Geomorfologiâ i paleogeografiâGeomorfologiâ i paleogeografiâГеоморфология и палеогеография2949-17892949-1797The Russian Academy of Sciences66071910.31857/S2949178924030071PLGCWBGeomorphology of River ValleysГеоморфология речных долинResearch ArticleFormation of terraces in a river valley with active gas-hydrothermal manifestations (the Geysernaya River valley, Kamchatka Peninsula as an example)Формирование террас в долине реки с активными газогидротермальными проявлениями (на примере р. Гейзерной, п-ов Камчатка)LebedevaE. V.ЛебедеваЕ. В.
Russian Federation
Ekaterina.lebedeva@gmail.comZakharovA. L.ЗахаровА. Л.
Russian Federation
zaanleo@gmail.comKotenkovA. V.КотенковА. В.
Russian Federation
avkotenkov@yandex.ruInstitute of Geography of the RASИнститут географии РАН1510202455312314522022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2949-1789/article/view/660719

The morphology, structure and composition of sediments at low terraces which occur in the form of non-extended fragments in the Geysernaya River valley have been studied. Coarse, poorly sorted and weakly rounded debris flow material of different age generations are dominated in the sections. Layered sand and gravel deposits that accumulated under dammed reservoir conditions were exposed in some areas. Alluvial deposits are represented by thin layers of pebbles with boulders of better roundness and sorting with sand and gravel filler, underlying and/or overlying debris flow deposits. Some fragments of terrace-like surfaces are characterized by a smaller slope compared to the longitudinal profile of the river: apparently, they represent areas of former debris flow – landslide dams. Sediments of modern debris flows can be traced from 0 up to 50 m and of ancient once from 0.5 to 12 m above the river, which indicates the absence of a direct dependence of the age of sediments from the level of their occurrence. The change in loose material is due to the proximity and activity of thermal manifestations of the Geysernoe thermal field. Gas-hydrothermal processes lead to a significant transformation of the composition and properties of the analyzed sediments – mainly to their cementation, which makes it difficult to determine the time of sediment formation. The structure of the studied sections indicates the repeated occurrence of debris flows along the valley and the formation of temporary dammed reservoirs there as a result of the landslides and debris flow dams. The active supply of material from the slopes and its redeposition by debris flows causes poor rounding and sorting of sediment, and its weak disintegration. Among the rock-forming minerals of the fine sand fraction, magnetite and pyroxenes dominate with the participation of ilmenite. The light fraction is represented mainly by opal-smectite-zeolite aggregates, and to a lesser extent by geyserite. In the mineralogical spectra of sediments accumulated in dammed lake conditions, the set of secondary minerals and aggregates is expanding. In the alluvium units underlying the mudflow material there are signs of redeposition of ancient well-rounded sediments.

Изучены морфология, строение и вещественный состав отложений низких террасовых уровней в долине р. Гейзерной, которые встречаются в виде небольших фрагментов. В разрезах доминирует грубый, плохо сортированный и слабо окатанный селевый материал разных возрастных генераций. На отдельных участках вскрыты слоистые песчано-гравийные отложения, накапливавшиеся в условиях подпрудных водоемов. Аллювиальные отложения представлены незначительными по мощности прослоями галечников с валунами лучшей окатанности и сортировки с песчано-гравийным заполнителем, подстилающими и/или перекрывающими селевые отложения. Для некоторых фрагментов террасовидных поверхностей характерен меньший уклон по сравнению с продольным профилем реки: по-видимому, они являются остатками бывших селево-оползневых плотин. Осадки современных селей прослеживаются на отметках от 0 до +50 м над урезом реки, отложения древних селей сохранились в высотном интервале от 0.5 до 12 м. Это свидетельствует об отсутствии прямой зависимости возраста отложений от уровня их залегания. Выветрелость и измененность рыхлого материала обусловлена близостью и активностью термопроявлений Гейзерного термального поля. Газогидротермальные процессы приводят к значительной трансформации состава и свойств анализируемых отложений – преимущественно к их цементации. Строение изученных разрезов свидетельствует о неоднократности схода селей по долине и о периодическом возникновении там временных подпрудных водоемов в результате формирования обвально-оползневых и селевых плотин. Активное поступление материала со склонов и его переотложение селями обусловили плохую окатанность обломков и сортировку осадка, слабую дезинтеграцию материала. Среди породообразующих минералов мелкопесчаной фракции доминируют магнетит и пироксены при участии ильменита, легкая фракция представлена преимущественно опал-смектит-цеолитовыми агрегатами, в меньшей степени – гейзеритом. В минералогических спектрах отложений, накапливавшихся в условиях подпрудных озер, расширяется набор вторичных минералов и агрегатов. В подстилающих селевый материал горизонтах аллювия имеются признаки переотложения древних осадков с хорошо окатанными обломками пород и зернами минералов.

fluvial processesdebris flow formationweatheringhydrothermally altered depositssecondary (newly formed) mineralsdammed reservoirsфлювиальные процессыселеобразованиевыветриваниегидротермально-измененные отложениявторичные (новообразованные) минералыподпрудные водоемыПравительство Российской ФедерацииGovernment of the Russian FederationРоссийский научный фондRussian Science Foundation21-17-00216Ananyeva E.G. (1998). Litologo-mineralogicheskii analiz pri geomorfologicheskikh i paleogeograficheskikh issledovaniyakh (Lithological and mineralogical analysis for geomorphological and paleogeographic studies). Moscow-Smolensk: SGU (Publ.). 140 р. (in Russ.)Ананьева Э.Г. (1998). Литолого-минералогический анализ при геоморфологических и палеогеографических исследованиях. М.-Смоленск: Изд-во СГУ. 140 с.Baldina E.A., Lebedeva E.V., Anikina N.V. (2023). Activity of geomorphological processes on the slopes of river valleys in the conditions of gas-hydrothermal occurrences (based on multi-temporal images and DEM analysis). In: InterCarto.InterGIS. V. 29. P. 272–287. (in Russ.).Атлас долины реки Гейзерной в Кроноцком заповеднике. (2015). Ред. А.В. Завадская. М.: КРАСАНД. 88 с.http://dx.doi.org/10.35595/2414-9179-2023-1-29-272-287Балдина Е.А., Лебедева Е.В., Аникина Н.В. (2023). Активность геоморфологических процессов на склонах речных долин в условиях газогидротермальных проявлений (по разновременным снимкам и ЦМР). В сб.: ИнтерКарто. ИнтерГИС. Т. 29. С. 272–287. http://dx.doi.org/10.35595/2414-9179-2023-1-29-272-287Baldina E.A., Lebedeva E.V., Medvedev A.A. (2022). Technic for interpretation of archive and recent satellite images to study the slope processes dynamics in the Geysernaya River valley (Kamchatka). In: InterCarto.InterGIS. V. 28. № 1. P. 266–283. (in Russ.). http://dx.doi.org/10.35595/2414-9179-2022-1-28-266-283Балдина Е.А., Лебедева Е.В., Медведев А.А. (2022). Методика дешифрирования архивных и современных космических снимков для изучения динамики склоновых процессов в долине р. Гейзерная (Камчатка). В сб.: ИнтерКарто. ИнтерГИС. Т. 28. № 1. С. 266–283. http://dx.doi.org/10.35595/2414-9179-2022-1-28-266-283Belousov A.B., Belousova M.G. (2017). The role of landslides in the formation of geysers in the Valley of Geysers, Kamchatka. In: Materialy konferentsii “Vulkanizm i svyazannye s nim protsessy”. Petropavlovsk-Kamchatsky: IViS (Publ.). P. 155–157. (in Russ.)Белоусов А.Б., Белоусова М.Г. (2017). Роль оползней в формировании гейзеров Долины Гейзеров, Камчатка. В сб.: Материалы конференции “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС. С. 155–157.Dvigalo V.N., Melekestsev I.V. (2009). The geological and geomorphic impact of catastrophic landslides in the Geyser Valley of Kamchatka: aerial photogrammetry. J. of volcanology and seismology. V. 3. № 5. P. 24–37. https://doi.org/10.1134/S0742046309050029Геологическая 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: 10.11.2023).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. In: Selevye potoki: katastrofy, risk, prognoz, zashchita: materialy III Mezhdunarodnoi konferentsii, Yuzhno-Sakhalinsk, 22–26 sentyabrya 2014 g. Yuzhno-Sakhalinsk: Sakhalinskii filial Dal’nevostochnogo geologicheskogo instituta DVO RAN (Publ.). P. 105–108. (in Russ.)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: 10.11.2023).Eshel G., Levy G.J., Mingelgrin U., Singer M.J. (2004). Critical Evaluation of the Use of Laser Diffraction for Particle-Size Distribution Analysis. Soil Sci. Soc. Am. J. V. 68. P. 736–743. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.7360Двигало 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.Frolova Yu.V., Gvozdeva I.P., Chernov M.S., Kuznetsov N.P. (2015). Geotechnical aspects of hydrothermal transformations of tuffaceous rocks of the Valley of Geysers (Kamchatka Peninsula). Inzhenernaya geologiya. № 6. P. 30–42. (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. В сб.: 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.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. In: Geodinamicheskie protsessy i prirodnye katastrofy: tezisy dokladov III Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem. Yuzhno-Sakhalinsk: Yuzhno-Sakhalinsk: Institut morskoi geologii i geofiziki DVO RAN (Publ.). P. 186. (in Russ.)Зеркаль О.В., Гвоздева И.П., Фролова Ю.В. (2019). Развитие оползневых процессов в долине р. Гейзерной. В сб.: 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.Geologicheskaya karta. List N-57, masshtab 1:1 000 000, 3-e izdanie. (2011). (Geological map. Sheet N-57, scale 1 : 1 000 000, 3rd edition, 2011) [Electronic data]. Access way: https://vsegei.ru/ru/info/ggk_1000ns/ (access date: 10.11.2023).Колосова Г.Н., Ананьева Э.Г. (1974). Методика минералогического анализа рыхлых отложений для палеогеоморфологических построений (на примере Северо-Востока СССР). Геоморфология. № 4. C. 26–35.Geologicheskaya karta. List N-57-XXI, N-57-XXII, masshtab 1 : 200 000, 1-e izdanie. (1981). (Geological map. Sheet N-57-XXI, N-57-XXII, scale 1:200 000, 1st edition, 1981). [Electronic data]. Access way: https: //vsegei.ru/ru/info/pub_ggk200-1/ (access date: 10.11.2023).Ладыгин В.М., Фролова Ю.В., Рычагов С.Н. (2014). Преобразование эффузивных пород под воздействием кислотного выщелачивания поверхностными термальными водами (геотермальная система Баранского, о. Итуруп). Вулканология и сейсмология. № 1. С. 20–37.Kolosova G.N., Ananyeva E.G. (1974). Methods of mineralogical analysis of unconsolidated deposits for paleogeomorphological studies (with reference to the North-East of the USSR). Geomorfologiya. № 4. P. 26–35. (in Russ.)Лебедева Е.В. (2022). Влияние газогидротермальной деятельности на формирование рельефа речных долин геотермальных зон. Геоморфология. Т. 53. № 5 (спецвыпуск). С. 116–126.Ladygin V.M., Frolova Yu.V., Rychagov S.N. (2014). Transformation of effusive rocks under the influence of acid leaching by surface thermal waters (geothermal system of Baransky volcano, Iturup Is.). Vulkanologiya i seismologiya. № 1. P. 20–37. (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/S0435428120020066Lebedeva E.V. (2022). Gas-hydrothermal activities impact on the relief formation of river valleys geothermal zones. Geomorfologiya. V. 53. № 5 (Special issue). P. 116–126. https://doi.org/10.31857/S043542812205008XЛебедева Е.В., Черноморец С.С. (2023). Селевая активность и особенности селеформирования в долине р. Гейзерной (Камчатка). Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. № 3. Вып. 59. С. 5–19. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-3-59-5-19Lebedeva E.V., Baldina E.A., Medvedev A.A. (2022). Dynamics of Slope Processes in the Geysernaya River Valley (Kamchatka) According to the Interpretation Data of Multi-Temporal Space Images. Dokl. Earth Sci. V. 507 (Suppl. 1). P. 9–18. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X22601262Леонов В.Л., Гриб Е.Н., Карпов Г.А. и др. (1991). Кальдера Узон и Долина Гейзеров. В сб.: Действующие вулканы Камчатки. Т. II. М.: Наука. С. 94–141.Lebedeva E.V., Chernomorets S.S. (2023). Debris flow activity and specificity of debris flow formation in the Geysernaya River valley (Kamchatka). Vestnik KRAUNTC. Nauki o Zemle. № 3. Iss. 59. P. 5–19. (in Russ.). https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-3-59-5-19Пинегина 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.Lebedeva E.V., Sugrobov V.M., Chizhova V.P., Zavadskaya A.V. (2020). The valley of the river Geysernaya (Kamchatka): hydrothermal activity and features of relief forming. Geomorfologiya. № 2. P. 60–73. (in Russ.). https://doi.org/10.31857/S0435428120020066Сугробов В.М., Сугробова Н.Г., Дрознин В.А. и др. (2009). Жемчужина Камчатки – Долина Гейзеров. Научно-популярный очерк, путеводитель. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс. 108 с.Lebedeva E.V., Zharkov R.V. (2022). Accumulative Landforms in Valleys with Gas-Hydrothermal Occurrences (from the Example of Watercourses of Some Volcanic Massifs in the Kuril-Kamchatka Region). Dokl. Earth Sci. V. 506 (Suppl. 1). P. 7–18. https://doi.org/10.1134/S1028334X22700131Устинова Т.И. (1955). Камчатские гейзеры. М.: Географгиз. 120 с.Lebedeva E.V., Zakharov A.L., Mikhalev D.V. (2023). The Geysernaya River Alluvium (Kamchatka): Composition and Features of Formation. Dokl. Earth Sci. V. 513 (Suppl 1). P. 1–11. https://doi.org/10.1134/S1028334X23602432Фролова Ю.В., Гвоздева И.П., Чернов М.С., Кузнецов Н.П. (2015). Инженерно-геологические аспекты гидротермальных преобразований туфогенных пород Долины гейзеров (полуостров Камчатка). Инженерная геология. № 6. С. 30–42.Leonov V.L., Grib E.N., Karpov G.A. et al. (1991). Caldera Uzon and the Valley of Geysers. In: Deistvuyushchie vulkany Kamchatki (Active volcanoes of Kamchatka). V. II. Moscow: Nauka (Publ.). С. 94–141. (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. В сб.: 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.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. № 1. P. 33–44. (in Russ.)Шевченко А.В., Двигало В.Н., Свирид И.Ю. (2018). Дистанционные исследования геоморфологических процессов на вулканических объектах Камчатки. В сб.: ХХХVI Пленум ГК РАН: Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием “Геоморфология – наука ХХI века”. Барнаул: Изд-во АГУ. С. 403–410.Shevchenko A.V., Dvigalo V.N., Svirid I.Yu. (2018). Remote Studies of Geomorphological Processes at Volcanic Objects of Kamchatka. In: ХХХVI Plenum GK RAN: Vserossiiskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya s mezhdunarodnym uchastiyem “Geomorfologiya – nauka XXI veka”. Barnaul: AGU (Publ.). P. 403–410. (in Russ.)Eshel G., Levy G.J., Mingelgrin U., Singer M.J. (2004). Critical Evaluation of the Use of Laser Diffraction for Particle-Size Distribution Analysis. Soil Sci. Soc. Am. J. V. 68. P. 736–743. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.7360Sugrobov 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.)Lebedeva E.V., Baldina E.A., Medvedev A.A. (2022). Dynamics of Slope Processes in the Geysernaya River Valley (Kamchatka) According to the Interpretation Data of Multi-Temporal Space Images. Dokl. Earth Sci. V. 507 (Suppl. 1). S9–S18. http://dx.doi.org/10.1134/S1028334X22601262Ustinova T.I. (1955). Kamchatskie geizery (Kamchatka geysers). Moscow: Geografgiz (Publ.). 120 p. (in Russ.)Lebedeva E.V., Zharkov R.V. (2022). Accumulative Landforms in Valleys with Gas-Hydrothermal Occurrences (from the Example of Watercourses of Some Volcanic Massifs in the Kuril-Kamchatka Region). Dokl. Earth Sci. V. 506 (Suppl. 1). Р. 7–18. https://doi.org/10.1134/S1028334X22700131Zavadskaya A.V. (Ed.). (2015). Atlas doliny reki Geizernoi v Kronotskom zapovednike (Atlas of the valley of the River Geysernaya in Kronotsky Reserve). Moscow: KRASAND (Publ.). 88 p. (in Russ.)Lebedeva E.V., Zakharov A.L., Mikhalev D.V. (2023). The Geysernaya River Alluvium (Kamchatka): Composition and Features of Formation. Dokl. Earth Sci. V. 513 (Suppl. 1). Р. 1–11. https://doi.org/10.1134/S1028334X23602432Zerkal’ O.V., Gvozdeva I.P., Frolova Yu.V. (2019). The development of landslide processes in the valley of the river Geysernaya. In: 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.)