В 1980-х и начале 1990-х годов в пяти экспедициях НИС "Вулканолог" выполнены геолого-геофизические исследования, в результате которых получены новые данные о строении и истории формирования вулканического массива Черных Братьев. В развитии массива выделено 5 этапов. На первом этапе, начало которого относится к раннему - среднему плейстоцену, а, возможно, и к неогену, сформировался крупный щитообразный существенно лавовый вулканический массив размером 30 X 35 км. На втором этапе произошло, по-видимому, катастрофическое эксплозивное извержение, и сформировалась древняя кальдера (Внешняя кальдера Горшкова) размером 15 X 20 км. Возраст - не моложе середины позднего плейстоцена. На третьем этапе в северной и центральной частях древней кальдеры сформировалась крупная вулканическая постройка, заполнившая большую часть кальдеры и перекрывшая ее борт. На четвертом этапе произошло мощное эксплозивное извержение, и образовалась молодая кальдера (кальдера Горшкова) размером 7.5 X 11.5 км. Время образования этой кальдеры соответствует мощной вспышке кислого эксплозивного вулканизма в районе Курил и Камчатки в пределах 45-30 тыс. лет назад. На заключительном этапе, в результате активной вулканической деятельности внутри молодой кальдеры, вблизи ее бортов сформировались современные вулканические постройки островов Чирпой и Брат Чирпоев. Суммарный объем изверженного в данном районе вулканического материала может превышать 1000-1300 км3, из них 400-600 км3 - пирокластический материал кальдерообразующих извержений.

The geological and geophysical research carried out during the five cruises of R/V/ Vulkanolog in the 1980s and early 1990s provided new evidence of the structure and evolution of the Chernye Bratya volcanic massif. Five phases have been identified in its evolution. The first phase which began in the Early - Middle Pleistocene, or possibly Neogene, involvel the generation of a major shield-shaped, mostly laval, volcanic massif with dimensions 30 km by 35 km. The secondphase seems to have been a catastrophic explosive eruption producing the older caldera (Gorshkov Outer Caldera) of dimensions 15 km by 20 km. It is not younger than the mid-Late Pleistocene. A large volcanic structure formed during the third phase in the north and central parts of the older caldera, filling most of the caldera and overlapping its rim. A major explosive eruption occurred during the fourth phase producing the younger caldera (Gorshkov Caldera) of dimensions 7.5 km by 11.5 km. The generations time of that caldera corresponds to a powerful burst of acid explosive volcanism in the Kuril-Kamchatka region about 45.000 to 30.000 years ago. The final phase involved high volcanic activity within the younger caldera producing the present-day volcanic edifices of Chirpoy and Brat Chirpoev islands near the caldera rim. The total volume of ejecta discharged in the area may be in excess of 1000-1300 km 3; of these, 400-600 km 3 consist of pyroclastic material produced by the caldera-generating eruptions.