Первинною метою захищається мною роботи було опис вивержень Ключевський сопки в 1944-45 рр., Які я особисто спостерігав і вивчав, працюючи в той час на Вулканологічної станції Академії Наук СРСР. Однак, у міру обробки і викладу матеріалу, ставало ясним, що описувані вулканічні явища, повторюючи багато особливості, притаманні діяльності Ключевський сопки в цілому, вимагають показу їх на тлі минулих вивержень. З іншого боку, прагнучи уявити собі причини і пояснити спостереження, не можна було не звернути уваги на геологічні дані як самого вулкана, так і його околиць. На жаль, подібного роду матеріал, відомий з літератури, дуже мізерний для Ключевського вулкана.

Протягом 5 років перебування на Вулканологічної станції я мав можливість зробити ряд поїздок у внутрішні області Ключевський групи вулканів. В результаті вдалося зібрати досить великий геологічний матеріал, який дає нові уявлення про цю дивовижною за потужністю і густоті скупчення вулканічної групі. Отримані дані дають можливість по-новому зрозуміти Ключевський сопку, її будова і сособенності, властиві її вивержень.

Завдяки існуючим більше двох з половиною століть поселенням російських біля підніжжя Ключевський сопки, дані про її виверженнях, порівняно з іншими вулканами Камчатки, досить численні. Хоча ці відомості здебільшого дуже лаконічні, але, тим не менше, будучи пов'язані з сучасними спостереженнями, які з 1934 року виробляються на Вулканологічної станції, вони дають можливість помітити ряд закономірностей в загальній картині діяльності цього вулкана. Критичної оцінки минулих даних і ув'язки їх з сучасними, ніким ще не робилося.

Зазначені міркування і були у мене матеріали послужили підставою дати більш широкий нарис про Ключевський сопки, що виходить за рамки опису тільки одного вулканічного циклу.

Таким чином, робота виявилася складається з 3 самостійних розділів: 1 - морфологічний і геологічний нарис Ключевський групи вулканів; 2 - дані про минулі виверженнях Ключевський сопки за час з 1697 р 1939 р і 3 - опис вивержень 1944-45 рр. і їх продуктів.

Почнемо з морфології і геології Ключевський групи вулканів. Ключевська група вулканів є однією з найцікавіших на Камчатці. 12 вулканів цієї групи (Ключевська сопка, Плоский Толбачик - діючі вулкани, Ближня і Дальня Плоскі сопки, Середня сопка, Камінь, Безіменна, Велика і Мала Зімін, Велика і Мала Удіни і Гострий Толбачик) утворюють ізольоване гірську споруду в північній частині півострова. Тут найбільші висоти (Ключевська - 4850 м. І Камінь - 4615 м.) І найпотужніший вузол сучасного зледеніння північно-східній частині Азії. Ключевська група вулканів знаходиться в місці змикання Алеутской і Курило-Камчатської острівних дуг, а також в центральній межхребтовой депресії, розташованої між Серединний і Східним хребтами.

Ключевська група вулканів. Вид на південний захід (від селища Kamak) .1- Ближня Плоска, 2-Дальня Плоска, 3-Середня, 4-Ключевська, 5-Камінь, 6-Безіменна, 7-Гострий Толбачик, 8-Плоский Толбачик, 9-Велика Зіміна, 10-Мала Зіміна, 11-Велика Удіне.

У фундаменті Ключевський групи вулканів знаходяться потужні опади неогенового віку, що мають в основному туфогеновий склад. На півночі і північному сході під неогеновими відкладеннями залягають палеогенові відкладення такого ж складу, а на південному сході (хребет Тумрок) - крейдяні породи. Таким чином, в фундаменті Ключевський вулканом залягають складчасті третинні опади, що досягають потужності 10-12 км, і лише в південно-східній частині потужність їх сильно зменшується за рахунок високого розташування верхнемезозойскіх відкладень.

Найбільш древніми лавами Ключевський групи вулканів є своєрідні крупнопорфіровие андезито-базальти і базальти, які я пропоную називати мегаплагіофіровимі лавами. В основному вони залягають нижче сучасної гідрографічної мережі, і тільки на Хапічінском долу і в одному місці на вододілі Східного хребта вони займають високе положення - до 1000 м. Над рівнем моря. Ця різниця в рівні мегаплагіофірових лав свідчить з одного боку - про опускання групи Ключевський вулканом, з іншого боку - про сучасний піднятті сусіднього Східного хребта.

На полого падаючому щиті, утвореному зі стародавніх мегаплагіофірових лав, підносяться 12 вулканів Ключевський групи. Всі вони побудовані, головним чином, з андезито-базальтових і базальтових лав, і тільки на вулканах, що примикають до Хапічінскому долу (Зімін та Удіни сопки) з'являються лави андезитового і дацитового складу, але не у вигляді окремих вулканів, а як продукти еволюції вже існували вулканічних вогнищ, в формі впроваджень в товщу старих відкладень. Самостійний вогнище андезитовой магми мала тільки Безіменна сопка і також Ключевська сопка на початку своєї діяльності.

Крім великих центральних вулканів тут же знаходиться безліч шлакових конусів - продуктів одиночних вивержень. Їх можна розділити на дві групи: одні пов'язані з вогнищами великих вулканів і розташовуються на їх схилах - це фокальні групи шлакових конусів, інші утворюють височини, витягнуті в одному напрямку і йдуть далеко в сторону від великих вулканів - це регіональні групи шлакових конусів. Для останніх характерні мегаплагіофіровие лави, але тільки вилиттям в більш пізній період існування Ключевський групи вулканів.

У розташуванні Ключевський вулканом можна помітити дві особливості: 1-майже все вулкани розташовуються парами; 2-молодші вулкани в південній частині групи розташовуються ближче до середини групи, а в північній - спрямовані на північ.

Вважаючи, що парні вулкани розташовуються на обшіх тріщинах, і що шлакові конуса лежать на розломах регіонального типу, в Ключевський групі вулканів можна виділити систему тріщин, живили зазначені вулкани. Частина тріщин спрямована радіально до краю Хапічінского долу, а частина або концентрично до виступу цього долу або відповідає загальним для Камчатки лініях північно-східних зсувів. На північно-східній лінії, зокрема, лежить скидання східного схилу вулкана Камінь, а також Ключевська і Безіменна сопки, що є найбільш молодими утвореннями Ключевський групи.

Вулкани Ключевський групи (зліва направо): Безіменна, Камінь (на передньому плані гігантський скидання східного схилу), Ключевська, що лежать на розломі північно-чосточного простягання.

Історію освіти Ключевський групи вулканів можна представити в наступному вигляді. Стародавні мегаплагіофіровие лави, що займають величезну площу - 8500 км3, були висловлені із загального вогнища, розташованого на виниклому на початку четвертинного періоду регіональному розломі Східно-Камчатського хребта. В результаті вивержень мегаплагіофірових лав була утворена полога щитовидна височина величезних розмірів. Надалі відбувалося опускання місцевості під виснаженим вогнищем під впливом тиску маси вилиттям лав. Велику роль в оформленні нових тріщин зіграв жорсткій похований блок з верхньо-мезозойських відкладень в південно-східній частині фундаменту - Хапічінскій блок. У опускаються навколо нього товщах теоретичних відкладень і мегаплагіофірових лав виникли радіальні і концентричні тріщини, на яких утворилися нові вулканічні осередки. Згодом почалися зсуви і вздовж регіонального розлому північно-східного напрямку. На перших розташувалися найдавніші вулкани групи, а на друге - наймолодші (Ключевська і Безіменна сопки, а також Південно-Толбачінская зона регіональних шлакових конусів).

Древній вулкан Ключевський групи - вулкан Зіміна (польові замальовки).

Молодий вулкан Ключевський групи - Безіменна сопка

Ймовірно, що пожвавлення діяльності старих вулканів (Удіни і Зімін сопки), які почали викидати кислі лави, відбулося уздовж тріщин другого типу. Таким чином, в Ключевський групі вулканів спочатку існувала загальна магматическая камера, яка згодом була замінена вищерозташованої другорядними вогнищами, в подальшому переміщаються убік по площині тріщин. Початковий загальний вогнище, судячи з повторним одкровенням мегаплагіофірових лав в зонах регіональних шлакових конусів, продовжував існувати і надалі. Те, що відбувалося протягом всієї історії Ключевський групи поступове опускання загального споруди досягло до теперішнього часу величини 800-900 м.

Тепер перейдемо до наявних даних про минулі виверженнях Ключевський сопки. Останні 15 років виверження Ключевського сопки спостерігалися і детально вивчалися співробітниками Камчатської Вулканологічної станції. Дані про минуле її діяльності, хоч і мізерні за змістом, але більш рясні, ніж для інших вулканів півострова. Цікаво було проаналізувати ці дані і зіставити їх з результатами сучасних спостережень з метою визначити характерні особливості, властиві типу діяльності Ключевського вулкана в цілому. Про виверженнях Ключевського вулкана є опубліковані зведення, але такого типу аналізу і порівняння в них немає. Винятком за своєю подробиці і докладності є нещодавно опублікований огляд даних про виверженнях Ключевський сопки, Слелай В.І.Влодавцом, але і тут ми не знаходимо спільної характеристики діяльності розглянутого вулкана.

Отже, характерні особливості вулканічної діяльності Ключевський сопки:

1. Вивергається частіше за інших вулканів Камчатки. Інтервали повного спокою від 1 до 5 і, рідше, до 9 років.

2. Цикли вулканічної активності мають різну тривалість і бувають різної інтенсивності. Наприклад, цикли пароксизмальних вивержень протікають бурхливо і короткочасно. Під час кульмінаційної фази цих вивержень вибухи відбуваються через повне отвір кратера западини, при цьому утворюються величезні вулканічні хмари і відбувається ряд інших явищ, які надовго зберігаються в пам'яті жителів. Такими були виверження одна тисяча сімсот тридцять сім, 1762, 1790, 1821, 1853, 1878 рр, і, мабуть, 1904 і 1926 рр. У періоди між пароксизмальними виверженнями спостерігаються цикли іншого роду. Вони слабші, більш тривалі, і виверження відбуваються через окремі кратерного Боккі. Це цикли межпароксізмальнимі вивержень. Аналізуючи дані про виверження 1937-1938 рр., Про які повідомляє А.А.Меняйлов, я відношу це виверження до межпароксізмальнимі типу.

Для діяльності Ключевський сопки характерно також утворення і тривале існування на одних і тих же напрямних схилу конуса постійних ущелин або долин, по яких під час вивержень скочуються вниз маси пухкого матеріалу і іноді потоки лави. Такі долини були утворені при пароксизмальних виверженнях 1 737, 1878 і 1945 рр. Вони зберігаються протягом багатьох вулканічних циклів, особливо, якщо в кратері існує живить їх бокка. Якщо порушуються умови, при яких вони заповнюються рихлим матеріалом, то з плином часу відбувається їх заповнення снігом і льодом, і вони і дають початок льодовиках, які ми спостерігаємо на конусі Ключевський сопки. Ці долини не є баранкосамі, дуже схожі на Шарра дель Фуоко вулкана Стромболі і також утворюються в результаті абразії одного і того ж ділянки схилу величезними масами пухкого вулканічного матеріалу. Пропоную називати такі долини - Шарра. Існування на схилі Ключевський сопки декількох Шарра і поява час від часу нових говорить про переважання про переважання при ізаерженіях цього вулкана пухких мас над лавовими виливами.

Виверження Ключевського сопки, як це спостерігається і на багатьох інших стратовулканів, не відрізняються одноманітним характером, а складаються з явищ, які можна віднести до різних класифікаційних типам. Ключевський нагадує Везувій за формою пароксизмальних вивержень, утворення внутрікратерного конусів і чергуванню пароксизмальних і межпароксізмальнимі циклів. З іншого боку, ексцентричні кратери, розташовані в нижніх частинах схилу конуса, характеризують Ключевський як вулкан типу Етна. Однак, відмінності Ключевського від Везувію і Етни пов'язані з більш в'язким характером лави.

Виверження 1944-1945 рр проявилися в такій самій формі, як це було під час минулого вулканічного циклу 1937-1938 рр, тобто діяльність почалася спочатку в термінальному кратері, а потім, через 5 місяців, закінчилася проривом ексцентричних кратерів далеко внизу на схилі конуса. Відмінність від минулого циклу полягає в напруженості, стислості і нетривалість явищ.

Термінальний виверження почалося зі слабких, а потім все більш посилювався вибухів, через три тижні досягло максимального напруження і незабаром після цього припинилося.

Пароксизмальна стадія виверження 1 січня 1945 року.

Це виверження слід віднести до пароксизмальних типу, і його результатами є: 1. утворення нової глибокої ущелини типу Шарра на схилі вулкана, видовбаної падали з величезної висоти вулканічними бомбами і пізніше проорали лавинами пухкого матеріалу; 2. вилив потоку лави по руслу нової Шаррі; 3. відкладення величезної кількості гарячого пухкого матеріалу в гирлі нової Шарра, що зумовило появу тут дуже високих і тривало існували стовпів пара, що викликали помилкове враження про виверження побічних конусів; 4. переміщення вниз на відстань до 30 км від кратера потоків талої води і бруду. Всі ці явища були незвичайними для рядовий діяльності Ключевського вулкана.

Ексцентричне виверження відбулося на південно-східному схилі вулкана, приблизно в 12 км від головного кратера в зоні висот 1000-1500 м над рівнем моря. В результаті виверження була утворена ланцюжок кратерів, витягнута по напрвлению до вершини Ключевський сопки. З нижнього кратера був вилитий потік лави завдовжки в 5 км. Так як виверження відбулося в рік святкування 220-річчя Академії Наук, то група кратерів була названа Ювілейній, а окремі кратери отримали імена академіків.

Цікавим є питання про механізм ексцентричних вивержень. В результаті яких причин магма спрямовується в бік від головного вивідного каналу, і яким способом і в якому напрямку вона рухається до поверхні? У разі Етни Понті вважав, що причиною є гідростатичний давденіе магми, піднятою високо в жерлі вулкана, а сприятливими умовами для впровадження магми в тіло вулкана є внутрішні пусоти і тунелі, існуючі в лавових потоках Етни. На Ключевський сопки лавові потоки іншого типу: вони більш в'язкі і тунелей не мають, і з іншого боку термінальний кратер тут більш активний в порівнянні з Етною, де вивержень з кратера майже не відбувається. Тому пояснення Понті мені здається недоречним для Ключевський сопки. Інше пояснення дається нашими вулканологами В.І.Влодавцем, А.А.Меняйловим і С.І.Набоко. Вони вважають, що виверження цього типу відбуваються безпосередньо з магматичного вогнища, причому по окремих для кожного побічного кратера каналах. Розташовані вище по схилу кратери одержують харчування з верхнього диференційованого шару магми в осередку, а більш низькі кратери - з більш низьких рівнів вогнища. Відповідно до цього осередок доводиться уявляти собі у вигляді широкої камери, апикальная частина якої поширюється на відстані 15-20 км в сторони від головного вивідного каналу, і глибина якої тільки 1 км від поверхні в районі експлозівних кратерів і 3 км під головним кратером. Я знаходжу, що така форма і такі розміри вогнища неможливі просто механічно. Вулкан, що спочивають згідно цьому поясненню, у вигляді тонкої кори на рідкому субстраті мав би зануритися в нього. Де за цією схемою розміщуються третинні відкладення фундаменту, ксеноліти яких ми зустрічаємо в лавах ексцентричних вивержень? Якщо ексцентричні кратери мають самостійне з'єднання з вогнищем, то чому через ці кратери ніколи не відбувається повторних вивержень? На ці питання важко дати відповідь. Ймовірно, треба шукати інше пояснення.

Особливості ексцентрічного Виверження 1945 р вказують, что ін'єкція магми, что піджівлювала це Виверження, Руху в напрямку від термінального кратера. Про це свідчіть яйцеподібна в плане форма обрісів шкірного з експлозівніх кратерів, яка могла війта только в результате послідовно переміщаліся вібухів и локалізації джерела лави только на найніжчому гіпсометрічні Рівні. Спостереження показують, что Верхні експлозівніе кратери були утворені в Перші два дні Виверження, и в подалі смороду Вже НЕ діялі, а найніжчій, лавовий кратер БУВ діяльній всі 17 днів Виверження. Зосередження експлозівніх кратерів, в тому чіслі и газової Боккі лавового кратера на стороні, зверненій до вершини Ключевській сопки, может буті пояснено только тім, что у верхній части магматічної ін'єкції перебувалі гази, Які проріваліся до поверхні швидше, чем більш інертна, Вже позбавлено части газів, рідка частина магматічного Речовини. Мені здається, що в даному випадку не можна говорити про дайкового формі ін'єкції, бо в цьому випадку все кратери були б в однаковому становищі і повинні були б діяти якщо не одночасно, то протягом усього періоду виверження. Залишаються можливими пластообразниє ін'єкції. Вони можуть бути або спадного або висхідного типу. На мою думку, магматическая ін'єкція описуваного мною виверження була висхідного типу. Крім усього іншого, в цьому припущенні мене переконує факт присутності в лавах даного виверження численних ксенолитов теоретичних порід, які не зустрічаються в лавах термінального кратера, і не можуть бути пояснені спадними шароподібними ін'єкціями.

Як ми бачимо за даними нашого циклу вивержень, а також попередніх подій, ексцентричні виверження представляють собою похідні термінальних вивержень. Природно припускати, що вони відповідають найбільш сильним, кульмінаційним фазами термінальних вивержень. Маючи на увазі, що термінальні виверження є переважно експлозівнимі, треба думати, що одним з факторів відокремлення ексцентричних ін'єкцій є надлишковий тиск, що розвивається при експлозія. Уподібнюючи вивідний канал вулкана стовбура гігантського артилерійської гармати, можна уявити собі, що при кульмінаційних виверженнях, які відбуваються на якомусь рівні нижче вершини магматичної колони, розвивається таке реактивне тиск (спрямоване вниз вздовж вивідного каналу), яке буде перевищувати тиск піднімається магми, і таким чином «зажене» частина магми убік, в тіло вулкана.

Докладне дослідження лавових продуктів, як термінальних, так і ексцентричних вивержень, виявило в них ряд цікавих особливостей. Нова лава за загальним складом є типовим для Ключевський сопки плагіоклазових базальтом. Для термінальних лав докульмінаціонной фази характерно присутність невеликої кількості гіперстен, який відсутній в лавах і пеплах кульмінаційної фази. Крім того, своєрідною особливістю цих лав є заміщення гіперстен олівіном і щодо більш залозистий складу олівіну в порівнянні з олівіном кульмінаційних лав. Ексцентричні лави, будучи близькими до термінальних, дещо відрізняються від них в деталях. Ці лави більш багаті порфіровими вкрапленниками і не містять гіперстен, клинопироксен в них бідніший кальцієм і багатше магнієм, олівін в міру ходу виверження стає більш магнезіальних. Зазначені особливості складу лав вказують, що магма в осередку перед початком вивержень піддавалася диференціації. Такі факти, як присутність гіперстен і щодо залозистого олівіну в перших фазах термінального виверження і поява більш магнезиального олівіну і зникнення гіперстен на останніх фазах, а також зростання основності складу лав за даними хімічних аналізів, дійсно можуть бути пояснені тільки явищем гравітаційної диференціації. Ряд інших даних, а саме заміщення гіперстен олівіном і характер метаморфізму включень (наприклад, розвиток в старих лавах пневматоліческіх олівіну, діопсид і гіперстен, а також заміщення мелілітом карбонатових включень) дає можливість припускати, що гравітаційна диференціація перед початком вивержень стала замінюватися зворотною тенденцією, а саме явищем газового перенесення, які прагнуть відновити первинний склад.

Безсумнівно в роботі є багато прогалин. Автор не претендує на остаточне вирішення багатьох складних питань, яких він стосується. Наведені матеріали і висловлені ідеї можуть служити тільки стимулом до подальших досліджень, для яких потрібні десятки років і колективна праця багатьох осіб.

З вдячністю автор зазначає велику допомогу, надану йому під час його перебування на Камчатці Б.В.Енман і В.П.Енман. Особливо вдячний автор академіку А.Н.Заваріцкому за його цінні вказівки, поради та надання виключно сприятливих умов для виконання цієї роботи як в поле, так і в лабораторії.

наверх