Ключевые слова
вулканический газ
сублиматы
вынос микроэлементов вулканами
Раздел
Аннотация
Исследован микроэлементный состав высокотемпературных газов Авачинского вулкана. Для этого были проанализированы 25 проб конденсатов газа и сублиматы, осевшие в четырех кварцевых трубках. Суммарная средняя концентрация микроэлементов (не считая S, Cl, F, Si) в конденсатах 87 мг/л, максимальная 210 мг/л, среди которых преобладают В, К, Na, Br, As. Большое количество проб, отобранных в течение 2013–2023 гг., позволило оценить пределы вариаций концентраций элементов, их зависимость от температуры фумарол и сезона отбора. Факторы обогащения, нормированные на магний, позволили определить элементы, для которых характерен перенос в шлейфе в виде летучих соединений (Te, I, B, Br, Cd, As, Re, Se, Bi, Tl, Hg, Sn, Sb, Pb и др.) и в виде силикатного аэрозоля (Ti, Fe, Ga, Al, Ca, Mn, РЗЭ и др.). По концентрации рудных элементов в газах Авачинский вулкан сравним с Мутновским (Камчатка) и существенно уступает таким вулканам в стадии стационарной дегазации, как Кудрявый и Пик Палласа (Курильские о-ва), что может объясняться более высокими концентрациями HCl в газах последних.
Библиографические ссылки
Бычкова Я.В., Синицын М.Ю., Петренко Д.Б. и др. Методические особенности многоэлементного анализа горных пород методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2016. № 6. С. 56–63. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2016-6-56-63 [Bychkova Ya.V., Sinitsyn M.Yu., Petrenko D.B. et al. Methodical features of multielement analysis of rocks by inductively coupled plasma mass spectrometry // Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2016. № 6. P. 56–63 (in Russian)].
Зеленский М.Е. Транспорт элементов и условия минералообразования в зонах разгрузки высокотемпературных фумарол на вулкане Мутновский (Камчатка). Дисс. канд. геол.-мин. наук. Петропавловск-Камчатский, Институт вулканологии ДВО РАН, 2003. 120 с. [Zelenskij M.E. Transport elementov i usloviya mineraloobrazovaniya v zonah razgruzki vysokotemperaturnyh fumarol na vulkane Mutnovskij (Kamchatka). Dissertaciya kand. geol.-min. nauk. Petropavlovsk-Kamchatskij, Institut vulkanologii DVO RAN, 2003. 120 p.].
Зеленский М.Е., Таран Ю.А., Дубинина Е.О. и др. Источники летучих компонентов для вулкана зоны субдукции: Мутновский вулкан, Камчатка // Геохимия. 2012. № 6. С. 555–575 [Zelenski M.E., Taran Yu.A., Dubinina E.O. et al. Sources of Volatiles for a Subduction Zone Volcano: Mutnovsky Volcano, Kamchatka. Geochemistry. 2012. V. 50. P. 502–521. https://doi.org/10.1134/S001670291204009X].
Иванов Б.В., Флеров Г.Б., Масуренков Ю.П. и др. Динамика и состав продуктов извержения Авачинского вулкана в 1991 г. // Вулканология и сейсмология. 1995. № 4–5. С. 5–27 [Ivanov B.V., Flerov G.B., Masurenkov Yu.P. et al. The 1991 eruption of Avacha Volcano: dynamics and composition of eruptive products // Journal of Volcanology and Seismology. 1996. № 17. P. 369–394].
Кирсанов И.Т., Медведева Г.Г., Серафимова Е.К. Фумарольная деятельность Авачинского и Корякского вулканов // Бюллетень вулканологических станций. 1964. № 38. С. 3–32 [Kirsanov I.T., Medvedeva G.G., Serafimova E.K. Fumarol activity of the Avacha and Koryak volcanoes // Bulletin of volcanological stations. 1964. № 38. P. 3–32 (in Russian)].
Логинов В.А., Гонтовая Л.И., Сенюков С.Л. Авачинско-Корякская группа вулканов: геофизическая неоднородность литосферы и глубинные процессы (Камчатка) // Вулканология и сейсмология.
№ 1. С. 32–43. https://doi.org/10.31857/S0203030622700031 [Loginov V.A., Gontovaya L.I., Senyukov S.L. The Avacha-Koryaksky Volcanic Group: Geophysical Inhomogeneity of the Lithosphere and Processes at Depth (Kamchatka) // Journal of Volcanology and Seismology. 2023. V. 17. Iss. 1. P. 27–36. https://doi.org/10.1134/S074204632270004X].
Малик Н.А., Зеленский М.Е., Округин В.М. Температура и состав газа фумарол вулкана Авачинский (Камчатка) в 2013–2016 гг. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 1. Вып. 33. С. 21–33 [Malik N.A., Zelenski M.E., Okrugin V.M. Temperature and gas composition of the Avachinsky volcano fumaroles (Kamchatka) in 2013–2016 // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2017. № 1 (33). P. 21–33 (in Russian)].
Малик Н.А., Некрасова М.Ю. Комплексные исследования активности Авачинского вулкана в 2013–начале 2020 гг.: наземные, видео и сейсмические наблюдения // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. № 2. Вып. 46. С. 41–54. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2020-2-46-41-54 [Malik N.A., Nekrasova M.Yu. The multiple survey of Avachinsky volcano activity in 2013 – early 2020: ground, video and seismic observation // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2020. № 2 (46). P. 41–54 (in Russian)].
Мелекесцев И.В. Брайцева О.А., Двигало В.Н., Базанова Л.И. Исторические извержения Авачинского вулкана на Камчатке (попытка современной интерпретации и классификации для долгосрочного прогноза типа и параметров будущих извержений). Ч. I (1737–1909 гг.) // Вулканология и сейсмология. 1993. № 6. С. 13–27 [Melekestsev I.V., Braitseva O.A., Dvigalo V.N., Bazanova L.I. Historical eruptions of Avacha volcano, Kamchatka. Attempt of modern interpretation and classification for long-term prediction of the types and parameters of future eruptions. Pt. I (1737–1909) // Volcanology and Seismology. 1992. V. 15. Iss. 6. P. 649-665].
Мельников Д.В., Ушаков С.В. Оценка эмиссии диоксида серы вулканами камчатки (по данным дистанционных измерений) // Доклады Четвертой научно-техническая конференции «Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России» 30 сентября – 4 октября 2013 г., Петропавловск-Камчатский. http://www.emsd.ru/conf2013lib/rpdf/1monitoring/Melnikov_Ushakov.pdf [Mel'nikov D.V., Ushakov S.V. Ocenka emissii dioksida sery vulkanami kamchatki (po dannym distancionnyh izmerenij) // Doklady Chetvertoj nauchno-tekhnicheskaya konferencii «Problemy kompleksnogo geofizicheskogo monitoringa Dal'nego Vostoka Rossii» 30 sentyabrya – 4 oktyabrya 2013 g., Petropavlovsk-Kamchatskij].
Меняйлов И.А., Никитина Л.П., Шапарь В.Н. Геохимические особенности эксгаляций Большого Трещинного Толбачинского Извержения. М.: Наука, 1980. 236 c. [Menyailov I.A., Nikitina L.P., Shapar' V.N. Geohimicheskie osobennosti eksgalyacij Bol'shogo Treshchinnogo Tolbachinskogo Izverzheniya. Moscow: Nauka, 1980. 236 p. (in Russian)].
Никитина Л.П., Меняйлов И.А., Шапарь В.Н., Гарцева Л.Н. Геохимия и аналитическая химия конденсатов фумарольных газов вулкана Эбеко (остров Парамушир) // Вулканология и сейсмология. 1989. № 1. С. 62–72 [Nikitina L.P., Menyailov I.A., Shapar' V.N., Gartseva L.N. Geochemistry and analytical chemistry of fumarolic gas condensates from Ebeko volcano (Paramushir island) // Volcanology and Seismology. 1990. V. 11. Iss. 1. P. 64–74 (in Russian)].
Округин В.М., Малик Н.А., Москалева С.В. и др. Новые данные о минералах в продуктах фумарольной деятельности Авачинского вулкана (2013–2014 гг.) // Материалы региональной научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвященной Дню вулканолога, 30 марта – 1 апреля 2015 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 253–260 [Okrugin V.M., Malik N.A., Moskaleva S.V. et al. Novye dannye o mineralah v produktah fumarol'noj deyatel'nosti Avachinskogo vulkana (2013–2014 gg.) // Materialy regional'noj nauchnoj konferencii «Vulkanizm i svyazannye s nim processy», posvyashchyonnoj Dnyu vulkanologa, March 30 –April 1, 2015. Petropavlovsk-Kamchatsky: IVS FEB RAS, 2016. P. 253–260 (in Russian)].
Округин В.М., Малик Н.А., Плутахина Е.Ю. и др. Новые данные о возгонах и сублиматах Авачинского вулкана (2014–2015 гг.) // Материалы региональной научной конференции «Вулканизм и связанные с ним процессы», посвященной Дню вулканолога, 29-30 марта 2016 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 400–405. [Okrugin V.M., Malik N.A., Plutahina E.Yu. et al. Novye dannye o vozgonah i sublimatah Avachinskogo vulkana (2014–2015 gg.) // Materialy regional'noj nauchnoj konferencii «Vulkanizm i svyazannye s nim processy», posvyashchyonnoj Dnyu vulkanologa, March 29–30, 2016. Petropavlovsk-Kamchatsky: IVS FEB RAS, 2016. P. 400–405 (in Russian)].
Плутахина Е.Ю., Малик Н.А. Новые находки в сублиматах Авачинского вулкана // Материалы XXVI конференции, посвященной Дню вулканолога, 30–31 марта 2023 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2023. C. 162–163 [Plutakhina E.U., Malik N.A. New findings in the sublimates of Avacha volcano // Volcanism and related processes. Proceedings of the XXVI annual scientific conference dedicated to the Volcanologist Day, March 30-31, 2023. Petropavlovsk-Kamchatsky: IVS FEB RAS, 2023. P. 162–163 (in Russian)].
Плутахина Е.Ю., Малик Н.А. Хлор и его соединения в продуктах фумарольной деятельности Авачинского вулкана (2013–14 гг.) // Материалы XIV региональной молодежной научной конференции «Природная среда Камчатки». 14 апреля 2015 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2015. С. 51–60 [Plutakhina E.U., Malik N.A. Chlorine and its compounds in products of fumarolic activity Avachinsky volcano (2013–14 gg.) // Materialy XIV regional'noj molodezhnoj nauchnoj konferencii «Prirodnaya sreda Kamchatki». April 14, 2015. Petropavlovsk-Kamchatsky: IVS FEB RAS, 2015. P. 51–60 (in Russian)].
Серафимова Е.К. Минералогия возгонов вулканов Камчатки. М.: Наука, 1979. 167 с. [Serafimova E.K. Mineralogiya vozgonov vulkanov Kamchatki. Moscow: Nauka, 1979. 167 p. (in Russian)].
Серафимова Е.К., Овсянников А.А., Муравьев Я.Д. Вулканические эксгаляции вулкана Авачинский в постэруптивном процессе после извержения в 1991 г. // Вулканология и сейсмология. 2002. № 4. С. 22–30 [Serafimova E.K., Ovsyannikov A.A., Muraviev Ya.D. Volcanic exhalations of Avacha Volcano following the 1991 eruption // Volcanology and Seismology. 2002. V. 4. P. 22–30 (in Russian)].
Федотов С.А. Оценки выноса тепла и пирокластики вулканическими извержениями и фумаролами по высоте их струй и облаков // Вулканология и сейсмология. 1982. № 4. С. 3–28 [Fedotov S.A. Evaluation of heat and pyroclastics discharge by volcanic eruptions and fumaroles based on the height of their plums and clouds // Volcanology and Seismology. 1982. № 4. P. 3–28 (in Russian)].
Федотов С.А., Балеста С.Т., Дрознин В.А. и др. О возможности использования тепла магматического очага Авачинского вулкана // Бюллетень вулканологической станции. 1977. № 53. С. 27–37 [Fedotov S.A., Balesta S.T., Droznin V.A. et al. O vozmozhnosti ispol'zovaniya tepla magmaticheskogo ochaga Avachinskogo vulkana // Bulletin of volcanological stations. 1977. № 53. P. 27–37 (in Russian)].
Чаплыгин И.В., Таран Ю.А., Дубнина Е.О. и др. Химический состав и металлоносность магматических газов вулкана Горелый (Камчатка) // ДАН. 2015. Т. 463. № 1. С. 85–89. https://doi.org/10.7868/S0869565215140182 [Chaplygin I.V., Taran Y.A., Dubinina E.O. et al. Chemical composition and metal capacity of magmatic gases of Gorelyi volcano, Kamchatka // Doklady Earth Sciences. 2015. V. 463. № 1. Р. 690–694. https://doi.org/10.1134/S1028334X15050104].
Aiuppa A., Dongarra G., Valenza M. et al. Degassing of trace volatile metals during the 2001 eruption of Etna / Volcanism and the Earth’s Atmosphere, Robock A., Oppenheimer C. (Eds.). Geophysical Monograph Series. 2003. V. 139. P. 41–54. https://doi.org/10.1029/139GM03
Birnie R.W., Hall J.H. The geochemistry of El Misti volcano, Peru fumaroles // Bulletin of Volcanology. 1974. V. 38. № 1. P. 1–15.
Carn S.A. Gas, Plume and Thermal Monitoring / Sigurdsson, H. (Ed.), Encyclopedia of volcanoes. Elsevier, 2015. P. 1125–1149.
Fischer T.P. Fluxes of volatiles (H2O, CO2, N2, Cl, F) from arc volcanoes // Geochemical Journal. 2008. V. 42. P. 21–38. https://doi.org/10.2343/geochemj.42.21
Gemmell J.B. Geochemistry of metallic trace elements in fumarolic condensates from Nicaraguan and Costa Rican volcanoes // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1987. V. 33. № 1. P. 161–181.
Le Guern F., Bernard A. A new method for sampling and analyzing volcanic sublimates – application to Merapi volcano, Java // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1982. V. 12. № 1–2. P. 133–146. https://doi.org/10.1016/0377-0273(82)90008-7
Mandon C.L., Christenson B.W., Schipper C.I. et al. Metal transport in volcanic plumes: A case study at White Island and Yasur volcanoes // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2019. V. 369. P. 155–171. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2018.11.024
Mason E.M., Edmonds M., Hammond S. et al. Chalcophile element processing at an active continental arc volcano // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2024. V. 367. P. 72–86. https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.12.014
Moune S., Gauthier P.-J., Delmelle P. Trace elements in the particulate phase of the plume of Masaya volcano, Nicaragua // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2010. V. 193. № 3–4. P. 232–244. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2010.04.004
Okrugin V., Favero M., Liu A. et al. Smoking gun for thallium geochemistry in volcanic arcs: nataljamalikite, TlI, a new thallium mineral from an active fumarole at Avacha Volcano, Kamchatka Peninsula, Russia // American Mineralogist. 2017. V. 102. № 8. P. 1736–1746. https://doi.org/10.2138/am-2017-6057
Quisefit J.P., Toutain J.P., Bergametti G. et al. Evolution versus cooling of gaseous volcanic emissions from Momotombo Volcano, Nicaragua: thermochemical model and observations // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1989. V. 53. № 10. P. 2591–2608. https://doi.org/10.1016/0016-7037(89)90131-2
Shipley J.W. Some chemical observations on the volcanic emanations and incrustations in the Valley of Ten Thousand Smokes, Katmai, Alaska // American Journal of Science. 1920. V. 50. P. 141–153.
Symonds R.B., Rose W.I., Reed M.H. et al. Volatilization, transport and sublimation of metallic and non-metallic elements in high temperature gases at Merapi Volcano, Indonesia // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1987. V. 51. № 8. P. 2083–2101.
Taran Y., Zelenski M. Systematics of the water isotopic composition and chlorine content in arc-volcanic gases / Zellmer, G.F., Edmonds, M., Straub, S.M. (Eds.), The Role of Volatiles in the Genesis, Evolution and Eruption of Arc Magmas. Geological Society. London. Special Publications. 2014. V. 410. P. 237–262. http://dx.doi.org/10.1144/SP410.5
Taran Y., Zelenski V., Chaplygin I. et al. Gas emissions from volcanoes of the Kuril Island arc (NW Pacific): geochemistry and fluxes // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2018. V. 19. № 6. P. 1859–1880. https://doi.org/10.1029/2018GC007477
Taran Y.A., Bernard A., Gavilanes J.-C. et al. Chemistry and mineralogy of high-temperature gas discharges from Colima volcano, Mexico. Implications for magmatic gas–atmosphere interaction // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2001. V. 108. № 1–4. P. 245−264. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(00)00289-4
Taran Y.A., Hedenquist J.W., Korzhinsky M. et al. Geochemistry of magmatic gases from Kudryavy volcano, Iturup, Kuril Islands // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. V. 59. № 9. 1749–1761. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00079-F
Taran Y.А., Cornor 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. № 8. P. 441–448.
Viccaro M., Giuffrida M., Nicotra E., Ozerov A.Yu. Magma storage, ascent and recharge history prior to the 1991 eruption at Avachinsky Volcano, Kamchatka, Russia: Inferences on the plumbing system geometry // Lithos. 2012. V. 140–141. P. 11–24. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2012.01.019
Wahrenberger C., Seward T.M., Dietrich V. Volatile trace element transport in high temperature gases from Kudriavy volcano (Iturup, Kurile Islands, Russia) / Hellmann R., Wood S.A. (Eds.), Water-Rock Interaction: A Tribute to David A. Crerar. Geochemical Society Special Publications 7. Washington University, 2002. P. 307–327.
White D.E., Waring G.A. Volcanic emanations. Washington D.C., 1963. 33 p. https://doi.org/10.3133/pp440K
Williams-Jones A.E., Heinrich C.A. Vapor transport of metals and the formation of magmatic-hydrothermal ore deposits // Economic Geology. 2005. V. 100. P. 1287−1312. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.100.7.1287
Yudovskaya M.A., Distler V. V., Chaplygin I.V. et al. Gaseous transport and deposition of gold in magmatic fluid: evidence from the active Kudryavy volcano, Kurile Islands // Mineralium Deposita. 2006. V. 40. P. 828−848. https://doi.org/10.1007/s00126-005-0034-6
Yudovskaya M.A., Tessalina S., Distler V.V. et al. Behavior of highly-siderophile elements during magma degassing: A case study at the Kudryavy volcano // Chemical Geology. 2008. V. 248. № 3–4. P. 318–341. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2007.12.008
Zelenski M., Bortnikova S. Sublimate speciation at Mutnovsky volcano, Kamchatka // European Journal of Mineralogy. 2005. V. 17. № 1. P. 107–118. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2005/0017-107
Zelenski M., Malik N., Taran Yu. Emissions of trace elements during the 2012–2013 effusive eruption of Tolbachik volcano, Kamchatka: enrichment factors, partition coefficients and aerosol contribution // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2014. V. 285. P. 136–149. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2014.08.007
Zelenski M., Simakin A., Taran Yu. et al. Partitioning of elements between high-temperature, low-density aqueous fluid and silicate melt as derived from volcanic gas geochemistry // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2021. V. 295. P. 112–134. https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.12.011
Zelenski M.E., Fischer T.P., de Moor J.M. et al. Trace elements in the gas emissions from the Erta Ale volcano, Afar, Ethiopia // Chemical Geology. 2013. V. 357. P. 95–116. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.08.022
Zoller W.H., Gladney E.S., Duce R.A. Atmospheric concentrations and sources of trace metals at the South pole // Science. 1974. V. 183. № 4121. P. 198–200. https://doi.org/10.1126/science.183.4121.198
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2024 Н.А. Малик, Е.Ю. Плутахина, И.Ю. Николаева