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

Геохимическая характеристика термальных источников привершинной части вулкана Эбеко (о. Парамушир, Курильские острова)

Калачева Е.Г., Волошина Е.В. (2022) Геохимическая характеристика термальных источников привершинной части вулкана Эбеко (о. Парамушир, Курильские острова) // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. Вып. 54. № 2. С. 6-19. doi: 10.31431/1816-5524-2022-2-54-6-19.

[thumbnail of Kalacheva_Voloshina.pdf]
Preview
Text
Kalacheva_Voloshina.pdf
Creative Commons License

Download (4MB) | Preview

Abstract

На основании данных, полученных в результате полевых работ 2020–2021 гг., дается характеристика химического и изотопного состава горячих источников привершинной части активного вулкана Эбеко (о. Парамушир, Курильские о-ва). Термальные воды, разгружающиеся в одном из истоков р. Кузьминка ультракислые (рН < 2) Al-Ca-SO4-Cl типа с минерализацией до 5 г/л и температурой до 70°С. Анионный состав вод формируется за счет растворения в грунтовых водах кислых вулканических газов, частично «очищенных» в основном резервуаре гидротермальной системы вулкана. Катионный состав вод, включая редкоземельные элементы, образуется за счет изохимического растворения вмещающих пород в эквиваленте 5 г на 1 л воды. Различия в изотопном составе и соотношениях макрокомпонентов (SO4 /Cl, Al+Fe/Ca+Mg/Na+K) вод источников привершинной части и северо-западного склона дают возможность предположить наличие разноуровневых водоносных горизонтов в гидротермальной системе, приуроченной к постройке вулкана Эбеко.

Abstract (translation)

The chemical and isotopic composition of hot springs at the apical part of the active Ebeko volcano (Paramushir Island, Kuril Islands) is characterized based on the data obtained from fieldwork in 2020–2021. Thermal waters discharging from one of the sources of the Kuzminka River are ultra-acid (рН<2) Al-Ca-SO4-Cl type with mineralization up to 5 g/l and temperature up to 70°С. The anionic composition of waters is formed due to the dissolution in groundwater of acidic volcanic gases, partially «purified» in the main reservoir of the volcano's hydrothermal system. The cationic composition of waters, including rare-earth elements, is formed by isochemical dissolution of host rocks in the equivalent of 5 g per 1 liter of water. Differences in the isotopic composition and ratios of macrocomponents (SO4 /Cl, Al+Fe/Ca+Mg/Na+K) of waters of the near the summit  prings and the northwestern slope suggest the presence of different-level aquifers in the hydrothermal system confined to the edifice of the Ebeko volcano.
Item Type: Article
Title: Геохимическая характеристика термальных источников привершинной части вулкана Эбеко (о. Парамушир, Курильские острова)
Title (translation): Geochemical characteristics of thermal springs in the sammit part of Ebeko Volcano (Paramushir Island, Kurile Islands)
Language: Russian
Journal or Publication Title: Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле
ISSN Print: 1816-5524
ISSN Online: 1816-5532
Uncontrolled Keywords: Эбеко, Парамушир, термальные источники, химический состав, микроэлементы, Ebeko, Paramushir, thermal springs, chemical composition, trace elements
Subjects: 3 State scientific and technical information rubricator (ГРНТИ) > 38 ГЕОЛОГИЯ > 38.61 Гидрогеология > 38.61.19 Минеральные, термальные воды и рассолы
1 Volcanoes > 1.1 Volcanoes of the Kurile-Kamchatka Region > 1.1.2 Kurile Islands > Ebeko
References: Бортникова С.Б., Бессонова Е.П., Трофимова Л.Б. и др. Гидрогеохимия газогидротермальных источников вулкана Эбеко (о-в Парамушир) // Вулканология и сейсмология. 2006. № 1. C. 39–51 [Bortnikova S.B., Bessonova E.P., Trofimova L.B. et al. Hydrogeochemistry of gas-hydrothermal springs of the Ebeko volcano (Paramushir Island) // Volcanology and seismology. 2006. № 1. Р. 39–51 (in Russian)].
Бортникова С.Б. Бессонова Е.П., Гора М.П. и др. Газогидротермы активных вулканов Камчатки и Курильских островов: состав, строение, генезис // Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2013. 282 с. [Bortnikova S.B., Bessonova E.P., Gora M.P. et al. Hydrotherms of active volcanoes of Kamchatka and the Kuril Islands: composition, structure, genesis // Novosibirsk: IPGG SO RAN, 2013. 282 p. (in Russian)].
Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 480 с. [Voitkevich G.V., Kokin A.V., Miroshnikov A.E., Prokhorov V.G. A Handbook of Geochemistry, Moscow: Nedra, 1990. 480 p. (in Russian)].
Иванов В.В. Гидротермы очагов современного вулканизма Камчатки и Курильских островов. // Труды лаборатории вулканологии. М: АН СССР, 1956. С. 197–217 [Ivanov V.V. Gidrotermy ochagov sovremennogo vulkanizma Kamchatki i Kuril’skih ostrovov // Proceedings of the Laboratory of Volcanology. M: AN SSSR, 1956. P. 197–217 (in Russian)].
Иванов В.В. Современная гидротермальная деятельность вулкана Эбеко на острове Парамушир // Геохимия. 1957. № 1. C. 63–76 [Ivanov V.V. Modern hydrothermal activity of the Ebeko volcano on Paramushir Island // Geochemistry. 1957. № 1. P. 63–76 (in Russian)].
Калачева Е.Г., Котенко Т.А. Химический состав вод и условия формирования Верхне-Юрьевских термальных источников (о. Парамушир, Курильские острова) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013. № 2. Вып. 22. С. 55–68 [Kalacheva E.G., Kotenko T.A. The chemical composition of waters and the conditions for the formation of the Upper Yuryevsky thermal springs (Paramushir Island, the Kuril Islands) // Vestnik KRAUNТs. Nauki o Zemle. 2013. № 2(22). P. 55–68 (in Russian)].
Калачева Е.Г., Таран Ю.А. Процессы, контролирующие изотопный состав (δD и δ18O) термальных вод Курильской островной дуги // Вулканология и сейсмология. 2019. № 4. С. 3–17. https://doi.org/10.31857/S0203-0306201943-17 [Kalacheva E.G., Taran Yu.A. Processes Controling Isotopic Composition (δD and δ18O) of Thermal Waters of the Kuril Island Arc // Journal of Volcanology and Seismology. 2019. V. 13. Iss. 4. Р. 201–215. https://doi.org/10.1134/S0742046319040031]
Котенко Т.А., Калачева Е.Г. Гидрологический и гидрохимический режим кратерного озера вулкана Эбеко (1951–2020 гг.), о. Парамушир // Материалы XXIV научной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2021. C. 125–128 [Kotenko T.A., Kalacheva E.G. Gidrologicheskij i gidrohimicheskij rezhim kraternogo ozera vulkana Ebeko (1951–2020 gg.), o. Paramushir // Materialy XXIV nauchnoj konferencii, posvyashchennoj Dnyu vulkanologa. Petropavlovsk-Kamchatsky. 2021. Р. 125–128 (in Russian)].
Котенко Т.А., Сандимирова Е.И., Котенко Л.В. Извержение вулкана Эбеко (о. Парамушир) в 2018 г. // Материалы XXII научной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2019. C. 82–85 [Kotenko T.A., Sandimirova E.I., Kotenko L.V. Izverzhenie vulkana Ebeko (o. Paramushir) v 2018 g. // Materialy XXII nauchnoj konferencii, posvyashchennoj Dnyu vulkanologa. Petropavlovsk-Kamchatsky. 2019. Р. 82–85 (in Russian)].
Мартынов Ю.А., Ханчук А.И., Кимура Дж.И. и др. Геохимия и петрогенезис четвертичных вулканитов Курильской островной дуги // Петрология. 2010. Т. 18. № 5. С. 512–535 [Martynov Yu.A., Khanchuk A.I., Kimura J.I. et al. Geochemistry and petrogenesis of volcanic rocks in the Kuril island // Petrologiya. 2010. V. 18. Iss. 5. P. 489–513. https://doi.org/10.1134/S0869591110050048].
Мархинин Е.К., Стратула Д.С. Гидротермы Курильских островов. М.: Наука, 1977. 212 с. [Markhinin E.K., Stratula D.S. Hydrotherms of the Kuril Islands. M.: Nauka, 1977. 212 p. (in Russian)].
Мелекесцев И.В., Двигало В.Н., Кирьянов В.Ю. и др. Вулкан Эбеко (Курильские острова): история эруптивной активности и будущая вулканическая опасность. Ч. I // Вулканология и сейсмология. 1993. № 3. C. 69–81 [Melekestsev I.V., Dvigalo V.N., Kirianov V.Y. et al. Ebeko volcano, Kuril Islands: eruptive history and potential volcanic hazards. Part I // Volcanology and seismology. 1994. Vol. 15. № 3. P. 339–354].
Никитина Л.П. Миграция металлов с активных вулканов в бассейн седиментации. М.: Наука, 1978. 80 с. [Nikitina L.P. Migration of metals from active volcanoes to the sedimentation basin. M.: Nauka, 1978. 80 p. (in Russian)].
Панин Г.Л., Котенко Т.А., Котенко Л.В., Карин Ю.Г. Геофизико-геохимические исследования термальных полей вулкана Эбеко (о. Парамушир) // Литосфера. 2010. № 3. C. 171–176 [Panin G.L., Kotenko T.A., Kotenko L.V., Karin Yu.G. Geophysical and geochemical studies of the thermal fields of the Ebeko volcano (Paramushir island) // Litosfera. 2010. № 3. Р. 171–176 (in Russian)].
Панин Г.Л., Котенко Т.А., Бортникова С.Б. Малоглубинное геофизическое зондирование фумарольных полей вулкана Эбеко // Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога «Вулканизм и связанные с ним процессы». Петропавловск-Камчатский. 2012. C. 138–142 [Panin G.L., Kotenko T.A., Bortnikova S.B. Maloglubinnoe geofizicheskoe zondirovanie fumarol’nyh polej vulkana Ebeko // Materialy konferencii, posvyashchennoj Dnyu vulkanologa «Vulkanizm i svyazannye s nim processy». Petropavlovsk-Kamchatsky. 2012. P. 138−142 (in Russian)].
Сидоров С.С. Активизация вулкана Эбеко в 1963–1964 гг. и эволюция его гидротермальной деятельности в предшествующий период // Бюллетень вулканологических станций. 1966. № 40. C. 45–60 [Sidorov S.S. Aktivizaciya vulkana Ebeko v 1963–1964 gg. i evolyuciya ego gidrotermal’noj deyatel’nosti v predshestvuyushchij period // Bulletin of volcanological stations. 1966. № 40. P. 45–60 (in Russian)].
Таран Ю.А., Покровский Б.Г., Дубик Ю.М. Изотопный состав и происхождение воды в андезитовых магмах // ДАН. 1989. Т. 304. № 2. С. 440–443 [Taran Yu.A., Pokrovsky B.G., Dubik Yu.M. Isotopic composition and origin of water in andesitic magmas // Doklady Earth Sciences. 1989. V. 304. P. 1191–1194 (in Russian)].
Храмова Г.Г. Кратерно-озерные отложения: динамика формирования (на примере вулкана Эбеко) // Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. 136 с. [Khramova G.G. Crater-lake deposits: formation dynamics (on the example of the Ebeko volcano) // Vladivostok: FEB AN SSSR, 1987. 136 p. (in Russian)].
Чешко А.Л. Формирование основных типов термальных вод Курило-Камчатского региона по данным изотопных исследований (D, 18O, 3He/4He) // Геохимия. 1994. № 7. С. 988–1001 [Cheshko A.L. The generation of main types of thermal water in the Kuril–Kamchatka region based on isotopic studies (D, 18O, 3He/4He) // Geochemistry. 1994. № 7. Р. 988–1001 (in Russian)].
Ball J.W., Nordstrom D.K. User’s manual for WATEQ4F, with revised thermodynamic data base and test cases for calculating speciation of major, trace and redox elements in natural waters // US Geological Survey, 1991. 189 р. https://doi.org/10.3133/ofr91183
Craig H. Isotopic variations in meteoric waters // Science. 1961. V. 133. № 3465. P. 1702–1703.
Ellis A.J., Mahon W.A.J. Chemistry and Geothermal Systems. NY: Acad. Press, 1977. 392 p.
Giggenbach W.F. Isotopic shifts in waters from geothermal and volcanic systems along convergent plate boundaries and their origin // Earth and Planetary Science Letters. 1992. V. 113. № 4. Р. 495–510. https://doi.org/10.1016/0012-821X(92)90127-H
Kalacheva E., Taran Y., Kotenko T. et al. Volcano-hydrothermal system of Ebeko volcano, Paramushir, Kuril Islands: geochemistry and solute fluxes of magmatic chlorine and sulfur // Journal of Volcanology and Geothermal Research 2016. V. 310. Р. 118–131. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.11.006
McDonough W.F., Sun S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. V. 120. № 3–4. P. 223–253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
Parkhurst D.L., Appelo C.A.J. User’s Guide to PHREEQC (Version 2): A Computer Program for Speciation, Batch-Reaction, One-Dimensional Transport, and Inverse Geochemical Calculations // U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report, 1999. 312 p. https://doi.org/10.3133/wri994259
Pasternack G.B., Varekamp J.C. The geochemistry of the Keli Mutu crater lakes, Flores Indonesia // Geochemical Journal. 1994. V. 28. № 3. P. 243–262. https://doi.org/10.2343/geochemj.28.243
Taran Y., Rouwet D., Inguaggiato S., Aiuppa A. Major and trace element geochemistry of neutral and acidic thermal springs at El Chichón volcano, Mexico: Implications for monitoring of the volcanic activity // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2008. V. 178 № 2. P. 224–236. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2008.06.030
Taran Y., Kalacheva E. Acid sulfate-chloride volcanic waters; Formation and potential for monitoring of volcanic activity // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2020. V. 405. 107036. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.107036
Taran Y., Zelenski M., Chaplygin I. et al. Gas emissions from volcanoes of the Kuril Island Arc (NW Pacific): Geochemistry and fluxes // Geochemistry, Geophysics and Geosystems. 2018. V. 19. № 6. P. 1859–1880. https://doi.org/10.1029/2018GC007477
Varekamp J.C. The chemical composition and evolution of volcanic lakes // Volcanic Lakes. Advances in Volcanology. Springer-Verlag, 2015. P. 93–123. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36833-2_4
Depositing User: И.М. Романова
Date Deposited: 07 Oct 2022 00:44
Last Modified: 07 Oct 2022 00:44
URI: http://repo.kscnet.ru/id/eprint/4388

Actions (login required)

View Item View Item