КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРУПНЫХ УНИКАЛЬНЫХ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМ, ИСТОЧНИКИ ТЕПЛА И МЕТАЛЛОНОСНЫХ ФЛЮИДОВ

Отчет включает: 115 страниц, 34 иллюстрации, 10 таблиц, 208 литературных источников. Ключевые слова: ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ, ФЛЮИДОПРОВОДЯЩИЕ СТРУКТУРЫ, МАГМАТИЧЕСКИЕ ЛЕТУЧИЕ, МЕТАЛЛОНОСНЫЕ РАСТВОРЫ. Объектами исследований являются: современные гидротермальные системы и геотермальные месторождения Камчатки и Курильских островов. Цель работы: получение комплексных геолого-геофизических и геохимических характеристик зон разгрузки парогидротерм и глубинного (флюидного) питания крупнейших гидротермальных систем Курило-Камчатской островной дуги, определение роли гидротермальных систем в рециклинге летучих компонентов и химической эрозии земной коры. Отчет состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных (литературных) источников и списка научных публикаций 2022 г. по теме отчета. Во Введении показана актуальность, научная новизна и большая практическая значимость исследования строения зон питания и разгрузки парогидротерм в геотермальных месторождениях, изучения условий формирования термальных вод и минерализации различного типа в областях разгрузки щелочных и кислых растворов. В разделе 1 на основании многолетних исследований построены карты аномалий магнитного поля ΔTа для крупных геотермальных систем Паужетского (Паужетско-Камбально-Кошелевского) района Камчатки: Нижне-Кошелевского и Паужетского геотермальных месторождений и южной группы термальных полей Камбального вулканического хребта. Показано, что магнитные поля имеют как общие характеристики, так и индивидуальные особенности для каждого объекта исследований. В целом, образование отрицательных аномалий магнитных полей обусловлено единым, гидротермально-метасоматическим, процессом, но характеризующимся различными физико-химическими параметрами и протекающим в разных геолого-гидрогеологических структурах. В разделе 2 получены уникальные данные о современном минералообразовании в Паужетской геотермальной системе (Южная Камчатка). В аргиллизированных отложениях Восточно–Паужетского термального поля выявлена зона интенсивной цеолитизации, которая представлена средне– и высококремнистыми кальциевыми разновидностями цеолитов − ломонтитом, морденитом, гейландитом–Ca и стильбитом–Ca. Цеолиты хорошо различаются как по соотношению Si и Al, входящих в каркас цеолитов, так и по содержанию внекаркасных катионов (Ca, Mg, Na, K, Sr, Ba). Показано, что образование цеолитов происходит преимущественно в нижних горизонтах гидротермальных глин и в подстилающих аргиллизированных андезитах при разгрузке глубинных щелочных хлоридно–натриевых гидротерм и смешении их с конденсатами кислого (до нейтрального) пара. Формирующаяся последовательность цеолитообразования (ломонтит → морденит → стильбит–Ca → гейландит–Ca) в зоне интенсивной разгрузки щелочных растворов в основании толщи гидротермальных глин отражает смену фаций цеолитов в глубоких горизонтах Паужетской системы. Такая корреляция представляет большой интерес: последовательная смена фаций цеолитообразования в приповерхностной зоне разгрузки гидротерм может служить критерием оценки изменения условий минералообразования в недрах длительноживущей рудообразующей гидротермальной системы. В разделе 3 приводятся новые, в том числе и впервые полученные данные по геохимии термопроявлений отдельных вулкано-гидротермальных систем Курильских островов, а именно: - Представлены новые данные о химическом и изотопном составе вулканических газов, эмиссии SO2 и почвенного CO2 действующего вулкана Эбеко (о. Парамушир). Установлены геохимические предвестники извержений: увеличение концентраций CO2, Н2, SO2, H2S, HCl; падение отношения C/S, рост температуры; утяжеление изотопов δD и δ18O в конденсатах вулканического пара; увеличение газового потока. Методом накопительной камеры впервые измерен высокий почвенный поток CO2, превышающий видимый фумарольный вынос. С помощью сканирующего УВ спектрометра ДОАС в 2020 и 2021 гг. измерен поток SO2 из активного кратера вулкана. - Впервые дается детальная характеристика химического и изотопного состава горячих ультракислых минерализованных источников привершинной части активного вулкана Эбеко (о. Парамушир, Курильские о-ва). Различия в изотопном составе и соотношениях макрокомпонентов вод источников привершинной части и северо-западного склона дают возможность предположить наличие разноуровневых водоносных горизонтов в гидротермальной системе, приуроченной к постройке вулкана Эбеко. - Представлены новые данные о химическом составе и расходе ультракислых кипящих источников “Голубые озера”, разгружающихся на юго-западном склоне вулкана Баранского (о. Итуруп). Определен общий гидротермальный сток магматических летучих Сl и S (в виде SO4). В разделе 4 показано, что на термальных полях Мутновского вулкана и Мутновского геотермального месторождения (Южная Камчатка) образуются сульфаты одно- и двухвалентных катионов (калия, натрия, бария, аммония, кальция) вследствие взаимодействия восходящего геотермального флюида с вмещающими горными породами. Особый интерес представляют минералы группы алунита, содержащие в виде примесей Ti, Co, Ni и др. элементы. Обоснован следующий вывод: учитывая кристаллохимическую гибкость и хорошую химическую стойкость минералов группы алунита, их можно рассматривать как индикаторы геохимии среды, приводящей к изменению вулканических пород. Детальный химический анализ минералов группы алунита может помочь в реконструкции геохимических условий формирования гидротермальных систем, приуроченных к активным вулканам. В Заключение к отчету сформулированы основные результаты исследований по теме.