ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА
Геотермия Курил по Барабанову Л.Н.
Содержание
Введение
Глава 1. Очерк природных условий
1. Рельеф
2. Климат
Элементы климата
Погодные условия
3. Геологическое строение
Стратиграфия
Тектоника
История геологического развития
Строение земной коры
Сейсмологические данные
Гравитационное поле
Магнитное поле
Тепловой поток
Сейсмичность и цунами
Глава II Гидрогеология и геохимия вулканических гидротерм
1. Общие черты гидрогеологии островной дуги
2. Характеристика термальных полей и термопроявлений действующих вулканов
Остров Атласова (Алаид)
Остров Парамушир
Вулкан Эбеко
Остров Шиашкотан
Вулкан Кунтоминтар
Грунтовые и поверхностные воды
Остров Чиринкотан
Остров Ловушки
Остров Райкоке
Остров Расшуа
Острова Ушишир
Остров Кетой
Вулкан Пик Палласа
Вулкан Кетой
Остров Симушир
Остров Чирпой
Остров Уруп
Вулкан Трезубец
Вулкан Берга
Остров Итуруп
Вулканы Чирип и Богдана Хмельницкого
Вулкан Барансккого
Остров Кунашир
Вулкан Менделеева
3. Химический состав и закономерности распространения термальных вод.
Глава 3. Разведка и практическое использование.
1. Гидротермальные системы.
2. О геоисторической эволюции гидротермальных систем.
3. Режим геотермальных месторождений.
4. Геотермальные ресурсы территории.
5. Бальнеологические ресурсы.
Заключение
Литература.
Курильская островная дуга, расположенная в зоне перехода от континента к океану, характеризуется высокой интенсивностью магматизма, тектонических движений и осадконакопления. Развитие этих процессов определяет формирование и деятельность гидротерм, большей частью пространственно и генетически связанных с очагами крупных и активных вулканов. Систематические исследования на Курилах, за последние 30 лет, показали, что вулканические термопроявления отражают современный гидротермальный процесс в земной коре.
Рис. 1. Космический снимок Курильской островной дуги
Изучение гидротерм Курильских островов сначала приняло гидрогеологическое направление. Более или менее полные исследования термальных и минеральных источников Курильских островов в предшествующие годы были проведены в 1953-1954гг Ивановым В.В. (1955, 1965). Сводка о минеральных водах была подготовлена Стыриковичем и др. (1964) в связи с геологической съёмкой территории. Многие минеральные источники охарактеризованы в диссертации Толстихина О.Н. (1957).
Термальным водам, преимущественно северных и средних Курильских островов, уделялось внимание при вулканических исследованиях во время рейсов с Камчатки шхуны «Геолог». В этих рейсах участвовали Мархинин Е. К. и Стратула Д.С., которые обобщили исследования 1959-1963 гг. в виде отчёта (1964). Частично эти материалы опубликованы (Мархинин, Стратула, 1964, 1966) и готовятся сейчас к печати (Мархинин, 1975). Химические анализы вод опубликованы в качестве приложения к одной из работ Мархинина Е.К..
С расширением и углублением исследований гидротермальная деятельность стала изучаться в целях решения не только проблем гидрогеологии вулканических районов, но и геологических и вулканологических задач.
В 1957-1961 гг. исследования современного поствулканического процесса проводил ЗЕленов К.К. (1972 и др.) на крупных островах Парамушир, Симушир. Итуруп и Кунашир. Работа эта посвящена миграции основных компонентов осадочных руд: Al, Fe и Mn. В отношении Ti работа была продолжена Никитной Л.П. (1970) на вулкане Эбеко.
В 1960-1964 гг. Сидоров С.С. (1965 и др.) проводил геохимические исследования Курильских гидротерм, большей частью совместно с Вороновой Л.Г. (Воронова, Сидоров, 1965, 1966). Ими были изучены термы хребтов Вернадского и Карпинского на о. Парамушир и термы о. Кунашир. Работы Сидорова С.С. отличаются критическим пересмотром материалов предшествующих исследований с чёткой систематизацией данных по времени. Геологическая деятельность терм вскрывается на примере ряда процессов: алунитизации пород (сидоров, 1967), выноса и отложения Fe и Al, накопление вулканической серы. В своей диссертации Сидоров С.С. (1965) доказывает возможность прогнозирования вулканических извержений по изменению таких признаков, как увеличение SO2 и HCl в газах, а также увеличение Cl- и К+ в термах.
В последнее десятилетие наибольшее внимание уделялось гидротермам крупных островов: Парамушира, Итурупа и Кунашира. Они посещаются ежегодно многими гидрогеологами и геохимиками. Публикации о парогидротермах довольно многочисленные.
В целом существенный вклад в знания о термальных водах Курильских островов внесли: Аверьев В.В., Альбинский Н.В., Арсанова Г.И., Виноградов В.И., Власов Г.М., Воронова Л.Г., Голубовский М.Б., Дуничев В.М., Желубовский Ю.С., Зеленов К.К., Зотов А.В., Иванов В.В., Канакина М.А., Мархинин Е.К.. Набоко С.И., Нехорошев А.С., Никитина Л.П., Ризнич И.И., Сидоров С.С., Скрипко К.А., Стырикович Б.В.. Суриков С.Н.. Сурнина Л.В.. Ткаченко Р.И., Толстихин О.Н., Храмова Г.Г.
Мы считаем возможным ограничиться данным кратким обзором и перечислением фамилий исследователей. Ибо многие вопросы со ссылками на литературу и рукописи разбираются в отчёте. Кроме того, довольно полные обзоры предшествующих исследований терм опубликованы в книгах под редакцией Власова Г.М. «Вулканические серные месторождения …» (1971). Борисовых О.Г. и В.Н. (1974), Басова Е.А. и Сурикова С.Н. (1975). В этих обобщающих трудах приводятся общерегиональные классификации вулканических газо-гидротерм, которые могут быть конкретизированы для отдельных вулканических областей или районов.
Постоянные наблюдения за вулканическими газопаровыми струями (фумаролами) и термальными источниками были начаты в 1971г. на о. Кунашир. С этой целью Сахалинским КНИИ ДВНЦ АН СССР был организован в г. Южно-Курильске гидрогеохимический стационар под руководством доктора геол.-мин. наук Мархинина Е.К. К настоящему времени этот стационар переведён в Институт вулканологии.
В настоящем отчёте изложены результаты исследований, которые проводились Институтом вулканологии в 1970 г. на средних Курилах и были продолжены в 1971 г. на северных и южных Курилах. В первый год полевые работы были организованы доктором геол.-мин. наук Зеленовым К.К. на базе рыболовного судна «Амбон», плавание оторого продолжалось с 20 июля по 25 сентября и охватило Большую Курильскую дугу от Урупа до Шикотана. Команда судна состояла из 12 человек во главе с капитаном Русиновым Ю.Н.
Научные силы экспедиции распределились следующим образом. Геологические наблюдения, целью которых было изучение на островах вулканических пород основного состава и интрузивных кислых пород, вели Рудич К.Н., Флёров Г.Б., Сапожников Е.А. и научный сотрудник Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского АН СССР Балашов Ю.А. Изучение вулканических газов и, в частности, их радиоактивности, проводил Чирков А.М. Исследование парогидротерм и минеральных источников проводили Барабанов Л.Н. и прикомандированный химик из МГУ Таран Ю.А. Техническую помощь оказывал архитектор из Петропавловска-Камчатского Воронежский В.С. временно нанятый в качестве матроса. Общее руководство всей экспедицией принял на себя Зеленов К.К., который участвовал в нескольких геологических и гидрогеохимических маршрутах.
В 1971 г. исследования вулканических паровых струй и гидротерм были продолжены на крупных островах Парамушир, Итуруп и Кунашир Барабановым Л.Н. и Тараном Ю.А., а геологические работы (Флёров Г.Б.) – на Шикотане. На Кунашире большое внимание было уделено изучению парогидротермального месторождения Горячий Пляж в связи с началом второго этапа его разведки (рис.2)
Рис. 2. Обзорная карта термопроявлений на вулканах и в вулканических районах Курильских островов, исследованных в 1970-1971 гг.
1 – фумарола (газопаровая струя); 2 – сольфатара; 3 – выход газа; 4 – источник: а) парящий, б) термальный, в) холодный: 5 – источник с минеральным осадком; 6 – воронка с термальной водой; 7 – грязевый котёл; 8 – кратерное озеро: а) тёплое, б) холодное; 9 – вулканический возгон; 10 – месторождение парогидротерм : а) неразведанное, б) разведанное скважинами; 11 – пункт опробования морских вод; 12 – номера объектов исследования:
В 1970г.
1-5 – морские воды у островов Ловушек;
6-43 – паровые струи и гидротермы вулканов Берга и Колокол на о-ве Уруп;
44-48 – газопаровые струи вулканов Чёрного и Сноу на о-ве Чирпой;
49-59 – термы кальдеры Заварицкого на о-ве Симушир;
60-72, 78-87 – паровые струи и гидротермы вулканов Пика Палласа и Кетой на о-ве Кетой;
73-77 – сольфатары и термы вулкана Ушишир на о-ве Янкича;
88-89 – термальные источники ванны Сноу на о-ве Расшуа;
90-118 – газопаровые струи, сольфатары, термы, озёра и ручьи вулкана Кунтоминтар и морского побережья на острове Шиашкотан;
119-120 – источники вулкана Раайкоке на одноимённом острове;
121-128 – термопроявления вулкана Чиринкотан на одноимённом острове;
В 1971 г.:
137-161 – газопаровые струи, сольфатары и термальные источники вулкана Эбеко на о-ве Парамушир;
162-202, 276-300 – термальные источники Столбовские и Третьяковские, фумарольные поля и термы вулкана Менделеева, месторождение парогидротерм Горячий Пляж на острове Кунашир;
203-216, 241-242 – термальные источники вулкана Чирип и Рейдовские на о-ве Итуруп.
Работы на Кунашире велись нами совместно с сотрудниками Института вулканологии Трухиным Ю.П., Петровой В.В и Шуваловым Р.А., изучавшими процессы вторичного минералообразования в районах действующих вулканов.
В 1972 г. при извержении вулкана Алаид одноименный остров был посещн нами лишь в течение двух дней.
Наши исследования носили эпизодический характер, и их ценность состоит, пожалуй, в том, что ими охвачено в короткий срок большое число термальных источиков и других вулканических термопроявлений.
В программе работ был намечен широкий круг подлежащих разрешению научных задач. К ним относилась, прежде всего, такая простая задача, как пополнение и детализация наших знаний о термальных и минеральных источниках. Второй основной задачей являлось, в соответствии с названием темы, сопоставление данных обследования гидротерм в разные годы, с тем, чтобы можно было сделаьб выводы о термальной активности вулканов во времени. В-третьих, исследования были направлены на изучение геохимической роли гидротерм в сносе элементов группы железа в бассейны седиментации. Четвёртой задачей исследований являлось обобщение материалов, включая и некоторые данные других исследователей, с целью гидрогеохимической типизации терм и установления принципов их горизонтальной и вертикальной зональности. Для классификации терм использованы общепринятые критерии и принципы, основанные на изучении основного ионного и газового состава термальных вод. Оценка степени насыщения вод отдельными компонентами и соединениями в связи с изменением геохимических и термодинамических условий среды позволила наметить пути установления гидрогеохимической зональности недр вулканических районов.
Наконец, пятой задачей исследований являлась оценка геотермальных ресурсов Большой островной ряды в связи с их возможным теплоэнергетическим использованием.
Большая протяженность и фрагментарность островной территории и многообразие научных задач, естественно, привели к тому, что данный отчёт написан с большим трудом. Это лишний раз говорит о том, что научные работы должны быть целенаправленными и углубленными. При широком региональном охвате материала данная работа носит, в основном, фактологический характер и не может претендовать на достаточно глубокий анализ современного гидротермального процесса. Она касается лишь отдельных сторон проявления и деятельности вулканических гидротерм.