Геологическая структура Центрально-Итурупского геотермального района, гидротермально-магматической системы Баранского и ее центральной части – геотермального месторождения Океанское рассмотрена с различной степенью детальности в ряде работ (108, 109, 110). Позднее изучена минералогия, геохимия и температурное поле по данным исследования вторичных минералов (111, 112), некоторые особенности структуры проницаемости месторождения на основе исследования поведения ртути в недрах и на поверхности гидротермальной системы (113), петрофизическая блоковая структура и интенсивность перерождения пород (114), формирование (привнос?) самородных металлов и интерметаллических соединений в структуре гидротермальной системы Баранского (31), а также геохимия горячих источников, паровых струй и растворов из скважин (115). Таким образом, гидротермальная система Баранского оказалась одной из наиболее изученных в Курило-Камчатском регионе, а потому благоприятной для различных модельных построений. Коротко рассмотрим геологическое строение района, системы, месторождения, что необходимо для интерпретации фактического материала.

Гидротермальная система находится на юго-западном склоне верхнечетвертичного андезитового вулкана Баранского, который расположен в центре средне-позднеплейстоценовой (?) кальдеры Кипящей. Кальдера Кипящая наложена на вулкано-сводовое поднятие хребта Иван Грозный, вытянутого в северо-восточном направлении и включающего ряд вулкано-тектонических структур диаметром 12-18 км и современных вулканов Ребуншири, Иван Грозный, Дракон, Мачеха, Тебенькова, Баранского (116, 117), рис. 24. Структуру района определяют продольные северо-восточные и поперечные северо-западные линейные тектонические нарушения, Центрально-Итурупская кольцевая мегаструктура диаметром 23-26 км и кольцевые вулкано-тектонические структуры меньшего диаметра. Внешние концентры вулкано-тектонических структур, как правило, представляют собой ограничение древних кальдер. Гидротермальная система Баранского приурочена к пересечению двух вулкано-тектонических структур (ВТС), имеющих, по-видимому, разный возраст – ВТС Баранского наложена на ВТС Крыло (см. рис.24).

Основание разреза сложено псефо-псаммитовыми и агломератовыми туфами андезитового состава, лавами андезитов и андезито-базальтов (парусная свита, N₂, pr). Бурением вскрыта верхняя часть свиты – более 600 м. На породах парусной свиты без видимого углового несогласия залегают мелко-грубообломочные туффиты, пемзовые туфы и лавы андезитов лебединской свиты (N₂ - Q₁, lb). Преобладают туффиты. Мощность толщи более 400 м. Средне-верхнечетвертичные лавы, туфы и туфобрекчии от андезито-базальтового до андезито-дацитового составов формировались при воздымании хребта Иван Грозный в субаэральных условиях. Общая мощность этой толщи пород - не менее 100-150 м. Последний тип отложений включает современные лавы и экструзии от андезитового до дацитового состава, которые надстраивают конус вулкана, а также аллювиальные, делювиальные, пролювиальные и другие рыхлые осадки мощностью до 30 м в локальных депрессиях.

1 – 3 – Геологические комплексы среднемиоцен-плиоценового возраста: вулканогенно-кремнисто-диатомовый (1), вулканогенный преимущественно кислого состава (2), андезито-базальтовый (3); 4 – андезитовый комплекс четвертичного возраста; 5 – литологические границы; 6 – внутренние концентры вулканотектонических структур хребта Ивана Грозного; 7 – внешние концентры структур; 8 – Центральноитурупская кольцевая мегаструктура; 9 – другие кольцевые морфоструктуры; 10 – система линейных тектонических нарушений; 11 – разломы, предполагаемые по геологическим данным; 12 – конусы вулканов: R – Ребуншири, D – Дракон, T - Тебенькова, K - Крыло; 13 – центральные кратеры вулканов: G – Ивана Грозного, M – Мачехи, B – Баранского; 14 – гидросеть.

“Рис. 24”

предполагается, что вершинная экструзия и ее короткий лавовый поток образованы в позднем голоцене (117). Последнее извержение вулкана Баранского эксплозивного характера происходило, по сообщениям местных жителей, в 1951 г.

Интрузивный магматизм определяет тепловую мощность, возраст, температуры растворов и другие параметры гидротермальной системы. Малоглубинные и близповерхностные магматические тела представлены дайками и силлами от андезито-базальтового до базальтового состава мощностью 0,15 – 17,0 м; экструзиями андезито-дацитового состава и линзами микродиоритов мощностью до 5 м. Группы даек и силлов приурочены к литологическим и стратиграфическим границам, в частности, к разделу парусной и лебединской свит. На глубинах 800-1500 м предполагается наличие кровли крупного интрузивного диоритового тела. Об этом свидетельствуют своеобразные породы – интрузивные туфы или интрузивные (автомагматические) брекчии, слагающие обычно экзоконтактовые зоны габбродиоритовых – гранодиоритовых тел (118). Мощность зоны в пределах месторождения Океанское, как и на разбуренных глубокими скважинами геотермальных месторождениях Камчатки Мутновском и Паратунском (118, 119), достигает 500-800 м. Экзоконтактовые зоны интрузивных тел в структуре гидротермальных систем имеют термо- и рудоконтролирующее значение (120).

Гидротермальная система и геотермальное месторождение характеризуются блоковым строением (рис. 25). Выделены горсты Старозаводское поле и Кипящая Речка, относительно опущенный блок, вскрытый глубокой скважиной № 54 (1200 м), и тектоно-магматические поднятия. Блоки вытянуты в радиальном по отношению к вершине вулкана направлении или изометричны. Породы относительно опущенного блока и тектоно-магматических поднятий в целом значительно менее нарушены и переработаны гидротермальными растворами, чем породы горстов (114). Горсты характеризуются значительным выносом тепла на дневную поверхность – до 71 000 ккал/сек суммарной мощности (121). Термовыводящими структурами являются зоны тектонических нарушений, разбивающие породы горстов на мелкие блоки-пластины, и границы крупных блоков.

На глубине и на удалении от основного предполагаемого источника нагрева – диоритового тела, а также (вероятно) периферического магматического очага (109) – распространены хлоридно-натриевые углекислоазотные нейтральные термы с низкой газонасыщенностью и минерализацией от 0,5 до 3,0 г/л, обогащенные Rb, Cs, K, Ca. Пароконденсату на месторождении отвечают сероводородно-углекислосульфатные воды с минерализацией от 0,15 до 2,0 г/л. Источники из поверхностного водоносного горизонта сероводородные, слабо кислые и субнейтральные. Вода гидросольфатарных полей существенно сульфатная, от нейтральной до кислой, температуры составляют 80⁰С. Кислые воды обогащены Al и Fe, а по району Кипящей Речки – и As, Ba. Гидротермы месторождения Океанское отличает повышенное содержание водорода (122). Температуры парогидротерм, по 

Схема современной тектонической структуры гидротермальной 

1-4 – геологические комплексы (см. рис. 24); 5 – парусная свита; 6 – лебединская свита; 7 – диориты; 8 – интрузивные туфы; 9 – литологические (а) и интрузивные (б) границы; 10 – вулкано-тектонические структуры; 11 – тектонические нарушения и границы тектонических блоков: I – горст Кипящая Речка, II – относительно опущенный блок, III – тектоно-магматическое поднятие, IV – горст Старозаводское поле, V – тектоно-магматическое поднятие – экструзивно-субвулканический комплекс Купол, VI – предположительно то же, нижнего течения р.Серной; 12 – вулканы, с юго-запада на северо-восток: Иван Грозный, Тебенькова, Баранского; 13 – кипящий источник “Голубое озеро”; 14 – скважины колонкового бурения: а – с рудными и силикатными глобулями во вмещающих породах, б – без таковых, в – скважины, в которых глобули не выделялись из-за отсутствия керна или шлама; 15 – границы рисунка на врезке; заштрихованы осевые зоны горстов, штриховкой показаны и геохимические профиля на ртуть.

 данным термокаротажа скважин и изучения газовожидких включений во вторичных минералах, колеблются от 180-200 до 300-350⁰С и более, в зависимости от положения в разрезе.

Породы, вмещающие гидротермальную систему, в различной степени гидротермально изменены. Парусная свита в настоящее время представляет собой средне-высокотемпературные пропилиты кварц-хлорит-альбит-слюдистого состава с эпидотом, цеолитами, карбонатами, сульфидами. Температуры образования пропилитов по данным О.П.Гончаренко достигают 350-470⁰С (111, 112). Эти пропилиты формируются в экзоконтактовой зоне предполагаемого диоритового тела. Низко-среднетемпературные пропилиты (180-300⁰С) кварц-хлорит-кальцит-цеолитового состава с гидрослюдами, ангидритом, эпидотом и сульфидами развиты в интервале глубин от 0 до 500 м. Туффиты лебединской свиты и четвертичные туфы, пемзы и трещиноватые лавы преобразованы, в основном, в низкотемпературные (100-200⁰С) кварц-кальцит-цеолит-гидрослюдистые пропилиты с хлорит-смектитовыми минералами. Завершают разрез опал-каолинит-алунитовые породы зоны сернокислотного выщелачивания и продукты хлоридно-углекислотного выщелачивания (смектиты), перекрывая остальные гидротермальные изменения “шапкой” мощностью 50-225 м и проникая вдоль отдельных тектонических нарушений до глубины 400-500 м и, вероятно, более. Аргиллизиты вследствие своей вязкости и малой пористости служат верхним водоупором для парогидротерм.

начало