Назад | Содержание | На первую | КНЦ | ИВиС

 
Геохимические особенности современных высокотемпературных
вулканогенных гидротермальных систем Камчатки

Карпов Г.А.

Институт вулканологии ДВО РАН, г. Петропавловск-Камчатский


Трудами Стейнера (1957-77 гг.), С.И. Набоко (1959-68 гг.), Сигвалдасона, Уайта (1957, 1961, 1973) были заложены основы подхода к изучению современных гидротермальных систем в областях активного вулканизма как аналогов рудообразующих флюидных потоков, приведших к формированию эпитермальных месторождений гидротермального генезиса.

Работы А. Эллиса (1960, 1964) и наши (1970, 1976 гг.) по экспериментальному минералообразованию в геотермальных скважинах, а также исследования В.В. Петровой, Ю.П. Трухина, С.Ф. Главатских, В.Л. Русинова во второй половине ХХ в. наглядно показали минералообразующую роль современных гидротермальных растворов и позволили уточнить термодинамические параметры образования и устойчивости многих среднетемпературных минеральных фаз. Список минералов гидротермального генезиса в метасоматитах и осадках современных гидротермальных систем Камчатки составляет 109 наименований. Обращает на себя внимание конвергентность ассоциаций этих минералов и околорудных метасоматитов эпитермальных месторождений золота и серебра. Большой вклад в понимание природы современных гидротерм внесли работы Б.И. Пийпа (1937), В.В. Иванова (1961), В.В. Аверьева (1961), Е.А. Вакина (1968), В.И. Белоусова, В.М. Сугробова (1961, 1976), Г.Ф. Пилипенко (1974), В.И. Кононова (1977), А.И. Сережникова и др. (1976, 1987).

Из 270 известных на Камчатке групп термоминеральных источников с разной степенью детальности к настоящему времени охарактеризованы порядка 150. Основная их часть (более 100) сосредоточена в четвертичном Восточном вулканическом поясе Камчатки. Около 40 групп термальных источников известны в Срединном хребте, в поясе угасшего неоген-четвертичного вулканизма.

Солевой и газовый состав термальных источников отличаются большим разнообразием. Вариации состава отмечаются даже в пределах одной группы термопроявлений, как правило, подчиняясь структурно-литологическим и гидрогеологическим особенностям гидротермальных бассейнов.

В 59 группах гидротерм наиболее высокотемпературные выходы (до 97оС) имеют преимущественно азотный, азотно-углекислый (иногда с сероводородом) состав свободных газов и существенно хлоридно-натриевый состав вод, с высоким содержанием кремнекислоты, метаборной кислоты. Это воды т.н. Узон-Вайракейского типа. При благоприятных гидрогеологических условиях их выходы иногда имеют гейзерный режим излияния.

27 групп гидротерм имеют сложный водородно-метаново-азотно-углекислый состав свободных газов, сложную общую минерализацию и температуру на поверхности свыше 90оС.

15 групп термальных источников имеют преимущественно метановый, метаново-углекислый состав свободных газов, низкую общею минерализацию и температуру на поверхности выше 20оС .

Большое количество групп теплых и горячих источников (более 70) относятся к углекислому типу вод. Чрезвычайно широк диапазон вариаций рН (от 3,0 до 9,8) и Eh (от -250 мв до 790 мв) термальных источников. С геохимических позиций следует отметить две наиболее характерные особенности термальных вод Камчатки.

Во-первых, все высокотемпературные термы имеют преимущественно хлоридно-натриевый состав.

Во-вторых, также как и для всей зоны обрамления Тихого океана, высокотемпературные термы, как правило, имеют повышенные содержания Li, Rb, Cs, ( причем , в отношении 100:9:8; Арсанова, 1972), B, Sr, Sc, всегда содержат As, Sb, Hg . В опаловых осадках этих термальных источников и в гейзеритах концентрация золота достигают 1-1,5 , а серебра 2,5 г/т. Интересно отметить при этом наличие прямой корреляции содержаний золота (особенно для высоких концентраций), серебра и европия, наиболее отчетливо проявляющейся в гейзеритах Долины Гейзеров и кальдеры Узон (рис.1). Характерно, что если в гейзеритах из всех редкоземельных элементов отчетливый максимум содержания наблюдается именно для европия ( рис.2), то в самих изверженных породах (как основного - базальты, так и кислого - дациты, состава) наблюдаются минимальные содержания европия (рис. 3).

Отчетливая прямая корреляция характерна для содержания B и Cl в высокотемпературных термах хлоридно-натриевого состава . В генетическом плане интерес вызывает прямая корреляция содержания хлора и гидроизотопных характеристик воды гидротерм, хорошо прослеживающаяся для терм Узона, Долины Гейзеров, Академии Наук, источников Пийпа в истоке реки Карымской . В то же время практически все исследователи сходятся во мнении, что в питании современных вулканогенных гидротермальных систем основное место занимает атмосферная вода . Нам представляется, что о наличии эндогенной составляющей в составе термальных растворов свидетельствует степень корреляции гидроизотопных характеристик воды с хлором, как одним из основных компонентов вулканических газов.

Определенный вклад в состав гидротерм, естественно, вносят реакции взаимодействия раствор - порода.

W.F. Giggenbach (1988) ввел в употребление диаграмму Na - K - Mg, позволяющую определить т.н. "гидрогеологическую зрелость термальных вод". Поле "зрелых вод", находящихся в химическом равновесии с компонентами породы, лежит на этой диаграмме вблизи линии полного равновесия.

Мы использовали для этих же целей тройную диаграмму Na - Si - Mg, т.к. именно эти элементы являются характеристичными для высокотемпературных гидротерм (рис.4). Точки с параметрами субщелочных хлоридно-натриевых гидротерм кальдеры Узон, Долины Гейзеров, Академии Наук (значки 6,8,11 на рис.4) занимают вполне обособленное поле левее изотермы 200оС, тяготея к кремниево-натриевой стороне диаграммы (поле 13 на рис.4). В магниевом углу диаграммы, в области температур до 170оС, располагаются многочисленные источники, термальные озера и грязевые котлы сложного минерального состава кальдеры Узон (значки7,10 на рис.4), Пийповские источники (значки 3,4 на рис.4) и субкислые воды Карымского озера, сформировавшиеся после извержения 1996 г.( поле15,рис.4). Совершенно очевидно, что в отличие от "зрелых" субщелочных гейзерных терм Узон-Вайракейского типа, новообразованные термы северного сектора Карымского озера, Пийповских источников, а также термальных озер и грязевых котлов кальдеры Узон еще далеки от равновесия с боковыми породами и являются в этом смысле "незрелыми". Промежуточное положение занимает поле с характеристиками вод термальных озер кальдеры Узон.

Таким образом, проведенный нами обзор показал, что, несмотря на большое разнообразие гидрохимических типов гидротерм Камчатки, обусловленное гетерогенностью условий их проявления, наиболее высокотемпературные термы хлоридно-натриевого состава характеризуют выходы на поверхность наиболее глубинных флюидных потоков, имеющих признаки генетического родства с рудообразующими растворами.
 

Назад | Содержание | На первую | КНЦ | ИВиС

Web-master webmaster@kscnet.ru
Copyright © 2001 ИВ ДВО РАН