Journal of Volcanology and SeismologyJournal of Volcanology and SeismologyВулканология и сейсмология0203-03063034-5138The Russian Academy of Sciences69101810.31857/S0203030625040016qezvhfArticlesСтатьиResearch ArticleMagmatic activity of Mutnovsky volcano and crater formation at the site of blowing well 022Магматическая активность Мутновского вулкана и формирование кратера на месте фонтанирующей скважины 022KiryukhinA. V.КирюхинА. В.AVKiryukhin2@mail.ruPolyakovA. Yu.ПоляковА. Ю.AVKiryukhin2@mail.ruSergeevaA. V.СергееваА. В.AVKiryukhin2@mail.ruNuzhdaevI. A.НуждаевИ. А.AVKiryukhin2@mail.ruZhuravlevN. B.ЖуравлевН. Б.AVKiryukhin2@mail.ruVoroninP. O.ВоронинП. О.AVKiryukhin2@mail.ruUsachevaO. O.УсачеваО. О.AVKiryukhin2@mail.ruPuzankovM. Yu.ПузанковМ. Ю.AVKiryukhin2@mail.ruInstitute of Volcanology and Seismology FEB RASИнститут вулканологии и сейсмологии ДВО РАН150720254NO4 (2025)№4 (2025)32121092025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0203-0306/article/view/691018

Mutnovsky volcano in the last four thousand years is characterized by predominantly magmatic activity in the northern sector, where the Mutnovsky geothermal field was formed. Magmatic activity is detected by the Frac-Digger method using seismic data of KF FIC EGS RAS, the most powerful sequence of shallow dykes of NE strike is manifested at the surface by blowing geothermal wells. Dyke emplacement in March 2024 is synchronized with a hydrothermal explosion with the formation of a crater with a volume of up to 0.36 million m3 at the site of well 022 (Crater 022+). Unaltered debris from the explosion indicates lithoclastic character in the head gas-saturated part of the dyke. The base of the explosion crater is a hydrothermally altered (opal, zeolites) plane of 160×75 m2. The mechanism of the hydrothermal explosion is considered as a result of hydraulic fracturing of the two-phase geothermal reservoir by a shallow dyke, with subsequent pressure increase in the shallow hydrothermal reservoir near the well with a closed wellhead valve.

Мутновский вулкан в последние 4 тыс. лет характеризуется преимущественно магматической деятельностью в северном секторе, где сформировано Мутновское геотермальное месторождение. Магматическая активность выявляется Frac-Digger методом по сейсмическим данным КФ ФИЦ ЕГС РАН, наиболее мощная последовательность малоглубинных даек северо-восточного простирания фиксируется на поверхности фонтанирующими на южных флангах месторождения геотермальными скважинами. Внедрение дайки в марте 2024 г. синхронизировано с гидротермальным взрывом с формированием воронки объемом до 0.36 млн м3 на месте скв. 022 (Кратер 022+). Неизмененные обломки взрыва указывают на литокластический характер в головной газонасыщенной части дайки. Основание воронки взрыва представляет собой гидротермально измененную (опал, цеолиты) плоскость 160×75 м2. Механизм гидротермального взрыва рассматривается как результат гидроразрыва малоглубинной дайкой, с последующим повышением давления в приповерхностном гидротермальном резервуаре вблизи скважины с закрытой устьевой задвижкой.

hydrothermalexplosiondikeMutnovskyvolcanomagmawellгидротермальныйвзрывдайкаМутновскийвулканмагмаскважинаВакин Е.А., Пилипенко Г.Ф., Сугробов В.М. Общая характеристика Мутновского геотермального месторождения и прогнозная оценка ресурсов // Геотермические и геохимические исследования высокотемпературных гидротерм / Ред. В.М. Сугробов. М.: Наука, 1986. С. 6–41.Кирюхин А.В., Кирюхин В.А., Манухин Ю.Ф. Гидрогеология вулканогенов. СПб.: Наука, 2010. 395 с.Кирюхин А.В., Асаулова Н.П., Вереина О.Б., Поляков А.Ю. Оценка влияния инфильтрации при эксплуатации Паужетского и Мутновского высокотемпературных геотермальных месторождений (Камчатка, Россия) // Вулканология и сейсмология. 2014. № 3. С. 24–36.Кирюхин А.В., Федотов С.А., Кирюхин П.А. Геомеханическая интерпретация локальной сейсмичности, связанной с извержениями и активизацией вулканов Толбачик, Корякский и Авачинский, Камчатка, 2008–2012 гг. // Вулканология и сейсмология. 2016. № 5. С. 3–20.Кирюхин П.А., Кирюхин А.В. Frac-Digger. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2016612168 от 21.06.2016.Кирюхин А.В. Геотермофлюидомеханика гидротермальных, вулканических и углеводородных систем. СПб.: Эко-Вектор Ай-Пи, 2020. 431 c.Кирюхин А.В., Поляков А.Ю., Журавлев Н.Б. Устройство для оценки парциального давления неконденсированного газа в геотермальном паре / А.В. Кирюхин, А.Ю. Поляков, Н.Б. Журавлев. Патент № 2801789 C1 Российская Федерация. 15 августа 2023 г.Мельников Д.В. Некоторые особенности морфологии гидротермальных взрывов в районе Мутновской геотермальной станции // Вестник Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2004. № 4. С. 120–124.Персиков Э.С., Бухтияров П.Г. Обобщенные закономерности динамических свойств магм (вязкость, диффузия воды) // Вестник СПб. унив-та. 2013. Сер. 7. Вып. 3. С. 50–64.Персиков Э.С. Взаимосвязь относительной распространенности в земной коре интрузивных и эффузивных пород в ряду кислые–основные с закономерностями вязкости магм // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 5–6. С. 725–733.Поляков А.Ю., Кирюхин А.В. Магматическая активность Мутновского вулкана в 2009–2024 г. // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием “Геотермальная вулканология, гидрогеология, геология нефти и газа” (Geothermal Volcanology Workshop 2024, 2–8 сентября 2024 г.). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2024. С. 16–19.Пономарева В.В., Цюрупа А.А. О протяженных потоках жидкой кислой лавы на вулкане Крашенинникова // Вулканология и сейсмология. 1985. № 3. С. 85–92.Селянгин О.Б. Мутновский вулкан, Камчатка: новые данные о структуре, эволюции и прогноз активности// Вулканология и сейсмология. 1993. № 1. С. 17–30.Akasaka C., Takizawa K., Todaka N., Iwasaki O., Tezuka S., Nakanishi S., Shimizu I., Kumazaki N. Restoration from a Large Scale Steam Explosion at the Well Site of the Onikobe Geothermal Power Station // Proceedings World Geothermal Congress (Melbourne, Australia, April 19–25, 2015). 2015.Browne P.R.L., Lawless J.V. Characteristics of hydrothermal eruptions, with examples from New Zealand and elsewhere // Earth-Sci. Rev. 2001. V. 52. P. 299–331.Eichelberger J., Kiryukhin A., Mollo S. et al. Exploring and modeling the magma–hydrothermal regime // Geosciences (Switzerland). 2020. V. 10. № 6. P. 1–6. DOI: 10.3390/geosciences10060234Fournier R.O. Application of Water Chemistry to Geothermal Exploration and Reservoir Engineering // Geothermal Systems. Principle and Case Histories / Eds L. Rybach, L.J.P. Muffler. N. Y.: J. Wiley, 1981. Р. 109–143.Friðleifsson G, Pálsson B., Albertsson A., Stefánsson B., Gunnlaugsson E., Ketilsson J., Gíslason P. IDDP-1 Drilled Into Magma – World’s First Magma-EGS System Created // Proceedings World Geothermal Congress (Melbourne, Australia, April 19–25, 2015). 2015.Gudmundsson A. How local stresses control magma-chamber ruptures, dyke injections, and eruptions in composite volcanoes // Earth-Sci. Rev. 2006. V. 79. P. 1–31.Gudmundsson A. The propagation paths of fluid-driven fractures in layered and faulted rocks // Geological Magazine. 2022. V. 159. P. 1978–2001. https://doi.org/10.1017/S0016756822000826Kiryukhin A.V. High Temperature Fluid Flows in the Mutnovsky Hydrothermal System, Kamchatka // Geothermics. 1993. V. 23. № 1. P. 49–64.Kiryukhin A.V. Modeling Studies: The Dachny Geothermal Reservoir, Kamchatka, Russia // Geothermics. 1996. V. 25. № 1. Р. 63–90.Kiryukhin A., Lavrushin V., Kiryukhin P., Voronin P. Geofluid systems of Koryaksky-Avachinsky volcanoes (Kamchatka, Russia) // Geofluids. 2017. 4279652.Kiryukhin A.V., Polyakov A.Y., Usacheva O.O., Kiryu- khin P.A. Thermal-Permeability Structure and Recharge Conditions of the Mutnovsky High Temperature Geothermal Field (Kamchatka, Russia) // J. of Volcanology and Geothermal Res. 2018. V. 356. P. 36–55.Kiryukhin A., Chernykh E., Polyakov A., Solomatin A. Magma Fracking Beneath Active Volcanoes Based on Seismic Data and Hydrothermal Activity Observations // Geosciences. 2020. V. 10(2). № 52. 10020052.Kiryukhin A.V., Polyakov A.Y., Voronin P.O., Zhuravlev N.B., Usacheva O.O., Solomatin A.V. Magma Fracking and Production Reservoirs Beneath and Adjacent to Mutnovsky Volcano Based on Seismic Data and Hydrothermal Activity // Geothermics. 2022. V. 105. 102474.Kiryukhin A.V., Bergal-Kuvikas O.V., Lemzikov M.V. Magmatic activity of Klyuchevskoy volcano triggering eruptions of Bezymianny volcano based on seismological and petrological data // Journal of Volcanology and Geothermal Res. 2023. V. 442. 107892.Sergeeva A.V., Rychagov S.N., Kravchenko O.V., Sandimirova E.I., Nazarova M.A., Kartasheva E.V., Kuzmina A.A. Mineral and Geochemical Features of Zeolite-Siliceous Deposits at the Pauzhetka Geothermal Field, Southern Kamchatka // Journal of Volcanology and Seismology. 2024. V. 18. № 1. С. 32–47.Simon A., Yogodzinski G.M., Robertson K., Smith E., Selyangin O., Kiryukhin A., Mulcahy S.R., Walker J.D. Evolution and Genesis of Volcanic Rocks from Mutnovsky Volcano, Kamchatka // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2014. V. 286. P. 116–137.Stefansson V. The Krafla geothermal field, North-Eastern Iceland // Geothermal Systems: Principles and Case Histories // Eds L. Rybach, L.J.P. Muffler, N. Y.: Pergamon Press, 1981. P. 271–294.