Keywords
technogenic mineralization
Mutnovsky geothermal complex
minerals
Section
Abstract
By studying the processes taking place at the operating geothermal stations it is possible to model and understand some features of formation of minerals of geothermal origin, processes of transfer by hydrothermal solutions and concentration of some metals by analogy with the ore-forming processes at the formed deposits. During the release of steam-water mixture and outpouring of water from the wells silica gel is deposited, a number of elements (including noble metals) migrate and accumulate in the sediments. A great role during exploitation of wells, operation of turbines, separators and other structural elements of geothermal stations is played by the chemical composition of the coolant. Because of its high mineralization deposition on various units and parts of equipment occurs, what may complicate the operation of a geothermal plant. We describe the composition of chemogenic deposits on various technological elements of the Mutnovskaya geothermal power plant. Data on sediments sampled in boreholes, on turbine blades and separator are presented. We have revealed a wide variety of such deposits, both oxide compounds and ore phases (from magnetite, chalcopyrite, minerals of faint ore group to native gold, tellurides, selenides and sulfides of gold and silver). We suppose that the processes currently taking place at the Mutnovskoye steam hydrothermal field are similar to the hydrothermal processes that contributed to the formation of vein zones of the gold-silver-polymetallic deposit of the same name.References
Андреева Е.Д., Охапкин Н.С. К минералогии техногенных отложений Мутновского геотермального комплекса (Южная Камчатка) // Материалы российской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной Году Планеты Земля «Планета Земля: актуальные вопросы геологии глазами молодых ученых и студентов». 6–7 апреля 2009 г. Москва, Изд-во МГУ, 2009. С. 12–14 [Andreeva E.D., Okhapkin N.S. On the mineralogy of technogenic deposits of the Mutnovsky geothermal complex (South Kamchatka) // Materialy rossiyskoy konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh, posvyashchennoy Godu Planety Zemlya «Planeta Zemlya: aktualniye voprosy geologii glazami molodykh uchenykh i studentov», Moskva: Izd. MGU, 2009. P. 12–14 (in Russian)].
Белоусов В.И. Геология геотермальных полей в современных вулканических областях. М.: Наука, 1978. 173 с. [Belousov V.I. Geology of geothermal fields in modern volcanic areas. Moskva: Nauka, 1978. 173 p. (in Russian)].
Белоусов В.И., Рычагов С.Н., Филиппов Ю.А. и др. Техногенное образование минералов на геотермальных месторождениях: экологические проблемы эксплуатации и перспективы моделирования образования промышленных руд // Минералогия техногенеза. 2009. Т. 10. С. 48–60 [Belousov V.I., Rychagov S.N., Philippov Yu.A. et al. Technogenic formation of minerals in geothermal deposits: environmental problems of operation and prospects for modeling the formation of industrial ores // Mineralogiya tekhnogeneza. 2009. V.10. P. 48–60 (in Russian)].
Вакин М.Е., Наумова О.А. Состав и геолого-структурная позиция измененных пород вулкана Мутновский (Камчатка) // Руды и металлы. 1995. № 5. С. 46–53 [Vakin M.E., Naumova O.A. Composition and geological-structural position of modified rocks of Mutnovsky volcano (Kamchatka) // Rudy i metally, 1995. № 5. P. 46–53 (in Russian)].
Геотермические и геохимические исследования высокотемпературных гидротерм (на примере Мутновского геотермального месторождения). М.: Наука, 1986. 305 с. [Geothermal and geochemical studies of high-temperature hydrothermal fluids (on the example of the Mutnovsky geothermal field). M.: Nauka, 1986. 305 p. (in Russian)].
Кирюхин А.В., Сугробов В.М. Геотермальные ресурсы Камчатки и ближайшие перспективы их освоения // Вулканология и сейсмология. 2019. № 6. С. 50–65. https://doi.org/10.31857/S0203-03062019650-65 [Kirukhin A.V., Sugrobov V.M. The geothermal resources of Kamchatka and the immediate prospects of their extraction // Volcanology and seismology. 2019. V. 13. № 6. P. 389–402. https://doi.org/10.1134/S0742046319060046].
Кугаенко Ю.А., Мельников Д.В. Проявления техногенеза в геодинамически активном районе Мутновского геоэнергетического комплекса (Южная Камчатка) // География и природные ресурсы, № 3. 2006. С. 30–37 [Kugaenko Yu.A., Melnikov D.V. Manifestations of technogenesis in a geodynamically active area of the Mutnovsky geoenergy complex (South Kamchatka) // Geografiya i prirodnye resursy. № 3. 2006. P. 30–37 (in Russian)].
Округин В.М., Чернев И.И., Фролов А.В. О роли сейсмичности в эволюции современных гидротермальных рудообразующих систем Камчатки // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 120-летию со дня рождения выдающегося российского ученого академика А.Г. Бетехтина «Основные проблемы в учении об эндогенных рудных месторождениях: Новые горизонты», 20–22 ноября 2017 г., ИГЕМ РАН, 2017. С. 173–177 [Okrugin V.M., Chernev I.I., Frolov A.V. On the role of seismicity in the evolution of modern hydrothermal ore-forming systems of Kamchatka // Materialy Vserossiyskoy konferentsii, posvyashchennoy 120-letiyu so dnya rozhdeniya vydayushchegosya rossiyskogo uchenogo akademika A.G. Betekhtina «Osnovnyye problemy v uchenii ob endogennykh rudnykh mestorozhdeniyakh: Novyye gorizonty». IGEM RAS, 2017. 173–177 p. (in Russian)].
Трухин Ю.П. Геохимия современных геотермальных процессов и перспективные геотехнологии. М.: Наука, 2003. 376 с. [Trukhin Yu.P. Geochemistry of modern geothermal processes and promising geotechnologies. Moskva: Nauka, 2003. 376 p. (in Russian)].
Чернев И.И. Результаты первого года (2003) эксплуатации Дачного участка Мутновского месторождения парогидротерм. [Электронный ресурс]. Материалы Международного геотермального семинара, Петропавловск-Камчатский, 9–14 августа 2004 г. [Chernev I.I. Results of the first year (2003) of operation of the Dachny area of the Mutnovsky steam hydrotherm field [Elektronnyj resurs]. Materialy Mezhdunarodnogo geotermal’nogo seminara, Petropavlovsk-Kamchatsky, 9–14 avgusta 2004 g. (in Russian)].
Чернев И.И. Мутновское геотермальное месторождение: результаты эксплуатации, мониторинг основных параметров, оценка влияния реинженкции на добычные скважины // Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма (материалы Международного полевого Курило-Камчатского семинара, 16 июля–6 августа 2005 г.). Петропавловск-Камчатский: «ОТТИСК», 2005. С. 106–116 [Chernev I.I. Mutnovskoye geothermal field: operating results. monitoring of the main parameters. assessment of the impact of reengineering on production well // Geotermalnyye i mineralnyye resursy oblastey sovremennogo vulkanizma (materialy Mezhdunarodnogo polevogo Kurilo-Kamchatskogo seminara. 16 iyulya–6 avgusta 2005 g.). Petropavlovsk-Kamchatsky: Izd. «OTTISK». 2005. P. 106–116 (in Russian)].
Чернев И.И., Зобенько О.А., Округин В.М. и др. О вещественном составе осадков «глубинных» термальных вод Мутновского геотермального резервуара (Южная Камчатка) // Материалы III Международного научного совещания по проблемам геотермальной вулканологии, 5–9 сентября 2019 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2019. C. 121–124 [Chernev I.I., Zoben’ko O.A., Okrugin V.M. et al. On the material composition of sediments of «dee» thermal waters of the Mutnovsky geothermal reservoir (South Kamchatka) // Materialy III Mezhdunarodnogo nauchnogo soveshchaniya po problemam geotermalnoy vulkanologii, 5–9 sentyabrya 2019 g. Petropavlovsk-Kamchatsky: IViS DVO RAN, 2019. P. 121–124 (in Russian)].
Чернев И.И., Округин В.М., Козлов В.В. и др. О роли современных методов электронной и микрозондовой микроскопии в изучении техногенных отложений Мутновского геотермального комплекса (Южная Камчатка) // Материалы XXVII Российской конференции «Современные методы электронной и зондовой микроскопии в исследованиях органических, неорганических наноструктур и нано-биоматериалов». Черноголовка, 28–30 августа 2018 г. Т. 1. C. 86–88 [Chernev I.I., Okrugin V.M., Kozlov V.V. et al. On the role of modern methods of electron and microprobe microscopy in the study of technogenic sediments of the Mutnovsky geothermal complex (southern Kamchatka) // Materialy XXVII Rossiyskoy konferencii «Sovremennye metody elektronnoy i zondovoy mikroskopii v issledovaniyah organicheskih, neorganicheskih nanostruktur i nano-biomaterialov». Chernogolovka, 28–30 avgusta 2018 g. V. 1. P. 86–88 (in Russian)].
Чернев И.И., Округин В.М., Округина А.М. и др. Отложения «глубинных вод» из скважин Мутновского геотермального месторождения // Тезисы докладов традиционной региональной научной конференции, посвященной Дню вулканолога. Вулканизм и связанные с ним процессы. Петропавловск-Камчатский, 30 марта – 1 апреля 2011. ИВиС ДВО РАН. 51 с. [Chernev I.I., Okrugin V.M., Okrugina A.M. et al. Deposits of «deep water» from the wells of the Mutnovsky geothermal field // Tezisy dokladov tradicionnoy regionalnoy nauchnaoj konferencii, posvyashchyonnoy Dnyu vulkanologa. Vulkanizm i svyazannye s nim processy. 30 marta – 1 aprelya 2011 g. Petropavlovsk-Kamchatsky: IViS DVO RAN. P. 51 (in Russian)]. http://www.kscnet.ru/ivs/conferences/documents/tezis_2011.pdf
Brown K.L., Simmons S.F. Precious metals in high-temperature geothermal systems in New Zealand // Geothermics. 2003. № 32 P. 619–625. https://doi.org/10.1016/S0375-6505(03)49-X
Brown K.L. Gold deposition from geothermal discharges in New Zealand // Economic Geology. 1986. № 81. P. 983–997.
Clark J.R., Williams-Jones A.E. Analogues of epithermal gold-silver deposition in geothermal well scales // Nature. 1990. № 346. P. 644–645.
Hedenquist J.W., Henley R.W. Hydrothermal eruptions in the Waiotapu geothermal system, New Zealand: their origin, associated breccias, and relation to precious metal mineralization // Economic Geology. 1985. № 80. P. 1640–1668. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.80.6.1640
Henley R.W. Metals in hydrothermal fluids // Fluid-Mineral Equilibria in Hydrothermal Systems, Reviews in Economic Geology. V. 1. Society of Economic Geology. Boulder, CO, 1984. P. 115–129.
Krupp R.E., Seaward T.M. The Rotokawa geothermal system, New Zealand; an active epithermal gold-depositing environment // Economic Geology. 1987. № 82. P. 1109–1129.
Simmons S.F., Brown K.L., Browne P.R.L. et al. Gold and silver resources in Taupo Volcanic Zone geothermal systems // Geothermics. 2016. V. 59. Pt. B. P. 205–214. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2015.07.009
Skinner B.J., White D.E., Rose H.J., Mays R.E. Sulphides associated with the Salton Sea geothermal brine // Economic Geology. 1967. № 62. P. 316–330. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.62.3.316
Weissberg B.G. Gold-silver ore-grade precipitates from New Zealand thermal waters // Economic Geology. 1969. № 64. P. 95–108.
White D.E. Thermal springs and epithermal ore deposits // Economic Geology. 50th Anniversary volume. 1955. № 1. P. 99–154.
White D.E. Metal contents of some geothermal fluids // Symposium on Problem of Post magnetic Ore Deposition. 1965. V. II. P. 432–443.
White D.E. Mercury and base-metal deposits with associated thermal and mineral waters // Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. 1967. P. 575–631.
White D.E., Heropoulos C., Fournier R.O. Gold and other minor elements associated with the hot springs and Geysers of Yellowstone National Park, Wyoming, Supplemented with data from Steamboat Spring, Nevada // U.S. Geological Survey Bulletin, 2001. 19 p.
Williams-Jones A.E., Migdiso A.A., Archibald S.M., Xiao Z. Vapour-transport of ore metals. // Water-Rock Interactions, Ore Deposits and Environmental Geochemistry: Special Publication. 2002. V. 7. Geochemical Society, Houston, TX. P. 279– 306.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.