georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2025.3.18geores-375Research ArticleГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯGEOLOGICAL, GEOCHEMICAL AND GEOPHYSICAL RESEARCHСтруктурная позиция Толмачёвского активного магматического центра на юге Камчатки и его происхождениеStructural position of the Tolmachova active magmatic center in the south of Kamchatka and its originНурмухамедовА. Г.NurmukhamedovA. G.

Александр Гарифович Нурмухамедов – кандидат геол.-минерал. наук, ведущий научный сотрудник

683002, Петропавловск-Камчатский, Северовосточное шоссе, 30, а/я 56

lexander G. Nurmukhamedov – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Researcher

P.O. Box 56, Severo-Vostochnoye shosse, 30, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683002

nurmuxamedov1949@mail.ruСидоровМ. Д.SidorovM. D.

Михаил Дмитриевич Сидоров – кандидат геол.-минерал. наук, ведущий научный сотрудник

683002, Петропавловск-Камчатский, Северовосточное шоссе, 30, а/я 56

Mikhail D. Sidorov – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Researcher

P.O. Box 56, Severo-Vostochnoye shosse, 30, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683002

smd1952z@gmail.comНаучно-исследовательский геотехнологический центр ДВО РАНРоссияResearch Geotechnological Center of Far Eastern Branch of Russian Academy of SciencesRussian Federation202527092025273139150Copyright © Нурмухамедов А.Г., Сидоров М.Д., 20252025Нурмухамедов А.Г., Сидоров М.Д.Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/375

Статья носит обзорный характер, где представлены результаты глубинных геолого-геофизических исследований, выполненных на юге Камчатки и в ближайшей акватории Тихого океана. Приведено описание объемной плотностной модели и ее анализ в комплексе с другими данными. Дополнена информация о структурном положении Толмачёвского активного магматического центра (ТАМЦ) и его происхождении. В результате исследований выявлен мантийный выступ, который имеет замкнутые контуры и образован в Начикинской зоне поперечных дислокаций не позднее раннего миоцена. Размеры большой и малой осей выступа составляют соответственно ~ 123 и 84 км. В нижней части мантийного выступа на глубине 35–45 км выделяются локальные участки разуплотнения, отождествляемые с очагами плавления. Причиной образования выступа может быть давление магмы ультраосновного состава из верхней мантии и ее последующее внедрение в нижние слои земной коры. Внедрение происходило по ослабленной зоне, сформированной на начальном этапе сдвиговой дислокации, происходившей в миоцен-плиоценовое время. Дифференциация магмы, поступающая в земную кору из очагов плавления, а также тепловые потоки из этих же источников образуют участки очагового выплавления и, как следствие, приводят к формированию интрузивного массива среднесреднекислого состава. Периодическое продвижение магмы по ослабленной зоне в районе ТАМЦ сопровождается роем слабых землетрясений. ТАМЦ генетически связан с мантийным выступом и является его составной частью.

Зоны перегиба субдуцирующей океанической литосферы являются участками накопления тектонического напряжения и его периодической разгрузки в виде землетрясений. Наиболее высокая плотность сейсмических событий с магнитудой М ≥ 5 наблюдается в сейсмическом линеаменте, расположенном наиболее близко к береговой линии – в зоне максимального перегиба слэба в интервале глубин ~ 30–50 км.

The article is of a review nature, where the results of deep geological and geophysical studies carried out in the south of Kamchatka and in the nearest water area of the Pacific Ocean are presented. A description of the volumetric density model and its analysis in combination with other data are given. Information on the structural position of the Tolmachоva active magmatic center (TAMC) and its origin is supplemented. As a result of the studies, a mantle protrusion was revealed, which has closed contours and was formed in the Nachikinsky zone of transverse dislocations (NZTD) no later than the Early Miocene. The sizes of the major and minor axes of the protrusion are ~ 123 and 84 km, respectively. In the lower part of the mantle protrusion, at a depth of 35–45 km, local areas of decompression are identified, which are associated with centers of melting. The formation of the ledge may be caused by the pressure of ultrabasic magma from the upper mantle and its subsequent intrusion into the lower layers of the Earth’s crust. The intrusion occurred along a weakened zone formed at the initial stage of shear dislocation that occurred in the Miocene-Pliocene time. Differentiation of magma entering the earth’s crust from melting centers, as well as heat flows from the same sources, form areas of focal melting and, as a consequence, lead to the formation of an intrusive massif of medium to medium acidic composition. Periodic movement of magma along a weakened zone in the TAMC area is accompanied by a swarm of weak earthquakes. TAMC is genetically related to the mantle ledge and is an integral part of it.

Inflection zones of the subducting oceanic lithosphere are areas of accumulation of tectonic stress and its periodic unloading in the form of earthquakes. The highest density of seismic events with magnitude M ≥ 5 is observed in the seismic lineament located closest to the coastline – in the zone of maximum slab bending in the depth range of ~ 30–50 km.

верхняя мантиямантийный выступземная корасубдукциятеррейнплотностная модельсейсмический линеаментupper mantlemantle protrusionEarth's crustsubductionterranedensity modelseismic lineamentРабота выполнена в рамках Государственного задания НИГТЦ ДВО РАН № 075-01178-23-00, финансируемого Министерством науки и высшего образования РФ.ReferencesВажеевская А.А. (1980). Ареальный вулканизм. Долгоживущий центр эндогенной активности Южной Камчатки: Коллективная монография. Отв. ред. Ю.П. Масуренко. М.: Наука, с. 39–41.Chubarova O.S. (2006). Volcanic Earthquakes. The Great Russian Encyclopedia. Moscow: Vol. 6, p. 91. (In Russ.)Геологическая карта и карта полезных ископаемых Камчатской области и Корякского автономного округа (2005). Под ред. А.Ф. Литвинова, Б.А. Марковского, В.П. Зайцева. 1:1 500000. СПб: ВСЕГЕИ.Geological Map and Map of Useful Fossils of Kamchatka Oblast and Koryak Autonomous Okrug (2005). Ed. A. F. Litvinov, B. A. Markovsky, V. P. Zaitsev. Scale 1:1 500000. St. Petersburg: VSEGEI. (In Russ.)Лебедев М.М., Апрелков С.Е., Ежов Б.В., Харченко Ю.И. (1979). Системы островных дуг Корякско–Камчатской складчатой области. Вулканология и сейсмология, 5, с. 30–36.Lebedev M.M., Aprelkov S.E., Ezhov B.V., Kharchenko Yu.I. (1979). Island Arc Systems of the Koryak–Kamchatka Folded Region. Vulkanologiya i seysmologiya, 5, pp. 30–36. (In Russ.)Мороз Ю.Ф., Нурмухамедов А.Г., Лощинская Г.А. (1995). Магнитотеллурическое зондирование земной коры Южной Камчатки. Вулканология и сейсмология, 4-5, с. 127-138.Moroz Yu.F., Nurmukhamedov A.G., Loshchinskaya G.A. (1995). Magnetotelluric sounding of the Earth’s crust of Southern Kamchatka. Vulkanologiya i seysmologiya, 4–5, pp. 127–138. (In Russ.)Нурмухамедов А.Г., Смирнов В.С. (1985). Результаты глубинных электромагнитных исследований на Южной Камчатке. Геология и полезные ископаемые Корякско-Камчатской складчатой области. Мат. V Камчатской геол. конф. Ред. коллег.: Поздеев А.И., Харченко Ю.И., Яроцкий Г.П., Лебедев М.М. Петропавловск-Камчатский: Камчатская областная организация НТО-горное, с. 69-82.Nurmukhamedov A.G. (2013). Results of work on the project “Creation of a seismotectonic zoning scheme for the Koryak-Kamchatka folded region based on a summary of deep geological and geophysical works”. Report. Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatgeologiya, 295 p. (In Russ.)Нурмухамедов А.Г. (2013). Отчет о результатах работ по объекту «Создание схемы сейсмотектонического районирования Корякско-Камчатской складчатой области на основе обобщения глубинных геолого-геофизических работ». В 2-х книгах и 1-й папки. Книга 2 – текст отчёта. Петропавловск-Камчатский: ОАО «Камчатгеология», 295 с.Nurmukhamedov A.G. (2017). Bath and Karymshinskie hydrothermal systems - energy sources in the south of Kamchatka. Mining informational and analytical bulletin, 32, pp. 347–367. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-12-32-347-367Нурмухамедов А.Г., Недядько В.В., Ракитов В.А., Липатьев М.С. (2016). Границы литосферы на Камчатке по данным метода обменных волн землетрясений. Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, 29(1), с. 35-52.Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2019а). Tolmachevsky active magmatic center (South Kamchatka) and its heat–power capacity as estimated by deep geophysical surveys. 3rd International Geothermal Conference. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 367 012015. https://doi.org/10.1088/1755–1315/367/1/012015Нурмухамедов А.Г. (2017). Банные и Карымчинские гидротермальные системы – источники энергии на юге Камчатки. Горный информационно-аналитический бюллетень, спец. вып. 32, с. 347-367. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-12-32-347-367Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2019b). Deep structure and geothermal potential along the regional profile set from Opala Mountain to Vakhil’ River (Southern Kamchatka). 2nd International Geothermal Conference. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 249 012041. https://doi.org/10.1088/1755-1315/249/1/012041Нурмухамедов А.Г., Сидоров М.Д., Мороз Ю.Ф. (2020). Модель строения земной коры и верхней мантии в районе Карымшинского рудного узла по геофизическим данным (Южная Камчатка). Георесурсы, 22(1), с. 68-76. https://doi.org/10.18599/grs.2020.1.63-72Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D., Moroz Yu.F. (2020). A model of the deep structure of the Earth’s crust and upper mantle in the area of the Karymshinsky gold-ore cluster according to geophysical data (South Kamchatka). Georesursy = Georesources, 22(1), pp. 68–76. https://doi.org/10.18599/grs.2020.1.63-72Нурмухамедов А.Г., Сидоров М.Д. (2022). Модель строения Южной Камчатки по результатам плотностного 3D-моделирования и комплексу геолого-геофизических данных. Тихоокеанская геология, 41(2), с. 25-43. https://doi.org/10.30911/02074028-2022-41-2-25-43Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2022). Model of the structure of Southern Kamchatka based on the results of 3D density modeling and a set of geological and geophysical data. Pacific Geology, 41(2), pp. 25–43. (In Russ.) https://doi.org/10.30911/02074028-2022-41-2-25-43Нурмухамедов А.Г., Сидоров М.Д. (2023). Строение литосферы и её влияние на золотоносность Юго-Восточной Камчатки. Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, 59(3), с. 20-41. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-3-59-20-41Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2023). The structure of the lithosphere and its influence on the gold potential of Southeastern Kamchatka. Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle, 59(3), pp. 20–41. (In Russ.) https://doi: 10.31431/1816-5524-2023-3-59-20-41Нурмухамедов А.Г., Сидоров М.Д. (2024). Толмачёвский активный магматический центр на юго-востоке Камчатки и его структурная позиция. Вулканизм и связанные с ним процессы: Тр. XXVII ежегод. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 27-29 марта 2024 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, с. 183-186.Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2024). The Tolmachevsky active magmatic center in southeastern Kamchatka and its structural position. Volcanism and related processes. Proc. XXVII Sci. Conf. PetropavlovskKamchatskiy: IViS DVO RAN, pp. 183–186. (In Russ.)Петренко И.Д. (1999). Золото-серебряная формация Камчатки. СПб: Изд. картограф. фаб. ВСЕГЕИ. 116 с.Nurmukhamedov A.G., Smirnov V.S. (1985). Results of deep electromagnetic studies in Southern Kamchatka. Geology and useful minerals of the Koryak-Kamchatka folded region. Proc. V Kamchatka Geological Conf. Eds.: Pozdeev A.I., Kharchenko Yu.I., Yarotsky G.P., Lebedev M.M. Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatka Regional Organization Scientific and Technical Association-Mining, pp. 69–82. (In Russ.)Селивёрстов Н.И. (2009). Геодинамика зоны сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг. Петропавловск-Камчатский: Изд. КамГУ, 191 с.Nurmukhamedov A.G., Nedyadko V.V., Rakitov V.A., Lipatyev M.S. (2016). Lithosphere boundaries in Kamchatka based on earthquake converted wave data. Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle, 29(1), pp. 35–52. (In Russ.)Сидоров М.Д., Нурмухамедов А.Г. (2022). Объёмное изображение плотностной модели земной коры на примере Южной Камчатки. Геология и геофизика, 63(10), с. 1433-1452. https://doi.org/10.15372/GiG2021155Petrenko I.D. (1999). Gold-silver formation of Kamchatka. St. Petersburg: VSEGEI, 116 p. (In Russ.)Чубарова О.С. (2006). Вулканические землетрясения. Большая Российская энциклопедия. М.: Т. 6, с. 91.Seliverstov N.I. (2009). Geodynamics of the junction zone of the KurilKamchatka and Aleutian island arcs. Petropavlovsk-Kamchatsky: KamSU Publishing House, 191 p. (In Russ.)Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2019а). Tolmachevsky active magmatic center (South Kamchatka) and its heat–power capacity as estimated by deep geophysical surveys. 3rd International Geothermal Conference. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 367 012015. https://doi.org/10.1088/1755–1315/367/1/012015Sidorov M.D., Nurmukhamedov A.G. (2022). Three-Dimensional Image of Crustal Density Model: A Case Study in South Kamchatka. Russ. Geol. Geophys, 63(10), pp. 1189–1206. https://doi.org/10.2113/RGG20204328Nurmukhamedov A.G., Sidorov M.D. (2019б). Deep structure and geothermal potential along the regional profile set from Opala Mountain to Vakhil’ River (Southern Kamchatka). 2nd International Geothermal Conference. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 249 012041. https://doi.org/10.1088/1755-1315/249/1/012041Vazheevskaya A.A. (1980). Areal Volcanism. Long-Lived Center of Endogenous Activity of Southern Kamchatka: Collective Monograph. Ed. Yu. P. Masurenko. Moscow: Nauka, pp. 39–41. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.