Processes responsible for variations in the isotopic composition (ΔD and Δ18O) of thermal waters of the Kuril islands arc

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

Many active volcanoes of the Kuril Islands host hydrothermal systems. Their surface manifestations are represented by numerous thermal springs showing diverse chemical composition and physical-chemical parameters. Four main isotopic shifts relative to the local meteoric water line can be observed in the corresponding δD vs. δ18O diagrams. For the acid Cl-SO4 waters there is a clear mixing trend between meteoric water and volcanic vapor. The acid SO4waters demonstrate trends indicating kinetic fractionation at temperatures close to the boiling-point. Isotopic composition of the coastal springs tend to march the mixing line between meteoric and seawater. The δ18O-shift for deep thermal water is accounted to of isotopic exchange with host rock. The latitude effect revealed for meteoric waters also observed in the isotopic composition of the thermal waters.

全文:

受限制的访问

作者简介

E. Kalacheva

Institute of Volcanology and Seismology, FEB RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: keg@kscnet.ru
俄罗斯联邦, Petropavlovsk-Kamchatsky 683006

Yu. Taran

Institute of Volcanology and Seismology, FEB RAS; Institute of Geophysics, UNAM

Email: keg@kscnet.ru
俄罗斯联邦, Petropavlovsk-Kamchatsky 683006; Mexico, 04510

参考

  1. Басков Е.А., Суриков С.Н. Гидротермы Тихоокеанского сегмента Земли. М.: Наука, 1975. 172 с.
  2. 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.
  3. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 267 с.
  4. Есиков А.Д. Изотопная гидрогеология геотермальных систем. М.: Наука, 1989. 208 с.
  5. Знаменский В.С., Никитина И.Б. Гидротермы центральной части острова Итуруп (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 1985. № 5. С. 44–65.
  6. Иванов В.В. О происхождении и классификации современных гидротерм // Геохимия. 1960. № 5. С. 443–449.
  7. 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.
  8. Калачева Е.Г., Котенко Т.А., Котенко Л.В., Волошина Е.В. Геохимия термальных вод и фумарольных газов о. Шиашкотан (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 2014. № 5. С. 12–26.
  9. Калачева Е.Г., Таран Ю.А., Котенко Т.А. и др. Гидротермальная система вулкана Менделеева, о. Кунашир, Курильские острова: геохимия и вынос магматических компонентов // Вулканология и сейсмология. 2017. № 5. С. 18–35.
  10. Калачева Е.Г., Таран Ю.А., Волошина Е.В., Котенко Т.А. Геохимия термальных вод о. Кетой (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 2018. № 3. С. 21–35.
  11. Кононов В.И. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма. М.: Наука, 1983. 216 с.
  12. Котенко Т.А., Сандимирова Е.И., Котенко Л.В. Извержение вулкана Эбеко (Курильские острова) в 2016–2017 гг. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2018. № 1. Вып. 37. С. 32–42.
  13. Мальцева В.И. Химический и изотопный состав вод о. Янкича // Океанология. 1985. № 25(4). С. 616–622.
  14. Мархинин Е.К., Стратула Д.С. Гидротермы Курильских островов. М.: Наука, 1977. 212 с.
  15. Мелководные газогидротермы и экосистема бух. Кратерной (вулкан Ушишир, Курильские острова). Кн. 1. Функциональные характеристики. Ч. 1. Владивосток: ДВО АН СССР, 1991. 196 с.
  16. Набоко С.М. Вулканические эксгаляции и продукты их реакции // Труды Лаборатории вулканологии. 1959. № 16. С. 170–198.
  17. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Выпуск 34. Сахалинская область. Л.: Гидромедиздат, 1990. 353 с.
  18. Никитина Л.П. Миграция металлов с активных вулканов в бассейн седиментации. М.: Наука, 1978. 80 с.
  19. Сидоров С.С. Гидротермальная деятельность кальдеры Головнина (о-в Кунашир) // Бюлл. вулканолог. станций. 1966. № 42. С. 22–29.
  20. Таран Ю.А., Есиков А.Д., Чешко А.Л. Дейтерий и кислород-18 в термальных водах Мутновского геотермального района, Камчатка // Геохимия. 1986. № 4. С. 458–468.
  21. Таран Ю.А., Покровский Б.Г., Дубик Ю.М. Изотопный состав и происхождение воды в андезитовых магмах // Докл. АН СССР. 1989. Т. 304. № 2. С. 440–443.
  22. Таран Ю.А., Гавриленко Г.М., Черткова Л.В., Гричук Д.В. Геохимическая модель гидротермальной системы вулкана Ушишир (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 1993. № 1. С. 55–68.
  23. Таран Ю.А., Знаменский В.С., Юрова Л.М. Геохимическая модель гидротермальных систем вулкана Баранского (о-в Итуруп, Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 1995. № 4/5. С. 95–115.
  24. Тейлор Х.П. Изотопы кислорода и водорода в гидротермальных рудных месторождениях. Геохимия гидротермальных рудных месторождений. М.: Мир, 1982. С. 200–234.
  25. Фазлуллин С.М. Геохимическая система р. Юрьева (Курильские о-ва): условия поступления и выноса химических элементов в бассейн реки // Вулканология и сейсмология. 1999. № 1. С. 54–67.
  26. Федорченко В.И., Абдурахманов А.И., Родионова В.И. Вулканизм Курильской островной дуги: геология и петрогенез. М.: Наука, 1989. 239 с.
  27. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы Земли. М.: Научный мир, 2009. 632 с.
  28. 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.
  29. Чудаев О.В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2003. 216 с.
  30. Чудаев О.В., Харитонова Н.А., Челноков Г.А. и др. Геохимические особенности поведения редкоземельных элементов в водах Дальнего Востока России в условиях природных и антропогенных аномалий. Владивосток: Дальнаука, 2017. 152 с.
  31. Chelnokov G. Interpretation of geothermal fluid compositions from Mendeleev volcano, Kunashir, Russia // Report of the United Nations University GTR. 2004. V. 5. P. 57–82.
  32. Craig H. Isotopic variations in meteoric waters // Science. 1961. № 133. P. 1702–1703.
  33. Craig H. The isotopic geochemistry of water and carbonin geothermal areas. Nuclear Geology on Geothermal Areas. CNR, Pisa, 1963. Р. 17–53.
  34. Fricke H., O’Neil J. The correlation between 18O/16O ratios of meteoric water and surface temperature: its use in investigating terrestrial climate change over geologic time // Earth Planet. Sci. Lett. 1999. V. 170. P. 181–196.
  35. Giggenbach W.F. Isotopic shifts in waters from geothermal and volcanic systems along convergent plate boundaries and their origin // Earth Planet. Sci. Lett. 1992. V. 113. Р. 495–510.
  36. Giggenbach W.F., Stewart M.K. Processes controlling the isotopic composition of steam and water discharges from steam vents and steam-heated pools in geothermal areas // Geothermics. 1982. V. 11. P. 71–80.
  37. Kalacheva E., Taran Y., Kotenko T. Geochemistry and solute fluxes of volcano-hydrothermal systems of Shiashkotan, Kuril Islands // J. of Volcanol. and Geotherm. Res. 2015. V. 296. P. 40–54.
  38. 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 // J. of Volcanol. and Geotherm. Res. 2016. V. 310. Р. 118–131.
  39. Kalacheva E., Taran Y., Voloshina E., Inguaggiato S. Hydrothermal system and acid lakes of Golovnin caldera, Kunashir, Kuril Islands: Geochemistry, solute fluxes and heat output // J. of Volcanol. and Geotherm. Res. 2017. V. 346. P. 10–20.
  40. Taran Y. Chemical and isotopic composition of fumarolic gases from Kamchatka and Kurile Islands // Rept. Geol. Surv. Japan. 1992. № 279. Р. 183–186.
  41. Taran Yu.A., Hedenquist J.W., Korzhinsky M.A. et al. Geochemistry of magmatic gases from Kugryavy volcano, Iturup // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. P. 1749–1761.
  42. Taran Y., Zelenski M. Systematics of water isotopic composition and chlorine content in arc-volcanic gases // The Role of Volatiles in the Genesis, Evolution and Eruption of Arc Magmas. Special Publications. Geological Society. London, 2014. P. 410–432.
  43. 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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian academy of sciences, 2019