of uplift and denudation. Four modern and active (Pleistocene to Holocene) stratovolcanoes have shaped the modern landscape of Kunashir Island. These volcanoes, characterised by a typical alternation of lava flows and tuff deposits, exhibited mainly basaltic andesitic to andesitic compositions, with minor amounts of more differentiated magmas of dacitic affinity. This modern magmatic activity was closely linked to the subduction of the Pacific Plate beneath the Okhotsk Plate (Martynov et al., 2010a). Among these, Tyatya Volcano stands out as one of the most active and best studied volcanoes in the Kuril Arc (Nakagawa et al.). Both the Lower and Upper Complexes were characterized by numerous sub volcanic intrusions, with the Lower Complex also containing deeper intrusions. In the Rybakov Formation these intrusions manifested as stocks, dikes and sills of basaltic, andesitic and dacitic composition. The Kamuy Formation contained mainly dacite stocks, dikes and sills. Deeper seated igneous rocks without volcanic analogs were represented by two distinct intrusive complexes: (1) the Prasolov Complex, which included gabbro, diorite, quartz diorite, granodiorite, and tonalite or plagiogranite, and (2) the Dokuchaev Complex, which included three small bodies of fine grained porphyritic granodiorite and tonalite (Vergunov and Vlasov, cit. opt. ; Kovtunovich et al). The Prasolov plagiogranite (tonalite) diorite complex consisted of three distinct plutons: the Prasolov, Mechnikov and Lobanov massifs (Vergunov and Vlasov, 1964; Sergeev, 1976, cit. opt.). The Prasolov Massif, the largest with an area of 18 km², located in NE Kunashir, acted as a stock. Intrusive contacts with the rocks of the Rybakov Formation were mainly tectonic, with rare intrusive contacts showing contact aureoles characterised by quartz biotite hornfels. The Prasolov Complex was inferred to be of relatively late Miocene to Pliocene age based on intrusive contacts, the presence of pebbles from Prasolov Complex granitoids in the Kamuy Formation sediments, and K Ar ages ranging from 61 ± 12 to about 10 Ma (most common ages found between 11e10 Ma) (Rybin, 1994). The Dokuchaev Granitoid Complex, younger than the Prasolov Complex, comprised three small stocks that cut across the Kamuy Formation. Intrusive contacts were observed and Kamuy xenoliths were present (Vergunov and Vlasov, cit. opt.). The Dokuchaev Complex, consisting of tonalite porphyry, granodiorite porphyry and diorite porphyry, is an amalgamation of the Dokuchaev, Valentina and Orlov massifs. The Valentina Massif, a tonalite porphyry stock along the Okhotsk coast in the northern part of Kunashir, showed tectonic rather than intrusive contacts. A Pliocene age for Dokuchaev has been proposed on the basis of geological and K Ar data, with rocks from the Dokuchaev complex having reported K Ar ages of 6.5e4.2 Ma, corresponding to late Miocene to early Pliocene age (Rybin).

Окружающая среда

Климат влажный континентальный с очень обильными осадками, особенно осенью, и выраженным сезонным запаздыванием, с максимальными температурами в августе и сентябре. Растительность преимущественно представлена елью, сосной, пихтой и смешанными лиственными лесами с лианами и подлеском из курильского бамбука. Горы покрыты березовыми зарослями и кустарником сибирской карликовой сосны, травянистыми растениями или обнаженными скалами. В июле 2001 года на острове Кунашири были найдены керны старых дубов (Quercus crispula).

Важная зона для птиц

Кунашир, вместе с соседней Малой Курильской грядой небольших островов, признан Международным сообществом по охране птиц (BirdLife International) территорией, имеющей важное значение для птиц (IBA), так как на острове обитают популяции различных видов птиц, находящихся под угрозой исчезновения, в том числе многочисленные водоплавающие, морские и околоводные птицы.

История

Первоначальными жителями острова, как и большей части Хоккайдо и Курильских островов, были айну. Европейцы впервые посетили эту часть Курил в 1643 году, когда судно «Кастрикум» под командованием Маартена Герритса Вриса исследовало Хоккайдо и прилегающие районы для Голландской Ост-Индской компании (VOC). Описание Вриса этой области было крайне запутанным, включая вымышленное континентальное продолжение, названное Землёй Компании, но хотя его воображаемый остров Стейтен-Айленд обычно связывают с Итурупом, его расположение на большинстве карт того времени больше соответствует местоположению Кунашира. Лейтенант Витуса Беринга Мартин Спанберг картографировал фактическое расположение Курильских островов, включая Кунашир, в ходе серии плаваний в 1738, 1739 и 1742 годах, однако Земля Компании и остров Стейтен-Айленд продолжали появляться на европейских картах ещё десятилетиями. Японцы расширили своё влияние на север до Кунашира в XVIII веке, и клан Мацумаэ основал рыболовный и торговый пункт под названием Кунашири-басё (国後場所) в 1754 году. Его штаб-квартира располагалась в Томари (современное Головнино) и управляла Кунаширом, Итурупом и Урупом. В 1789 году остров Кунашир стал местом битвы при Менаси-Кунашир, в ходе которой местные айну восстали против японских торговцев и колонистов Ямато. Русский мореплаватель Василий Головнин предпринял попытку картографировать и исследовать остров в 1811 году, но был арестован японскими властями и провёл два года в заключении. 1 сентября 1945 года, то есть за день до подписания акта о капитуляции Японии во Второй мировой войне 2 сентября 1945 года, в соответствии с договорённостями, достигнутыми на Ялтинской конференции, Советский Союз вторгся и оккупировал Курильские острова. Это произошло после того, как Советский Союз денонсировал советско-японский пакт о нейтралитете, подписанный в апреле 1941 года, и объявил войну Японии 9 августа 1945 года (формально же сам пакт оставался в силе до 13 апреля 1946 года). Хотя Япония, после обсуждений, согласилась уступить свои претензии на «Курильские острова» в рамках Сан-Францисского договора 1951 года, японское правительство с середины 1950-х годов утверждает, что южные острова не входили в число уступленных Курильских островов.

The original inhabitants of the islandas with most of Hokkaido and the Kurilswere the Ainu. Europeans are first recorded visiting this part of the Kurils in 1643 when the Castricum under Maarten Gerritsz Vries was exploring Hokkaido and the surrounding area for the Dutch East India Company (VOC). Vries's account of the area was incredibly garbledincluding a fictitious continental extension dubbed Company Landbut while his imaginary Staten Island is usually connected to Iturup, its placement on most maps of the period more closely resembles the location of Kunashir. Vitus Bering's lieutenant Martin Spanberg mapped the actual locations of the Kurils including Kunashir in a series of voyages in 1738, 1739, and 1742 but Company Land and Staten Island continued to appear in European maps decades afterwards. The Japanese expanded north to Kunashir in the 18th century, with the Matsumae clan establishing a fishery and trading site called Kunashiri basho (国後場所) in 1754. Its headquarters was located in Tomari (present day Golovnino) and administered Kunashir, Iturup, and Urup. In 1789 Kunashir Island was one of the settings of the Menashi Kunashiri Battle in which native Ainu revolted against Yamato Japanese tradespeople and colonists. Russian navigator Vasily Golovnin attempted to map and explore the island in 1811, but was apprehended by Japanese authorities and spent two years in prison. On September 1, 1945, or one day before the surrender documents of World War II were signed on September 2, 1945, in accordance with understandings reached at the Yalta Conference, the Soviet Union invaded and occupied the Kuril Islands. This occurred after the Soviet Union renounced the Soviet–Japanese Neutrality Pact signed in April 1941, and declared war on Japan on August 9, 1945 (formally, the pact itself remained in effect until April 13, 1946). Although Japan agreed after deliberations to cede its claims to "the Kurile Islands" as part of the Treaty of San Francisco in 1951, the Japanese government has claimed since the mid 1950s that the southern islands were not part of the ceded Kuril Islands.

Поселения

Крупнейшим населённым пунктом на острове Кунашир является Южно-Курильск, административный центр Южно-Курильского района.

Экономика

Основная экономическая деятельность – рыболовство. У острова есть порт вблизи Южно-Курильска. На острове Кунашир расположена геотермальная электростанция «Менделеевская ГеоЭС» мощностью 1,8 МВт.

Транспорт

Остров обслуживается аэропортом Менделеево.

Население

После землетрясения 1994 года около трети населения острова Кунашир покинули остров и не вернулись. К 2002 году население острова составляло приблизительно 7800 человек. Общая численность населения оспариваемых Курильских островов в то время составляла около 17 000 человек.