Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS Repository
IVS FEB RAS
Поиск
Browse
IVS FEB RAS Items
Statistics
Instruction
Links

Минеральные воды Авачинской депрессии, Камчатка

Таран Ю.А., Рябинин Г.В., Покровский Б.Г., Нажалова И.Н., Малик Н.А. (2021) Минеральные воды Авачинской депрессии, Камчатка // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. Вып. 50. № 2. С. 22-39. doi: 10.31431/1816-5524-2021-2-50-22-39.

[img]
Preview
Text
Taran_et_al.pdf
Creative Commons License

Download (6MB) | Preview

Official URL: http://www.kscnet.ru/journal/kraesc/article/view/6...

Abstract

Скважинами глубиной до 3000 м у подножья действующих вулканов Корякский и Авачинский в пределах Авачинской депрессии вскрыты минерализованные воды (до 22 г/л общей минерализации) с температурой около 60°С в западной части разведанной области и холодные — восточнее, ближе к Тихоокеанскому побережью. В статье приведены литературные, фондовые и собственные данные по химическому и изотопному составу этих вод. Состав вод хлоридно-натриевый, с очень низкими содержаниями сульфата и магния и с высоким — кальция, и необычно высокой концентрацией стронция. Содержание свободного газа примерно 50 мл/л. В газе преобладают метан и азот (примерно 70 и 30 об.%, соответственно), присутствует сероводород (около 30 мг/л) и очень мало СО2 (< 0.5 об.%). Отношение N2/Ar, как правило, выше воздушного, т. е. присутствует неатмосферный азот. Обсуждаются возможные варианты взаимодействия вода-порода, ответственные за химический состав вод, и предлагается концептуальная модель предполагаемого бассейна минеральных вод, включающая положение возможных источников тепла и минерализованных растворов.

Abstract (translation)

Saline waters (up to 22 g/l) were tapped by deep (to 3000 m) wells at the foot of active volcanoes Avachinsky and Koryaksky, within Avachinsky depression. Temperature of waters was ~ 60°C in the western part and cold in the eastern part, closer to the Pacific coast. In this paper we present the literature and our own data on chemical and isotopic composition of these waters. The waters are of the Na-Cl type with extremely low abundances of sulfate and magnesium, high concentration of calcium and surprisingly high concentration of strontium. The waters contain about 50 ml/l of gas where methane and nitrogen are main components (~ 70 vol% and 30 vol%, respectively) and also presents H2S (~ 30 ml/l) and very low concentrations of CO2 (< 0.5 vol%). The N2/Ar ratio, as a rule, is higher than the air ratio, i.e., the non-atmospheric nitrogen presents. We discuss the possible options of the water-rock interaction, responsible for the chemical composition of waters, and offer a conceptual model of the proposed basin of mineral waters that includes the distribution of deep temperatures, the location of the possible sources of heat mineralized solutions.
Item Type: Article
Title: Минеральные воды Авачинской депрессии, Камчатка
Title (translation): Mineral waters of the Avachinsky depression, Kamchatka
Language: Russian
Journal or Publication Title: Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле
ISSN Print: 1816-5524
ISSN Online: 1816-5532
Uncontrolled Keywords: Камчатка, Авачинская депрессия, термоминеральные воды, изотопная геохимия, Kamchatka, Avachinsky depression, thermo-mineral waters, isotope geochemistry, aquifers
Subjects: State scientific and technical information rubricator (ГРНТИ) > 38 ГЕОЛОГИЯ > 38.61 Гидрогеология > 38.61.19 Минеральные, термальные воды и рассолы
References: Арсанова Г.Н. Редкие щелочи в термальных водах вулканических областей. Новосибирск: Наука, 1974. 101 с. [Arsanova G.N. Rare alkalies in thermal waters of volcanic areas. Novosibirsk: Nauka, 1974. 101 р. (in Russian)].
Бескровный Н.С., Лобков В. А. Закономерности распределения углеводородных газов в современных гидротермальных системах Камчатки // Гидротермальный процесс в областях тектономагматической активности. М.: Наука, 1977. С. 110–119 [Beskrovny N.S., Lobkov V.A. On the distribution of hydrocarbon gases in the modern hydrothermal systems of Kamchatka. In: Hydrothermal process in areas of the tectono-magmatic activity. Moscow: Nauka, 1977. P. 110–119 (in Russian)].
Зеленский М.Е., Таран Ю.А., Дубинина Е.О. и др. Источники летучих компонентов вулкана зоны субдукции: Мутновский вулкан, Камчатка // Геохимия. 2012. № 6. С. 555–575 [Zelenski M.E., Taran Y.A., Dubinina E.O. et al. Sources of volatiles for a subduction zone volcano: Mutnovsky volcano, Kamchatka // Geochemistry. 2012. № 6. P. 555–575 (in Russian)].
Кирюхин А.В., Манухин Ю.Ф., Федотов С.А. и др. Геофлюиды Авачинско-Корякского вулканогенного бассейна, Камчатка // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2015. № 5. С. 400–414 [Kiryukhin A.V., Manukhin Yu. F., Fedotov S.A. et al., Geofluids of the Avachisky-Koryaksky volcanogenic basin, Kamchatka // Geoecology, Engineering Geology, Hydrogeology and Geocryology. 2015. № 5. P. 400–414 (in Russian)].
Константиновская Е. А. Тектоника восточных окраин Азии: структурное развитие и геодинамическое моделирование. М.: Научный мир, 2003. 223 с. [Konstantinovskaya E.A. Tectonics of the Western margins of Asia: structural evolution and geodynamic modeling. Moscow: Nauchny Mir, 2003. 223 p.].
Копылова Г.Н., Гусева Н.В., Копылова Ю.Г., Болдина С.В. Химический состав подземных вод режимных водопроявлений Петропавловского геодинамического полигона: типизация и эффекты сильных землетрясений // Вулканология и Сейсмология. 2018. № 4. С. 43–62 [Kopylova G.N., Guseva N.V., Kopylova Yu.G., Boldina S.V. Chemical composition of groundwaters of the Petropavlovsk geodynamic polygon: systematics and effect of strong earthquakes // Volcanology and Seismology. № 4. P. 43–62 (in Russian)].
Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия поземных вод. М.: Наука, 2004. 677 с. [Kraynov S.R., Ryzhenko B.N., Shvets V.M. Geochemistry of ground waters. Moscow: Nauka, 2004. 677 p.].
Кудрявцева Е.И. К вопросу о гидрогеологических критериях перспектив нефтегазоносности Камчатки // Труды ВНИГРИ. 1973. Вып. 338. С. 124–128 [Kudryavtseva E.I. On hydrogeological criteria of the perspectives of the oil-gas potential for Kamchatka. Trudy VNIGRI. 1973. V. 338. Р. 124–128 (in Russian)].
Мамырин Б.А., Толстихин И.Н. Изотопы гелия в природе. М.: Энергоиздат, 1981. 224 с. [Mamyrin B.A., Tolstikhin I.N. Helium isotopes in Nature. Moscow: Energoizdat, 1981. 224 p. (in Russian)].
Манухин Ю.Ф., Павлова Л.Е. Типизация гидрогеологических стуктур вулканических районов Камчатки и характеристика вулканогенных бассейнов // Вулканология и Сейсмология. 2011. № 3. С. 13–33 [Manukhin Yu.F., Pavlova L.E. Classification of Hydrogeological features in volcanic areas of Kamchatka and a characterization of volcanogenic basins. Volcanology and Seismology. 2011. № 3. P. 13–33 (in Russian)].
Мороз Ю.Ф., Гонтовая Л.И. Глубинное строение района Авачинско-Корякской группы вулканов по геофизическим данным // Вулканология и сейсмология. 2003. № 4. С. 3–10 [Moroz Y.F., Gontovaya L.I. Deep structure of the Avachinsky-Koryaksky group of volcanoes based on geophysical data. Volcanology and seismology. 2003. № 4. P. 3–10 (in Russian)].
Писарева М.В. Зона природного пара Нижне-Кошелевского геотермального месторождения // Вулканология и сейсмология. 1987. № 2. С.52–63 [Pisareva M.V. Zone of the natural steam of the Nizhne-Koshelevsky geothermal field // Volcanology and Seismology. 1987. № 2. Р. 52–63 (in Russian)].
Поздеев А.И. Углеводородная газогенерация Авачинской депрессии Камчатки, ее перспективы и связь с сейсмичностью // Вулканология и сейсмология. 2003. № 6. С. 44–54 [Pozdeyev A.I. Hydrocarbon gas generation of the Avachinsky depression in Kamchatka; Its perspectives and relation to the seismicity // Volcanology and Seismology. 2003. № 6. P. 44–54].
Попруженко С.В., Апрелков С.Е. Строение фундамента Авачинской депрессии // Вулканология и сейсмология. 1997. № 6. С. 15–24 [Popruzhenko S.V., Aprelkov S.E. Structure of the basement of the Avachinsky depression // Volcanology and seismology. 1997. № 6. P. 15–24 (in Russian)].
Прасолов Э.М. Из топная геохимия и происхождение природных газов. Л.: Недра, 1990. 283 с. [Prasolov E.M. Isotope geochemistry and origin of natural gases. Leningrad: Nedra, 1990. 283 p. (in Russian)] .
Рожков А.М., Верховский А.Б. Геохимия благородных газов высокотемпературных гидротерм. М.: Наука, 1990. 167 с. [RozhkovA.M., Verkhovsky A.B. Noble gas geochemistry in high-temperature hydrothermal systems. Moscow: Nauka, 1990. 167 p. (in Rusian)].
Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 480 с. [Handbook on geochemistry. Moscow: Nedra. 1990. 460 p. (in Russian)].
Таран Ю.А., Пилипенко В.П. Гидротермальные растворы и газы первых продуктивных скважин Мутновского парогидротермального месторождения // Геохимия. 1984. № 7. С. 25–38 [Taran Y.A., Pilipenko V.P. Hydrothermal solutions and gases of the first productive wells of the Mutnovsky geothermal system // Geochemistry. 1984. № 7. P. 25–38 (in Russian)].
Таран Ю.А. Фумарольная активность Корякского вулкана в 1983 г. // Вулканология и Сейсмология. 1985. № 3. С. 83–87 [Taran Y.A. Fumarolic activity of the Koryak volcano in 1983 // Journal of Volcanology and Seismology. 1985. V. 7 P. 439–446 (cover-to-cover translation)].
Таран Ю.А. Геохимия геотермальных газов. М.: Наука, 1988. 169 с. [Taran Y.A. Geothermal Gas Geochemistry. Moscow: Nauka, 1988. 169 p. (in Russian)].
Таран Ю.А., Юрова Л.М., Кирсанова Т.П. и др. Киреунские и Двухъюрточные источники Срединного хребта Камчатки: геология, геохимия и геотермия. Вестник Краунц. 2020. Вып. 47 № 3. С. 5–24 [Taran Y.A, Yurova L.M., Kirsanova T.P. et al. Kireunskie and Dvukhyurtochnye springs of the Sredinny Range in Kamchatka: geology, geochemistry and geothermy.//Vetsnik KRAES. 2020, V. 47(3). P. 5–25. (in Russian)]
Трухин Ю.П. Геохимия современных гидротермальных процессов и перспективные технологии. М.: Наука, 2003. 430 с. [Trukhin Yu.P. Geochemistry of modern hydrothermal processes and perspective technologies. Moscow: Nauka, 2003. 403 p. (in Russian)].
Трухин Ю.П., Шувалов Р.А. Современный гидротермальный процесс в областях эволюции вулканизма. М: Наука, 1979. 135 с. [Trukhin Yu.P., Shuvalov R.A. Modern hydrothermal process in areas of the volcanic evolution. Moscow: Nauka, 1979. 135 c. (in Russian)].
Чешко А.Л. Формирование основных типов термальных вод Курило-Камчатского региона по данным изотопных исследований (D, 18O, 3He/4He) // Геохимия. 1994. № 7. C. 988–1001 [Cheshko A.L. The formation of the main types of thermal waters of the Kuril-Kamchatka region based on the isotopic studies (D, 18O, 3He/4He) // Geochemistry. № 7. P. 988–1001 (in Russian)].
Шапиро М.Н. Очерки тектонического развития Камчатки. М.: Наука, 1987, 246 с. [Shapiro M.N. Essays on the tectonic evolution of Kamchatka. Moscow: Nauka, 1987. 246 p. (in Russian)].
Шварцев С.Л. Источники кальция, стронция и бария крепких и сверх крепких рассолов хлоридно-кальциевого типа. // Геология и геофизика. 1973. № 6. С. 23–30 [Shvartsev S.L. Sources of Ca, Sr and Ba in strong and super-strong brines of the chloride-calcium type // Geology and Geophysics. 1973. № 6. P. 23–30 (in Russian)].
Шеймович В.С. Объяснительная записка. М. 2000. 302 с. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 200 000. Серия Южно-Камчатская. М. 2000 [Sheymovich V.S. Explanation to the State geological map of the Russian Federation. Scale 1:200 000. Serie South Kamchatka. Moscow. 2000.302 p. (in Russian)].
Giggenbach W.F. Chemical techniques in geothermal exploration. In: D'Amore, F. (Ed.), Application of Geochemistry of Geothermal Reservoir Development. UNITAR/UNDP. 1991. Rome. P. 119–144.
Giggenbach W.F. Geothermal solute equilibria. Derivation of Na–K–Mg–Ca geoindicators // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1988. V. 52. P. 2749–2765.
Johnston D.T., Farquhar J., Canfield D.E. Sulfur isotope insights into microbial sulfate reduction: When microbes meet models // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2007. V. 71. P. 3929–3947.
Kharaka Y.K., Maest A.S., Carothers W.W. et al. Geochemistry of metal-rich brines from central Mississippi Salt Dome // Applied Geochemistry. 1987. V. 2. P. 543–561.
Kiyosu, Y. Chemical reduction and sulfur isotope effects of sulfate by organic matter under hydrothermal conditions. Chemical Geology. 1980. V. 30. P. 47–56.
Machel HG, Krouse HR, Sassen R. Products and distinguishing criteria of bacterial and thermochemical sulfate reduction. Applied Geochemistry. 1995. V. 10. P. 373–389.
Peiffer L., Taran Y., Lounejeva E. et al. Tracing thermal aquifers of El Chichon volcano–hydrothermal system (Mexico) with 87Sr/86Sr, Ca/Sr and REE // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2011. V. 20. P. 55–66. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2011.06.004
Procesi M., Ciotoli G., Mazzini A. et al. Sediment-hosted geothermal systems: Review and first global mapping // Earth Science Review. 2019. V. 192. P. 529–544. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.03.020
Reed M.H., Spycher N.F. Calculation of pH and mineral equilibria in hydrothermal waters with application to geothermometry and studies of boiling and dilution // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1984. V. 48. P. 1479–1492.
Schoell M. Multiple origins of methane in the Earth // Chemical Geology. 1988. V. 71. P. 1–10.
Shvartsev S.L. Brines in the Siberian Platform: Geochemical and isotopic evidence for water–rock interaction // Water–Rock Interaction 1998. Arehart, G.B., Hulston, J.R. (Eds.), Proc. 9th Int. Symp. Water–Rock Interaction, Balkema. P. 357–360.
Taran Y.A. Geochemistry of volcanic and hydrothermal fluids and volatile budget of the Kamchatka–Kuril subduction zone // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2009. V. 73. P. 1067–1109. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.11.020
Taran Y.A., Giggenbach W.F. Geochemistry of light hydrocarbons in volcanic and hydrothermal fluids // Society of Economic Geologists. Special Publicaton. 2003. V. 10. P. 61–74.
Taran Y.A., Connor C.B., Shapar V.N. et al. Fumarolic activity of Avachinsky and Koryaksky volcanoes, Kamchatka, from 1993 to 1994 // Bulletin of Volcanology. 1997. V. 58. P. 441–448.
Depositing User: И.М. Романова
Date Deposited: 22 Sep 2021 03:14
Last Modified: 22 Sep 2021 03:14
URI: http://repo.kscnet.ru/id/eprint/4134

Actions (login required)

View Item View Item