Mineral and Geochemical Features of Zeolite-Silica Deposits of the Pauzhetka Geothermal Field (Southern Kamchatka)

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

On the Pauzhetka geothermal field the mineral deposits which are formed, when dumping thermal water of separators of wells, are allocated. Compositions, structure and geochemical properties of this precipitation on pro-deleting and in vertical slits of “raincoats” are studied. It is established that they are put X-ray amorphous mordenite – opal mixes (in the beginning dumping of thermal waters), further precipitation becomes completely siliceous. The zeolitic component of mineral deposits defines their high sorption properties in the relation of Au, Ag, Hg, As, Rb, Sr, Ba, Cs, etc. elements; in a mordenitovy matrix sulfides of iron, silver, copper are formed. It is shown that the mineral deposits which are formed on the day surface of the Pauzhetka geothermal field are the indicator of alkaline mineral- and the ore-forming processes on the lower horizons of the Pauzhetka hydrothermal system.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Sergeyeva

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: anastavalers@gmail.com
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

S. Rychagov

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: rychsn@kscnet.ru
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

O. Kravchenko

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: anastavalers@gmail.com
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

E. Sandimirova

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: anastavalers@gmail.com
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

M. Nazarova

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: anastavalers@gmail.com
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

E. Kartasheva

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: anastavalers@gmail.com
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

A. Kuzmina

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: anastavalers@gmail.com
俄罗斯联邦, bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

参考

  1. Апрелков С.Е., Ежов Б.В., Оточкин В.В., Соколков В.А. Вулкано-тектоника Южной Камчатки // Бюлл. вулканол. станций. 1979. № 57. С. 72–78.
  2. Басков Е.А., Суриков С.Н. Гидротермы Тихоокеанского сегмента Земли. М.: Недра, 1975. 172 с.
  3. Белоусов В.И. Геология геотермальных полей. М.: Наука, 1978. 176 с.
  4. Буров А.И., Козовая Т.В., Сибгатуллин А.Х. и др. Цеолитсодержащие породы Камчатки // Природные цеолиты России: геология, физико-химические свойства и применение в промышленности и охране окружающей среды. Т. 1. Новосибирск: Институт минералогии и петрографии СО РАН, 1992. С. 45–48.
  5. Геолого-геофизический атлас Курило-Камчатской островной системы / Под ред. К.Ф. Сергеева, М.Л. Красного. Л.: ВСЕГЕИ, 1987. 36 л.
  6. Долгоживущий центр эндогенной активности Южной Камчатки. М.: Наука, 1980. 172 с.
  7. Жатнуев Н.С., Миронов А.Г., Рычагов С.Н., Гунин В.И. Гидротермальные системы с паровыми резервуарами (концептуальные, экспериментальные и численные модели). Новосибирск: Наука, 1996. 184 с.
  8. Жданов С.П., Егорова Е.Н. Химия цеолитов. Л.: Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова АН СССР, 1968. 158 с.
  9. Иванов В.В. Генетическая классификация минерализованных вод земной коры // Труды ЦНИИК: Вопросы гидрогеологии минеральных вод. 1977. Т. 34. С. 3–58.
  10. Калачева Е.Г., Рычагов С.Н., Королева Г.П., Нуждаев А.А. Геохимия парогидротерм Кошелевского вулканического массива (Южная Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2016. № 3. С. 41–56.
  11. Кононов В.И. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма (рифтовых зон и островных дуг). М.: Наука, 1983. 216 с. (Труды ГИН АН СССР. Вып. 379).
  12. Коробов А.Д. Гидротермальный литогенез в областях наземного вулканизма. Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 2019. 120 с.
  13. Королева Г.П., Ломоносов И.С., Стефанов Ю.М. Золото и другие рудные элементы в гидротермальной системе // Структура гидротермальной системы. М.: Наука, 1993. С. 238–280.
  14. Манухин Ю.Ф., Павлова Л.Е. Типизация гидрогеологических структур вулканических районов Камчатки и характеристика вулканогенных бассейнов // Вулканология и сейсмология. 2011. № 3. С. 13–33.
  15. Набоко С.И. Металлоносность современных гидротерм в областях тектоно-магматической активности. М.: Наука, 1980. 198 с.
  16. Набоко С.И., Карпов Г.А., Розникова А.П. Гидротермальный метаморфизм пород и минералообразование // Паужетские горячие воды на Камчатке. М.: Наука, 1965. С. 76–118.
  17. Пампура В.Д. Геохимия гидротермальных систем областей современного вулканизма. Новосибирск: Наука, 1985. 151 с.
  18. Пампура В.Д., Сандимирова Г.П. Геохимия и изотопный состав стронция гидротермальных систем. Новосибирск: Наука, 1990. 152 с.
  19. Паужетские горячие воды на Камчатке. М.: Наука, 1965. 208 с.
  20. Прогнозная оценка рудоносности вулканогенных формаций. М.: Недра, 1977. 296 с.
  21. Рычагов С.Н. Эволюция гидротермально-магматических систем островных дуг / Автореф. дисс. … доктора геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 2003. 50 с.
  22. Рычагов С.Н., Нуждаев А.А., Степанов И.И. Ртуть как индикатор современной рудообразующей газо-гидротермальной системы (Камчатка) // Геохимия. 2014. № 2. С. 145–157.
  23. Рычагов С.Н., Сандимирова Е.И., Чернов М.С. и др. Минералообразование на Восточно-Паужетском термальном поле (Южная Камчатка) как отражение влияния глубинного щелочного флюида и эпитермальной рудообразующей системы // Геология и геофизика. 2023. Т. 64. № 2. С. 255–279. doi: 10.15372/GiG2022211
  24. Рычагов С.Н., Сергеева А.В., Чернов М.С. Минеральные ассоциации основания толщи глин как индикаторы флюидного режима Паужетской гидротермальной системы (Камчатка) // Тихоокеанская геология. 2017. Т. 36. № 6. С. 90–106.
  25. Сандимирова Е.И., Рычагов С.Н., Сергеева А.В., Чубаров В.М. Цеолитовая минерализация в аргиллизитах Восточно-Паужетского термального поля – как индикатор разгрузки щелочного флюида в современной гидротермальной системе (Южная Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2022. № 6. С. 42–62. DOI: 10.31857.S0203030622060086
  26. Сергеева А.В., Рычагов С.Н., Сандимирова Е.И. и др. Минеральный состав искусственных кремнистых отложений (“гейзеритов”) Паужетского геотермального месторождения (Южная Камчатка) // Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: Вулканизм и связанные с ним процессы. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2022. С. 154–157.
  27. Структура гидротермальной системы. М.: Наука, 1993. 298 с.
  28. Сугробов В.М. Геотермальные ресурсы Камчатки, классификация и прогнозная оценка // Изучение и использование геотермальных ресурсов в вулканических областях. М.: Наука, 1979. С. 26–35.
  29. Сугробов В.М., Карпов Г.А., Рычагов С.Н. 50 лет со дня пуска Паужетской геотермальной электрической станции // Материалы научной конференции, посвященной Дню вулканолога: Вулканизм и связанные с ним процессы. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 443–448.
  30. Феофилактов С.О., Рычагов С.Н., Букатов Ю.Ю. и др. Новые данные о строении зоны разгрузки гидротерм в районе Восточно-Паужетского термального поля (Южная Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2017. № 5. С. 36–50.
  31. Феофилактов С.О., Рычагов С.Н., Букатов Ю.Ю. и др. Строение зоны разгрузки парогидротерм Верхне-Паужетского термального поля // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 9. С. 1194–1214.
  32. Феофилактов С.О., Рычагов С.Н., Логинов В.А. и др. Глубинное строение района Паужетской гидротермальной системы (Южная Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2021. № 1. С. 40–56.
  33. Челноков Г.А., Харитонова Н.А. Углекислые минеральные воды юга Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2008. 165 с.
  34. Чудаев О.В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2003. 203 с.
  35. Campbell K.A., Guido D., Gautret P. et al. Geyserite in hot-spring siliceous sinter: window on Earths hottest terrestrial (paleo) environment and its extreme life // Earth Sci. Rev. 2015. V. 148. P. 44–64.
  36. Ellis A.J. Volcanic hydrothermal areas and the interpretation of thermal waters compositions // Bull. Volcanol. 1966. V. 29. P. 575–584.
  37. Giggenbach W.F., Garcia N.P., Londono A. et al. The chemistry of fumarolic vapor and thermal-spring disharge from the Nevado del Ruiz volcanic-magmatic-hydrothermal system, Colombia // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1990. № 42. P. 13–39.
  38. Fournier R.O. Active hydrothermal systems as analogues of fossil systems. The role of heat in the development of energy and mineral resources in the nothern Basin and Range province // Geotherm. Resour. Council Spec. Rep. 1983. V. 13. P. 263–284.
  39. Frolova J.V., Ladygin V.M., Bashina J.S. et al. Artificial Silica Deposits from Pauzhetskoe Geothermal Field: Petrophysical Properties and Possibility of Utilization (South Kamchatka, Far East, Russia) // Conference on Mineral Extraction, USA, Tucson, Arizona. 2006. 4 p.
  40. Hedenquist J.W. The thermal and geochemical structure of the Broadlands-Ohaaki geothermal system, New Zealand // Geothermics. 1990. V. 19. P. 151–185.
  41. Henley R.W., Ellis A.J. Geothermal systems, ancient and modern // Earth Sci. Rev. 1983. № 19. P. 1–50.
  42. Rychagov S.N., Boikova I.A., Kalacheva E.G. et al. Artificial Sinter Deposits of the Pauzhetsky Geothermal System // Conference on Mineral Extraction, USA, Tucson, Arizona. 2006. 4 p.
  43. Sillitoe R.H. Epithermal paleosurfaces // Mineral Deposita. 2015. V. 50. P. 767–793. doi: 10.1007/s00126- 015-0614-z
  44. White D.E., Muffler L.I.P., Truesdell A.H. Vapour – dominating hydrothermal systems compared with hot-water systems // Econ. Geology. 1971. V. 66. № 1. P. 75–97.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Schematic geological map of the Pauzhetka geothermal field (according to [Structure ..., 1993] with changes). 1 - tuffites and tuffs of the Pauzhetka suite; 2 - lava-extrusive complex of dacites and rhyolites of the Kambalny volcanic ridge; 3 - ditto, andesites and basaltic andesites; 4 - alluvial deposits; 5 - ring tectonic faults; 6 - ditto, linear; 7 - Pauzhetka graben; 8 - thermal fields (1 - South, 2 - Upper, 3 - Lower, 4 - East Pauzhetka); 9 - wells; 10 - zeolite-siliceous "cloaks".

下载 (881KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Scheme of mineral deposit sampling at well GK-3. The left fragment shows an orthophotomap of the area (compiled by M.S. Chernov) and sampling points along the strike of the “cloak”; the right fragment shows photographs of sampling points (a – under the well sump, b – under the waterfall, c – under the next bench, d – under the last large bench before the thermal water flow into the cold Bystry stream).

下载 (1MB)
索引源数据
4. Fig. 3. Photographs of mineral deposit samples from the GK-3 well, according to the location of the points in Fig. 2. a – No. 1, b – No. 2, c – No. 3-1, g – No. 3-2, d – No. 4 (upper layer of sediments at a given point), e – No. 4 (second layer of sediments from the top with organic inclusions), g – No. 4 (the same, with alternating loose and dense microlayers), h – No. 4 (lower layer – from the base of the sediments, with inclusions of sand, silt, etc.).

下载 (1MB)
索引源数据
5. Fig. 4. Diagram of the distribution of the values ​​of the main chemical components along the strike of the “mantles” of wells GK-3, R-120 and R-108, according to the data in Table 1 (values ​​No. 1–4 were used to construct graphs for well GK-3).

下载 (374KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Correlation between the position of the asymmetric stretching vibration band ν3[SiO4] and the molar fraction of silicon atoms in the averaged aluminosilicate framework.

下载 (165KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Infrared spectra of mineral deposits in the GK-3 well in 2021. a – beginning of the “cloak”, near the sump; b – 80 m from the sump; c – 110 m from the sump; d – 130 m from the beginning of the “cloak”; I – full spectrum in the range of 400–400 cm–1; II – position of the main band in the range of 950–1200 cm–1.

下载 (414KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Infrared spectra of mineral deposits in wells GK-3 (a), R-103 (b), R-120 (c), R-123 (d) R-106 (d, f). Samples from 2018.

下载 (380KB)
索引源数据
9. Fig. 8. Diffraction patterns of well GK-3 sediments based on testing results in 2021. At the discharge, near the sump (a); 80 m from the sump (b); 110 m from the sump (c); 130 m from the sump – before flowing into the Bystry Creek (d).

下载 (443KB)
索引源数据
10. Fig. 9. Structure of zeolite-siliceous sediments at the discharge of thermal waters from well GK-3. a – layering, b – globular mordenite in a siliceous mass, c – cylindrical mordenite, d – lumpy mordenite, d – acicular mordenite, e – acanthite (Ag2S) – mordenite aggregates on the surface of globular mordenite. Relief surface. BSE images.

下载 (956KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Scheme of zonality along the strike of mineral deposits of the wells of the Pauzhetka geothermal field: from the zeolite beginning to the opal end.

下载 (795KB)
索引源数据
12. Fig. 11. Scheme of polycondensation of aluminate and silicate ions with the formation of heterochains. a – schematic equation, b – formation of structural motifs of zeolites.

下载 (296KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

##common.cookie##