Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesVestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук0869-7698The Russian Academy of Sciences69877110.7868/S3034530825050057Earth and Environment SciencesНауки о Земле и окружающей средеResearch ArticleGeochemical characteristics of the Byssa thermal deposit (Far East, Russia)Геохимическая характеристика термального месторождения Бысса (Дальний Восток, Россия)https://orcid.org/0000-0002-8793-4871PavlovA. AПавловА. А

Junior Researcher, Graduate Student

младший научный сотрудник, аспирант

Andreypavlov792@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3280-716XBraginI. VБрагинИ. В

Candidate of Sciences in Geology and Mineralogy, Senior Researcher

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

bragin_ivan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6020-9277ChelnokovG. AЧелноковГ. А

Candidate of Sciences in Geology and Mineralogy, Leading Researcher

кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник

geowater@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0855-3385KharitonovaN. AХаритоноваН. А

Doctor of Sciences in Geology and Mineralogy, Chief Researcher

доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник

tchenat@mail.ruFar East Geological Institute, FEB RASДальневосточный геологический институт ДВО РАНGeological Institute, RASГеологический институт РАН151120255NO5 (2025)№5 (2025)677716122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-7698/article/view/698771

The paper presents new and original data on geochemistry and formation conditions of low-enthalpy thermal water occurring in non-volcanic area of the Russian Far East. Geological and structural settings had been discussed in the scope of creating hydrological conditions to deep penetration into the lithosphere and heating up via local geothermal gradient. Studied water is characterized with Na–Cl–HCO3 composition, low TDS (0,28 g/L), high concentrations of silicon and fluoride as well as Li, B, Si, Ga, Ge, Rb, Sr, Cs, Mo and W. REE patterns show conditions of formation of thermal waters of the Byssa deposit.

В статье представлены новые и оригинальные данные по геохимии и условиям формирования низкоэнтальпийных термальных вод, встречающихся в невулканической зоне Дальнего Востока России. Геологические и структурные условия были рассмотрены в контексте создания гидрологических условий для глубокого проникновения в литосферу и нагрева через локальный геотермический градиент. Изучаемая вода характеризуется составом Na–Cl–HCO3, низкой минерализацией (0,28 г/л), высокими концентрациями кремния и фтора, а также Li, B, Si, Ga, Ge, Rb, Sr, Cs, Mo и W. Спектры распределения редкоземельных элементов также показывают условия формирования термальных вод месторождения Бысса.

thermal watershydrogeochemistryrare earth elementsByssaRussian Far Eastтермальные водыгидрогеохимияредкоземельные элементыБыссаДальний Восток РоссииThe work has been completed within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of Russia for the Far East Geological Institute, FEB RAS.Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования России для ДВГИ ДВО РАН.Чудаев О.В., Челноков Г.А., Брагин И.В., Харитонова Н.А., Рычагов С.Н., Нуждаев А.А., Нуждаев И.А. Геохимические особенности поведения основных и редкоземельных элементов в Паратунской и Большебанной гидротермальных системах Камчатки // Тихоокеанская геология. 2016. Т. 35 (6). С. 102–119.Chudaev O.V., Chelnokov G.A., Bragin I.V., Kharitonova N.A., Rychagov S.N., Nuzhdaev A.A., Nuzhdaev I.A. Geochemical features of major and rare-earth element behavior in the Paratunka and Bol’shebannyi hydrothermal systems of Kamchatka Russ. J. Pac. Geol. 2016;10:458–475.Иванов В.В. Гидротермальные системы современных вулканических районов Камчатки и Курильских островов // Труды Лаборатории вулканологии АН СССР. 1956. Т. 12. С. 197–217.Ivanov V.V. Hydrothermal systems of modern volcanic areas of Kamchatka and Kuril islands. Trudy Laboratorii Vulkanologii Acadevii Nauk SSSR. 1956;12:197–217. (In Russ.).Bragin I.V., Chelnokov G.A., Chudaev O.V., Kharitonova N.A., Vysotskiy S.V. Geochemistry of thermal waters of continental margin of Far East of Russia // Aсtа Geol. Sin. 2016. Vol. 90. P. 276–284.Челноков Г.А., Калитина Е.Г., Брагин И.В., Харитонова Н.А. Гидрогеохимия и генезис термальных вод источника Горячий Ключ, Приморье (Дальний Восток России) // Тихоокеанская геология. 2014. Т. 32, № 6. С. 99–110.Chelnokov G.A., Kalitina E.G., Bragin I.V., Kharitonova N.A. Hydrochemistry and genesis of thermal waters of the Goryachii Klyuch spring in Primorskii Krai (Far East of Russia). Russian Journal of Pacific Geology. 2014;8(6):475–488.Chelnokov G., Bragin I., Kharitonova N., Alexandrov I., Ivin V., Chelnokova B. Geochemistry and conditions of the formation of the Ulsk thermal spring (coasts of the Sea of Okhotsk, Khabarovsk krai) // Russian Journal of Pacific Geology. 2019. Vol. 13. P. 163–175.Харитонова Н.А., Лямина Л.А., Брагин И.В., Карабцов А.А., Тарасенко И.А., Челноков Г.А., Накамура Х., Ивамори Х. Химический и изотопный состав азотных термальных вод месторождения Кульдур (ЕАО, Россия) // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2020. № 5. С. 77–91.Kharitonova N.A., Lyamina L.A., Bragin I.V., Karabtsov A.A., Tarasenko I.A., Chelnokov G.A., Nakamura H., Iwamori H. The chemical and isotope composition of nitrogen thermal groundwaters of the Kuldur spa (Jewish Autonomous Region, Russia). Moscow University Geology Bulletin. 2020;75(6):621–635.Кулаков В.В. Геохимия подземных вод Приамурья. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 2011. 254 с.Kulakov V.V. Geochemistry of groundwater of the Amur region. Khabarovsk: IWEP FEB RAS; 2011. 254 p. (In Russ.).Андреев А.И. Отчет о результатах детальной разведки Бысского месторождения термоминеральных вод с подсчетом эксплуатационных запасов по состоянию на 10.03.1993 г. 1993.Andreev A.I. Report on the results of detailed exploration of the Byssa field of thermal mineral waters with the calculation of operational reserves as of 10.03.1993. 1993. (In Russ.).Батюков С.И., Чаплыгина Л.И., Артеменко Е.Г. Отчет о генеральных поисках гидротерм в восточной части зоны БАМ в 1979–80 гг. Хабаровск, 1980.Batyukov S.I., Chaplygina L.I., Artemenko E.G. Report on general searches for hydrotherms in the eastern part of the BAM zone in 1979–80. Khabarovsk; 1980. (In Russ).Гильманова Г.З., Забродин В.Ю., Рыбас О.В. Разломная тектоника материковой части Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2015. 126 с.Gil’manova G.Z., Zabrodin V.Y., Rybas O.V. Fault Tectonics of the Continental Part of the Russian Far East. Vladivostok: Dal’nauka; 2015. 126 p. (In Russ.).Термальные источники. URL: https://thermalsprings.ru/ (дата обращения: 28.06.2025).Thermal springs. (In Russ.). URL: https://thermalsprings.ru/ (date of access: 28.06.2025).Bragin I.V., Chelnokov G.A., Kharitonova N.A., Veldemar A.A., Pavlov A.A. Rare-earth elements and isotopic geochemistry of thermal waters of the Okhotsk sea shore, Far East of Russia // IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2020. Vol. 467. 012092. https://doi.org/10.1088/1755-1315/467/1/012092Челноков Г.А., Харитонова Н.А., Брагин И.В., Асеева А.В., Бушкарева К.Ю., Лямина Л.А. Геохимия редкоземельных элементов в водах и вторичных минеральных отложениях термальных источников Камчатки // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2020. № 1. С. 88–96.Chelnokov G.A., Kharitonova N.A., Bragin I.V., Aseeva A.V., Bushkareva K.Yu., Liamina L.A. The geochemistry of rare earth elements in natural waters and secondary mineral sediments of thermal fields of Kamchatka. Moscow University Geology Bulletin. 2020;75(2):196–204.Чудаев О.В., Харитонова Н.А., Челноков Г.А., Брагин И.В., Калитина Е.Г. Геохимические особенности поведения редкоземельных элементов в водах Дальнего Востока России в условиях природных и антропогенных аномалий. Владивосток: Дальнаука, 2017. 152 с.Chudaev O.V., Kharitonova N.A., Chelnokov G.A., Bragin I.V., Kalitina E.G. Geochemical features of the behavior of rare-earth elements in waters of the Russian Far East under conditions of natural and anthropogenic anomalies. Vladivostok: Dal’nauka; 2017 152 p. (In Russ.).Чудаев О.В., Челноков Г.А., Брагин И.В., Харитонова Н.А., Блохин М.Г., Александров И.А. Фракционирование редкоземельных элементов в реках Восточного и Южного Сихотэ-Алиня в условиях природных и антропогенных аномалий // Тихоокеанская геология. 2015. Т. 34 (6). С. 34–44.Chudaev O.V., Chelnokov G.A., Bragin I.V., Kharitonova N.A., Blokhin M.G., Aleksandrov I.A. REE fractionation in the rivers of eastern and southern Sikhote Alin with natural and anthropogenic anomalies. Russian Journal of Pacific Geology. 2015;9(6):428–438.Харитонова Н.А., Вах Е.А., Челноков Г.А., Чудаев О.В., Александров И.А., Брагин И.В. Геохимия редкоземельных элементов в подземных водах Сихотэ-Алинской складчатой области (Дальний Восток России) // Тихоокеанская геология. 2016. Т. 35 (2). С. 68–82.Kharitonova N.A., Vakh E.A., Chelnokov G.A., Chudaev O.V., Aleksandrov I.A., Bragin I.V. REE geochemistry in groundwater of the Sikhote Alin fold region (Russian Far East). Russian Journal of Pacific Geology. 2016;10(2):141–154.Еловский Е.В. Математическое устранение спектральных помех при прямом определении редкоземельных элементов в природных водах методом квадрупольной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Журнал аналитической химии. 2015. Т. 70 (14). С. 1654–1663.Elovskiy E.V. Mathematical elimination of spectral interferences in the direct determination of rare-earth elements in natural waters by inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometry. Journal of Analytical Chemistry. 2015;70(14):1654–1663. (In Russ.).Fournier R.O. Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems // Geothermics. 1977. Vol. 5. P. 41–50.Michard A. Rare earth element systematics in hydrothermal fluids // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1989. Vol. 53. P. 745–750.Moller P. The behavior of REE and Y in water-rock interactions // Water-Rock Interaction. Proceedings of the 10th International Symposium. 2001. Vol. 2. P. 989–992.Sholkovitz E.R. The aquatic chemistry of rare earth elements in rivers and estuaries // Aquatic Geochemistry. 1995. Vol. 1 (1). P. 1–34.Wood S.A. The aqueous geochemistry of the rare-earth elements and yttrium. 1. Review of available low-temperature data for inorganic complexes and the inorganic REE speciation of natural waters // Chemical Geology. 1990. Vol. 82. P. 159–186.