Geomorfologiâ i paleogeografiâGeomorfologiâ i paleogeografiâГеоморфология и палеогеография2949-17892949-1797The Russian Academy of Sciences66066910.31857/S2949178923020056ECGHJURegional geomorphologyРегиональная геоморфологияGEYSERNAYA RIVER ALLUVIUM (KAMCHATKA): COMPOSITION AND FEATURES OF FORMATION2АЛЛЮВИЙ р. ГЕЙЗЕРНОЙ (КАМЧАТКА): ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯLebedevaE. V.ЛебедеваЕ. В.Ekaterina.lebedeva@gmail.comZakharovA. L.ЗахаровА. Л.zaanleo@gmail.comMikhalevD. V.МихалёвД. В.mikhalev.dmitry@gmail.comInstitute of Geography RASИнститут географии РАНLomonosov Moscow State University, Faculty of GeographyМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет01042023542365022022025Copyright ©; 2023, Е.В. Лебедева, А.Л. Захаров, Д.В. МихалёвCopyright ©; 2023, Е.В. Лебедева, А.Л. Захаров, Д.В. Михалёв2023Е.В. Лебедева, А.Л. Захаров, Д.В. МихалёвЕ.В. Лебедева, А.Л. Захаров, Д.В. Михалёвhttps://journals.eco-vector.com/2949-1789/article/view/660669

A comprehensive compositional analysis of the alluvium from the river with active gas-hydrothermal manifestations was carried out for the first time. Geysernaya river alluvium is characterized by: poor roundness of boulders and pebbles (grades 1–2), poorly sorted fine-clastic component, abundance of rock fragments and intergrown minerals even in the fine sand fraction. All these indicate the sediment weak disintegration with significant amount of slope material in it, including redeposited by mudflows. The high content of smectite-zeolite and other newly formed (secondary) minerals aggregates (up to 70% of the light fraction 0.1–0.25 mm in size) and altered rock fragments (up to 70–80% in the pebble fraction of alluvium) indicate that a gas-hydrothermal activity significantly impact the bedrock and alluvium weathering within the thermal fields. The material accumulates predominant in the areas of: (1) active delivery of slope material (temporary dams), (2) the longitudinal profile flattening in dammed reservoirs, and (3) mudflow material removal. Formation of two dammed reservoirs over the past 15 years, as well as layers of fine sand found in the low terrace’s sediments, indicate that such short-lived basins form periodically in the Geysernaya river valley. The conditions of the fine sand deposition in sections of a single-branch channel and within dammed reservoirs are differ, which affects the heavy fraction leading minerals ratio. The well-rounded gravel and abundance of coarse sand, and their decrepit appearance indicates that, along with the processing of incoming slope and mudflow material large volumes the Geyzernaya river continues to cut in and erodes the ancient fluvial sediments.

Впервые проведен комплексный анализ вещественного состава аллювия реки с активными газогидротермальными проявлениями. Его общими чертами являются: плохая окатанность валунов и гальки (1–2 класс), слабая сортировка мелкообломочной составляющей, обилие обломков пород и сростков минералов даже во фракции тонкого песка. Все это указывает на слабую дезинтеграцию осадка и значительную долю в нем склонового материала, в том числе переотложенного селями. Большое содержание смектит-цеолитовых и иных агрегатов, состоящих из вторичных минералов (до 70% легкой фракции размерности 0.1–0.25 мм), и измененных обломков пород (до 70–80% в галечной фракции) свидетельствует о значительном влиянии газогидротермальной деятельности на переработку размываемых рекой пород, а также о вторичном выветривании аллювия в пределах термальных полей. Аккумуляция материала в русле носит фрагментарный характер и доминирует на участках: (1) активного поступления материала со склонов (временные плотины), (2) выполаживания продольного профиля в местах подпрудных водоемов и (3) выноса селевого материала. Возникновение двух подпрудных водоемов за последние 15 лет, а также находки прослоев тонкого песчаного материала в осадках низких террасовых уровней свидетельствуют о том, что для долины р. Гейзерной типично периодическое формирование подобных кратко живущих бассейнов. Условия накопления мелкопесчаных отложений на участках однорукавного русла и в пределах подпрудных водоемов различаются, что сказывается на соотношении ведущих минералов тяжелой фракции. Обилие хорошо окатанного гравия и крупного песка, выветрелый облик окатанных зерен в аллювии свидетельствуют о том, что наряду с переработкой больших объемов поступающего склонового и селевого материала, р. Гейзерная продолжает врезаться и размывает древние флювиальные осадки.

mineralogical analysisgrain morphoscopysecondary (newly formed) mineralsaccumulationweatheringgas-hydrothermal manifestationsминералогический анализморфоскопия зеренвторичные (новообразованные) минералыаккумуляциявыветриваниегазогидротермальные проявленияResearch methods were developed within the framework of the topic of state assignments of the Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences – AAAA-A19-119021990091-4 (FMGE-2019-0005), as well as the Faculty of Geography of Moscow State University by M.V. Lomonosov – No. 121051100167-1. Field and analytical works were carried out with the support of the Russian Science Foundation grant No. 21-17-00216, https://rscf.ru/project/21-17-00216/. The authors are deeply grateful to E.G. Ananyeva for her comprehensive assistance and advices during the research, to A.V. Grigoryeva for performing analytical work, to 2021 field research participants A.L. Gurinov, A.A. Medvedev and A.S. Tsyplenkov, as well as the staff of the Kronotsky Reserve for their help and support.Dvigalo V.N., Melekestsev I.V. (2009). The geological and geomorphic impact of catastrophic landslides in the Geyser Valley of Kamchatka: Aerial photogrammetryGeological and geomorphological consequences of catastrophic rockfall and rockfall – landslides processes in the Kamchatka Valley of Geysers (according to aerial photogrammetry). Vulkanologiya i seismologiya (Volcanology and Seismology). No. 5. P. 24–37. https://doi.org/10.1134/S0742046309050029 (in Russ.)Атлас долины реки Гейзерной в Кроноцком заповеднике / А.В. Завадская. (2015). М.: КРАСАНД, 88 с.Dvigalo V.N., Svirid I.Yu., Shevchenko A.V., Zharkov R.V. (2014). Monitoring and forecasting of mudflow processes in the Kamchatka Valley of Geysers based on photogrammetric studies. Selevye potoki: katastrofy, risk, prognoz, zashchita: materialy III Mezhdunarodnoi konferentsii, Yuzhno-Sakhalinsk, 22–26 sentyabrya 2014 g. (Mudflows: disasters, risk, forecast, protection: Materials III Int. conf.). Yuzhno-Sakhalinsk: Sakhalinskiy filial Dal’nevostochnogo geologicheskogo instituta DVO RAN (Sahal. Phil. Far East. Geol. Institute of FEB RAS) (Publ.), P. 105–108. (in Russ.)Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Часть 1. Обломочные и глинистые породы / А.В. Хабаков. (1962). М.: Госгеолтехиздат, 578 с.Egorova I.A. (1993). Age and paleogeography of formation of volcano-sedimentary deposits in the Uzon-Geysernaya caldera depression, Kamchatka (according to palynological data). Vulkanologiya i seismologiya (Volcanology and Seismology). No. 2. P. 27–43. (in Russ.)Воробьевский И.Б., Дрознин В.А., Фролова Н.Л., Чижова В.П. (2010). Гидрологические и рекреационные последствия катастрофического селя в Долине гейзеров (Камчатка) // Вестник Моск. ун-та. Серия 5. География. № 2. С. 46–52.Frolova Yu.V., Zerkal’ O.V., Gvozdeva I.P. (2019). The influence of hydrothermal transformations on the physicomechanical properties of tuffogenic rocks of the Valley of Geysers and their role in the formation of landslides. Geodinamicheskie protsessy i prirodnye katastrofy: tezisy dokladov III Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem. Yuzhno-Sakhalinsk: Institut morskoi geologii i geofiziki DVO RAN (Publ.), P. 186. (in Russ.)Геологическая карта. Лист N-57, масштаб 1 : 1 000 000, 3-е издание, 2011 [Электронный ресурс]. URL: https://vsegei.ru/ru/info/ggk_1000ns/ (дата обращения: 10.10.2022).Geologicheskaya karta (Geological map). Sheet N-57, scale 1 : 1,000,000, 3rd edition, 2011 [Electronic resource data]. Access way URL: https://vsegei.ru/ru/info/ggk_1000ns/ (date of access: 10.10.2022).Геологическая карта. Лист N-57-XXI, N-57-XXII, масштаб 1:200 000, 1-е издание, 1981 [Электронный ресурс]. URL: https: //vsegei.ru/ru/info/pub_ggk200-1/ (дата обращения: 10.10.2022).Geologicheskaya karta (Geological map). Sheet N-57-XXI, N-57-XXII, scale 1 : 200,000, 1st edition, 1981. [Electronic resource data]. Access way URL: https://vsegei.ru/ ru/info/pub_ggk200-1/ (date of access: 10.10.2022).Двигало В.Н., Мелекесцев И.В. (2009). Геолого-геоморфологические последствия катастрофических обвальных и обвально-оползневых процессов в Камчатской Долине Гейзеров (по данным аэрофотограмметрии) // Вулканология и сейсмология. № 5. С. 24–37.Khabakov A.V. (Ed.). (1962). Atlas tekstur i struktur osadochnykh gornykh porod. Chast’ 1. Oblomochnye i glinistye porody (Atlas of Textures and Structures of Sedimentary Rocks. Part 1. Clastic and clayey rocks.). Moscow: Gosgeoltekhizdat (Publ.), Part 1. Clastic and clayey rocks. 578 p. (in Russ.)Двигало В.Н., Свирид И.Ю., Шевченко А.В., Жарков Р.В. (2014). Мониторинг и прогноз селевых процессов в камчатской Долине гейзеров на основе фотограмметрических исследований // Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита: материалы III Международной конференции, Южно-Сахалинск, 22–26 сентября 2014 г. Южно-Сахалинск: Сахалинский филиал Дальневосточного геологического института ДВО РАН, С. 105–108.Kraevaya T.S., Braitseva O.A., Sheimovich V.C. et al. (1979). Deposits of the Quaternary calderas of Kamchatka. Vulkanologiya i seismologiya (Volcanology and Seismology). No. 4. P. 3–11. (in Russ.)Егорова И.А. (1993). Возраст и палеогеографические условия формирования вулканогенно-осадочных отложений Узон-Гейзерной кальдерной депрессии на Камчатке (по результатам палинологических исследований) // Вулканология и сейсмология. № 2. С. 27–43.Kremenetskaya T.N. (1977). Rechnye, lagunnye, ozernye otlozhenia vulkanicheskikh regionov (Kamchatka). (Fluvial, lagoonal, lacustrine deposits of volcanic regions (Kamchatka)). Moscow: Nauka (Publ.), Vol. 299. 100 p. (in Russ.)Зеркаль О.В., Гвоздева И.П., Фролова Ю.В. (2019). Развитие оползневых процессов в долине р. Гейзерной // Геодинамические процессы и природные катастрофы: тезисы докладов III Всероссийской научной конференции с международным участием, г. Южно-Сахалинск, 27–31 мая 2019 г. Южно-Сахалинск: Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, С. 138.Lebedeva E.V. (2018). Sequences of catastrophic geomorphic processes in the river valleys of volcanic regions. Geomorfologiya. No. 4. P. 36–52. (in Russ.). https://doi.org/10.7868/S0435428118040041Краевая Т.С., Брайцева О.А., Шеймович B.C. и др. (1979). Отложения четвертичных кальдер Камчатки // Вулканология и сейсмология. № 4. С. 3–11.Lebedeva E.V. (2019). Kinds of impacts of volcanic and post volcanic activity on fluvial relief. Geomorfologiya. No. 4. P. 49–66. (in Russ.). https://doi.org/10.31857/S0435-42812019449-66Кременецкая Т.Н. (1977). Речные, лагунные, озерные отложения в вулканических районах (Камчатка) // Труды ГИН АН СССР. Вып. 299. 100 с.Lebedeva E.V., Sugrobov V.M., Chizhova V.P., Zavadskaya A.V. (2020). The valley of the river Geyzernaya (Kamchatka): hydrothermal activity and features of relief forming. Geomorfologiya. No. 2. P. 60–73. (in Russ.). https://doi.org/10.31857/S0435428120020066Лебедева Е.В. (2018). Цепочки катастрофических геоморфологических процессов в речных долинах вулканических регионов // Геоморфология. № 4. С. 36–52. https://doi.org/10.7868/S0435428118040041Lebedeva E.V., Zharkov R.V. (2022). Accumulative landforms in valleys with gas-hydrothermal manifestations (the Kuril-Kamchatka region as an example). Geomorfologiya. Vol. 53. No. 1. P. 81–100. (in Russ.). https://doi.org/10.31857/S0435428122010096 (in Russ.)Лебедева Е.В. (2019). Виды воздействия вулканической деятельности на флювиальный рельеф // Геоморфология. № 4. С. 49–66. https://doi.org/10.31857/S0435-42812019449-66Leonov V.L. (2007). Geological preconditions and the possibility of forecasting a landslide that took place on 3 June 2007 in the Valley of Geysers, Kamchatka. Problemy kompleksnogo geofizicheskogo monitoringa Dal’nego Vostoka Rossii. Pervaya regional’naya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya. Petropavlovsk-Kamchatskiy: Kamchatskii filial geofizicheskoi sluzhby RAN (Publ.), P. 19–27. (in Russ.)Лебедева Е.В., Жарков Р.В. (2022). Аккумулятивные формы рельефа в долинах с газогидротермальными проявлениями (на примере водотоков ряда вулканических массивов Курило-Камчатского региона) // Геоморфология. № 1. С. 81–100. https://doi.org/10.31857/S0435428122010096Leonov V.L. (2014). The collapse and landslide that occurred on January 4, 2014 in the Valley of Geysers, Kamchatka, and their consequences. Vestnik KRAUNTS. Nauki o Zemle. No. 1. Vol. 23. P. 7–20. (in Russ.)Лебедева Е.В., Сугробов В.М., Чижова В.П., Завадская А.В. (2020). Долина р. Гейзерной (Камчатка): гидротермальная деятельность и особенности рельефообразования // Геоморфология. № 2. С. 60–73. https://doi.org/10.31857/S0435428120020066Leonov A.V. (2017). Katalog geizerov Kronotskogo zapovednika. Dolina geizerov i kal’dera vulkana Uzon: istoriya i sovremennost' (Catalog of geysers in the Kronotsky Reserve. Valley of Geysers and Uzon Volcano Caldera: Past and Present). M.: OOO Reart (Publ.), 384 p. (in Russ.)Леонов А.В. (2017). Каталог гейзеров Кроноцкого заповедника. Долина гейзеров и кальдера вулкана Узон: история и современность. М.: Изд-во ООО “Реарт”, 384 с.Leonov V.L., Grib E.N., Karpov G.A. et al. (1991). Caldera Uzon and the Valley of Geysers. Deistvuyushchie vulkany Kamchatki (Active volcanoes of Kamchatka). Iss. II. Moscow: Nauka (Publ.), P. 94–141 (in Russ.)Леонов В.Л. (2007). Геологические предпосылки и возможность прогноза оползня, произошедшего 3 июня 2007 г. в Долине гейзеров, Камчатка // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Первая региональная научно-техническая конференция. Петропавловск-Камчатский: Камчатский филиал геофизической службы РАН, С. 19–27.Pinegina T.K., Delemen’ I.F., Droznin V.A. et al. (2008). Kamchatka Valley of Geysers after the catastrophe on 3 June 2007. Vestnik DVO RAN. No. 1. P. 33–44. (in Russ.)Леонов В.Л. (2014). Обвал и оползень, произошедшие 4 января 2014 г. в Долине Гейзеров, Камчатка, и их последствия // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. Вып. 23. № 1. С. 7–20.Shevchenko A.V., Dvigalo V.N., Svirid I.Yu. (2018). Remote Studies of Geomorphological Processes at Volcanic Objects of Kamchatka. ХХХVI Plenum GK RAN: Vserossiiskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya s mezhdunarodnym uchastiem “Geomorfologiya – nauka XXI veka”. Barnaul: ASU Publishing House, P. 403–410. (in Russ.)Леонов В.Л., Гриб Е.Н., Карпов Г.А. и др. (1991). Кальдера Узон и Долина Гейзеров // Действующие вулканы Камчатки. Т. II. М.: Наука, С. 94–141.Sugrobov V.M., Sugrobova N.G., Droznin V.A. et al. (2009). Zhemchuzhina Kamchatki – Dolina Geizerov. Nauchno-populyarnyi ocherk, putevoditel' (The Pearl of Kamchatka is the Valley of Geysers. Popular science essay, guide). Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatpress (Publ.), 108 p. (in Russ.)Пинегина Т.К., Делемень И.Ф., Дрознин В.А. и др. (2008). Камчатская Долина гейзеров после катастрофы 3 июня 2007 г. // Вестник ДВО РАН. № 1. С. 33–44.Ustinova T.I. (1955). Kamchatskie geizery (Kamchatka geysers). Moscow: Geografgiz (Publ.), 120 p. (in Russ.)Сугробов В.М., Сугробова Н.Г., Дрознин В.А. и др. (2009). Жемчужина Камчатки – Долина Гейзеров. Научно-популярный очерк, путеводитель. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 108 с.Vorob’evsky I.B., Droznin V.A., Frolova N.L., Chizhova V.P. (2010). Hydrological and recreational consequences of catastrophic mudflow in the Valley of Geysers (Kamchatka). Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5. Geografiya (Bulletin of Moscow Univ. Series 5. Geography). No. 2. P. 46–52 (in Russ.)Устинова Т.И. (1955). Камчатские гейзеры. М.: Географгиз, 120 с.Zavadskaya A.V. (Ed.). (2015). Atlas doliny reki Geizernoi v Kronotskom zapovednike (Atlas of the valley of the River Geysernaya in Kronotsky Reserve). M.: KRASAND (Publ.), 88 p. (in Russ.)Фролова Ю.В., Зеркаль О.В., Гвоздева И.П. (2019). Влияние гидротермальных преобразований на физико-механические свойства туфогенных пород Долины гейзеров и их роль в формировании оползней // Геодинамические процессы и природные катастрофы: тезисы докладов III Всероссийской научной конференции с международным участием, г. Южно-Сахалинск, 27–31 мая 2019 г. Южно-Сахалинск: Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, С. 186.Zerkal’ O.V., Gvozdeva I.P., Frolova Yu.V. (2019). The development of landslide processes in the valley of the river Geysernaya. Geodinamicheskie protsessy i prirodnye katastrofy: tezisy dokladov III Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, g. Yuzhno-Sakhalinsk, 27–31 maya 2019 g. Yuzhno-Sakhalinsk: Institut morskoi geologii i geofiziki DVO RAN (Publ.), P. 138. (in Russ.)Шевченко А.В., Двигало В.Н., Свирид И.Ю. (2018). Дистанционные исследования геоморфологических процессов на вулканических объектах Камчатки // ХХХVI Пленум ГК РАН: Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием “Геоморфология – наука ХХI века”. Барнаул: Изд-во АГУ, С. 403–410.