Процессы, контролирующие изотопный состав (ΔD И Δ18O) термальных вод курильской островной дуги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Постройки многих активных вулканов Курильских островов вмещают гидротермальные системы, поверхностные проявления которых представлены разнообразными по химическому составу и физико-химическим показателям источниками. В термальных водах Курильских островов определены четыре основных сдвига относительно локальной метеорной линии изотопного состава воды. В ультракислых Cl-SO4 (SO4-Cl) водах наблюдается тренд смешения между метеорной составляющей и вулканическим паром. Кислые SO4 воды демонстрируют тренды, указывающие на кинетическое фракционирование при температурах, близких к температуре кипения. Изотопные составы прибрежных источников ложатся на линию смешения метеорных и морских вод. Кислородный сдвиг для термальных вод, вскрытых скважинами, образуется путем изотопного обмена с вмещающей породой. Широтный эффект, отмеченный в изотопном составе метеорных вод, в разной степени проявляется и в изотопном составе термальных вод.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Г. Калачева

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: keg@kscnet.ru
Россия, 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9

Ю. А. Таран

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН; Институт Геофизики Национального университета Мексики

Email: keg@kscnet.ru
Россия, 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9; Койоакан Мексика, 04510 Мехико

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта-схема Курильских островов. Основные термальные поля и точки отбора водных проб.

Скачать (152KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Соотношение Cl к SO4 в кислых SO4-Cl (Cl-SO4) водах Курильских островов.

Скачать (99KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Соотношение Cl к SO4 в Na-Cl-водах Курильских островов.

Скачать (145KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изотопный состав поверхностных вод Курильских островов.

Скачать (98KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изотопный состав кислых сульфатных вод Курильских островов.

Скачать (98KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изотопный состав SO4-Cl (Cl-SO4) термальных вод.

Скачать (133KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изотопный состав Na-Cl термальных вод.

Скачать (122KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019