Геохимия газогидротермальных источников вулканов Эбеко и Мутновский тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат геолого-минералогических наук Абросимова, Наталья Александровна

• Абросимова, Наталья Александровна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Абросимова, Наталья Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ состояния проблемы

1.1. Перенос химических элементов в газовой фазе по литературным данным

1.1.1. Состав сублиматов и инкрустаций

1.1.2. Состав конденсатов фумарольных газов

1.2. Перенос химических элементов водными растворами по литературным данным

ГЛАВА 2. Объект исследования

2.1. Геологическое строение вулкана Мутновский

2.2. Геологическое строение вулкана Эбеко

ГЛАВА 3. Методы исследования

3.1. Полевые исследования

3.2. Лабораторные исследования

ГЛАВА 4. Состав вулканических газов вулканов Эбеко и Мутновский

4.1. Химический состав самородной серы

4.1.1. Макро- и микроэлементный состав самородной серы

4.1.2. Минеральный состав включений в самородной сере

4.1.3. Состав водных вытяжек из самородной серы

4.2. Химический состав конденсатов парогазовой смеси серных фумарол вулканов Эбеко и Мутновский

4.3. Химический и минеральный состав современных минералов термальных площадок

ГЛАВА 5. Состав гидротермальных источников на фумарольных полях вулканов Эбеко и Мутновский

5.1. Гидрохимия гидротермальных источников вулкана Эбеко

5.2. Гидрохимия гидротермальных источников вулкана Мутновский

5.3. Химические формы нахождения элементов в растворах вулканов Эбеко и Мутновский, и

состав донных осадков котлов вулкана Эбеко

ГЛАВА 6. Анализ взаимодействия гидротермальных растворов с породами вулканических построек вулканов Эбеко и Мутновский

6.1. Состав пород изучаемых вулканов

6.1.1 Химический состав и петрографические характеристики изверженных пород вулкана

Мутновский

6.1.2. Химический состав и петрографические характеристики изверженных пород вулкана Эбеко

6.2. Сравнительная характеристика химического состава растворов и вмещающих пород

вулканов Эбеко и Мутновский

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геохимия газогидротермальных источников вулканов Эбеко и Мутновский»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Перенос химических элементов газогидротермальными потоками и взаимодействие таких потоков с породами широко обсуждается в геохимической литературе (Шварцев и др., 2007; Evans et al., 2008). Взаимодействия вода-порода-газ играют важную роль в функционировании гидротермально-магматических систем (Рычагов и др., 2002; Evans et al., 2008). Данные о составах газовых потоков и растворов могут быть использованы для прогнозирования и мониторинга вулканической активности (Symonds et al., 1987; Hinsberg et al., 2010). Газовые и водные потоки играют важную роль в формировании рудных отложений, осуществляя перенос значительной части химических элементов и их соединений из магматической конвективной ячейки в гидротермальную (Набоко, 1980; Symonds et al., 1987; Hedenquist and Lowenstern 1994; Рычагов и др., 2002). Модели строения и функционирования вулкано-гидротермальных систем базируются на геохимических данных о составе горячих источников, серных фумарол и кипящих котлов, которые являются «окном» в магматическую систему (Hedenquist and Lowenstern, 1994; Бессонова, 2004; Hinsberg et al., 2010).

Активные вулканы являются очень интересными объектами. Их исследование дает уникальную возможность проследить геохимическую эволюцию растворов, поступающих из глубины на поверхность, изучить процессы взаимодействия, поднимающихся растворов с вмещающими породами и ответить на вопрос о возможных источниках химических элементов в гидротермах вулканов. На термальных полях современных вулканов активно протекают процессы взаимодействия вода-порода-газ. Растворы термальных источников и парогазовая фаза серных фумарол интенсивно изменяют вмещающие породы, что является общей чертой активных вулканов.

Состав газогидротермальных растворов в областях активного вулканизма характеризуется широкими вариациями как в содержании основных породообразующих элементов (Al, Fe, Са, Mg, Na, К), так и в содержании микроэлементов. Это проявляется на примере многих вулканических центров, демонстрирующих спектр составов вод от ультракислых до карбонат содержащих. Наблюдаемые вариации в элементном составе растворов указывают как на гомогенность/гетерогенность источников формирования этих растворов, так и на последующую эволюцию производных магматического флюида. Формирующиеся при этом разнообразные растворы отражают различные условия взаимодействия вода-порода и различия в строении подводящих каналов (Шварцев и др., 2007; Бортникова и др.. 2008).

Несмотря на большой объем существующих данных о поведении химических элементов в газовых и водных потоках, остаются малоизученными вопросы о формах миграции и источниках химических элементов. С развитием аналитических методов появляются новые возможности определения широкого круга элементов в вулканических продуктах, а с развитием геофизических методов появляются новые инструменты исследования подповерхностного пространства.

Целью работы является количественное описание геохимии процессов миграции химических элементов в водных и газовых потоках на активных вулканах.

Основные задачи исследования следующие:

1. Определить гидрохимические параметры термальных растворов в поверхностных разгрузках и состав конденсатов парогазовой смеси серных фумарол.

2. Определить химический состав вмещающих вулканогенных пород (различной степени измененное™), гидротермальных новообразований (современные минералы термальных площадок, донные осадки кипящих котлов, самородная сера).

3. Описать поведение химических элементов в процессе взаимодействия термальных растворов и газовых потоков с вмещающими породами вулканических построек вулканов.

4. На основе результатов геофизических измерений и геохимических параметров изучаемой системы построить модель, описывающую процесс миграции химических элементов в близповерхностном пространстве вулкано-гидротермальной системы.

Объектами исследования были выбраны два активных вулкана Мутновский и Эбеко, которые расположены в пределах Курило-Камчатской островной дуги. На этих вулканах хорошо проявлена активная фумарольная деятельность с мощными фумарольными полями. В пределах фумарольных полей непрерывно функционируют фумаролы, грязевые и водяные котлы. Составы растворов грязевых котлов вулкана Мутновский и конденсатов парогазовой смеси серных фумарол вулкана Эбеко отличаются от аналогичных термопроявлений на других известных вулканах мира.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положен фактический материал, собранный в результате полевых геолого-геохимических и геофизических исследований 2001-2012 гг. на вулканах Эбеко и Мутновский (с активным участием автора в последние годы). Основная часть коллекции образцов вмещающих пород изучаемых вулканов предоставлена А.Я. Шевко, М.П. Гора, Е.П. Бессоновой (ИГМ СО РАН). В ходе работ отобрано и проанализировано 154 образца твердого вещества (вмещающие породы, самородная сера, выцветы, донные осадки термальных источников и котлов) на широкий спектр элементов и 70 образцов вмещающих пород на содержание основных

породообразующих окислов. Отобрано и проанализировано 94 пробы растворов (растворы гидротерм вулканов, водные вытяжки из самородной серы, поровые воды из вещества термальных площадок, конденсаты парогазовой смеси серных фумарол) на широкий спектр элементов. По результатам анализов проведена математическая обработка и получены статистические параметры для выявления генетических связей элементов.

Методы исследования включают в себя сбор фактического материала (термальные растворы, донные осадки, выцветы, самородная сера и конденсаты парогазовой смеси серных фумарол, вулканиты различной степени измененности), анализ образцов на общий химический (потенциометрические, колориметрические и титриметрические методы), элементный (ИСП-АЭС, ИСП-МС, РФА, РФА-СИ) и минеральный состав (рентгенофазовый анализ, электронно-сканирующая микроскопия), петрографическое изучение пород, расчет химических форм нахождения элементов в растворе и донных осадках при помощи программы и базы данных \VATEQ4F, исследование строения подводящих каналов на фумарольных полях изучаемых вулканов методами вертикального электрического зондирования и электротомографии.

Научная новизна работы. Впервые для вулканов Эбеко и Мутновский:

1) в газогидротермах установлены аномально высокие концентрации Сг и

№;

2) оценена сравнительная подвижность химических элементов в процессе взаимодействия «вода-порода» на основе особенностей их распределения между растворами и вмещающими породами;

3) в самородной сере определен широкий круг химических элементов и минеральный состав ее включений;

4) показана возможность переноса БЬ, Аэ, Си, Сг, N1 в газовой фазе. Защищаемые положения.

1. Термальные источники, расположенные на ограниченной территории в переделах фумарольных полей вулкана Эбеко и фумарольного поля Донного вулкана Мутновский, имеют контрастный химический состав и физико-химические параметры. Вариации состава и параметров растворов источников определяются различными соотношениями «флюид/метеорные воды», «флюид/порода», «флюид/газ».

2. Газогидротермальные источники вулканов Мутновский и Эбеко характеризуются высоким содержанием Сг и N1 по сравнению с подобными проявлениями на других вулканах мира. Обнаруженные факты обусловлены структурными особенностями проводящих каналов, механизмами миграции флюидов и наличием дополнительного источника в недрах изучаемых вулканов.

3. На термальных полях вулканов Эбеко и Мутновский широко распространены в разной степени измененные вмещающие породы, гидротермальные новообразования. Основываясь на подвижности элементов и их распределении в различных типах твердого вещества, выделены следующие группы элементов: 1) наиболее подвижные анионогенные элементы: As, Sb, Se, I, В, Mo и некоторые металлы Ni, Cr, V; 2) подвижные элементы Al, Са, К, Na, Rb, накопление которых в растворе идет при многократной переработке вмещающих пород; 3) инертные элементы Ti, Si.

Практическая значимость работы. Выявленные закономерности распределения элементов в приповерхностных частях вулкано-гидротермальных систем могут быть использованы для установления источника рудного вещества при изучении процессов рудообразования. На основе геохимии газогидротермальных источников построена модель, которая объясняет происхождение составов поверхностных разгрузок фумарольных полей.

Личный вклад автора состоит в отборе большинства проб, проведении полевых и лабораторных измерений, подготовке проб для анализа, интерпретации полученных данных.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на Всемирном Геотермальном Конгрессе (Индонезия, 2010), XII Международном симпозиуме «Water-Rock Interaction» (Мексика, 2010), Международной геохимической конференции Goldschmidt (Чехия, 2011), Всероссийской конференции «Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами» (Томск, 2012).

По теме диссертации соискателем опубликовано 2 статьи в рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК, 1 монография и 5 статей в материалах конференций.

Структура работы.

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы составляет 143 страниц, включая 39 таблиц и 50 рисунков. Список литературы включает 108 наименований.

Благодарности.

Выражаю большую благодарность научному руководителю профессору, д.г.-м.н. Светлане Борисовне Бортниковой за постоянную помощь в работе, полезные советы и поддержку на протяжении всех этапов исследования. Благодарю зав. лабораторией № 801 ИНГГ СО РАН чл.-корр. РАН В.А. Берниковского и сотрудников лаборатории, в которой начиналось исследование. За ценные рекомендации автор признателен д.г.-м.н. O.J1. Гаськовой, д.г.-м.н. А.Е. Берниковской, к.г.-м.н. Д.А. Новикову. Автор благодарит Е.П. Бессонову, А.Я. Шевко, М.П. Гора, У.Н. Куринную за предоставленный каменный материал, без которого данная работа была бы невозможна. Благодарю С.П. Бортникову, Т.А. Котенко и JI.B. Котенко за помощь при проведении полевых работ и за предоставление

фотоматериалов. Благодарю Г.Л. Панина, Ю.Г. Карина, В.А. Белобородова, Ю.А. Манштейна за предоставление результатов геофизического исследования термальных полей. Выражаю искреннюю благодарность О.П. Саевой за помощь при анализе водных растворов, а также A.B. Еделеву, Н.В. Юркевич, Т.В. Корнеевой, А.Ю. Девятовой за ценные советы при обсуждении результатов исследования. Анализ проб был проведен при участии сотрудников ИГМ СО РАН: Ю.П. Колмогорова, к.х.н. И.В. Николаевой, к.г.-м.н. H.A. Пальчик.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ 1.1. Перенос химических элементов в газовой фазе по литературным данным

Основной состав вулканических газов всех вулканов мира состоит из одинаковых составляющих, различаются лишь их относительные количества (Ритман, 1964). В большинстве случаев преобладает водяной пар - его содержание может составлять от 5060% до ~ 100%. Помимо водяного пара, вулканические газы содержат СО2, СО, БОг, Бг, Н28, НС1, ОТ, Нг, СН4,1\ГНз, N2, Ог, Аг, Не (Giggenbach, 1975). Для вулкана Алаид максимальные содержания СО2, СО, Н2, СН4, НБ, НС1 были отмечены для высокотемпературных фумарол. С уменьшением их температуры увеличивалось содержание в них Н2О и Н28 (Меняйлов и др., 1986).

Рассчитано соотношение вода: газ: металлы для вулканических газов, оно составляет 1000:77:0.3 соответственно.

Химический состав вулканических газов зависит от:

1) состава магмы;

2) температуры газа в точке отбора и места отбора (кратер или лавовый поток, ветшеИ, 1987);

3) стадии активности вулкана. Газы эксплозивной деятельности вулканов резко отличаются по составу от газов, выделяющихся во время эффузивной деятельности. Во время извержения происходит дифференциация газов. Газы продуктов эксплозивной деятельности обогащены соединениями серы. СО2 и Н2 относительно галоидных соединений, составляющих основу фумарольных газов из продуктов эффузивной деятельности. Такая дифференциация, по мнению большинства ученых, является результатом неодинаковой растворимости газов в магматическом расплаве. Газы серы, углерода, водород - менее растворимы в магме, выделяются при вулканических извержениях в первую очередь и обогащают газы эксплозивной деятельности. Галоидные газы, относительно хорошо растворимые в магматическом расплаве, выделяются преимущественно на последних стадиях извержений и определяют состав газов из продуктов эффузивной деятельности (Меняйлов, 1969);

4) тектонической позиции вулкана. Газы вулканов островных дуг обычно обогащены Н2О и НС1, тогда как для вулканов внутриплитных «горячих точек», рифтовых зон характерны высокие содержания С02 и 80г (Макдональд, 1975);

5) подмешивания метеорных вод, морской воды и атмосферного воздуха (Макдоналд, 1975. ОеттеП, 1987).

1.1.1. Состав сублиматов и инкрустаций

О содержании химических элементов и их форм существования в газах можно судить, исследуя состав продуктов длительного взаимодействия газа с породами - инкрустаций, сублиматов и конденсатов парогазовой смеси серных фумарол совместно с термодинамическим моделированием (Stoiber and Rose, 1974; Зеленский, 2003).

Сублиматы - твердые фазы, химический состав которых определяется составом газа, из которого они непосредственно осаждаются. Осаждение происходит при снижении температуры на любой поверхности, которая не принимает участие в химических реакциях и служит инертной подложкой (Зеленский, 2003). Сублиматы образуют хорошо ограненные кристаллы, а в состав их, как правило, входят элементы, содержащиеся в породах в малых количествах.

В сублиматах различных вулканов были обнаружены оксиды, хлориды (галит, сильвин, хлорид аммония), сульфиды, иодиды, сульфосоли, сульфаты, самородные элементы (Bernard et al., 1989; Зеленский, 2003).

На вулкане Кудрявый (о. Итуруп, южные Курильские острова) среди сублиматов, на фумарольных полях в кратерной части, был найден собственный минерал элемента рения (одного из самых рассеянных в земной коре), названного рениит. Рениит является конечным членом изоморфного ряда Mo-Re сульфидов, образовавшихся в полиминеральных возгонах из газовых струй с температурами ~560-900°С. Содержание рения в конденсатах из этих струй <10 ppb (Пономарев и др., 2008). Сублиматы молибденита M0S2 и вольфрамита FeWÜ4 обычно наблюдаются в высокотемпературных (650-500°С) восстановительных газах.

Большое количество различных минералов ванадатов меди было определено в сублиматах: блоссит a-Cu^V^Oy (определен в сублиматах вулкана Исалько, Сальвадор), стойберит CU5V2O10, цизит ß-Cu2V207, фингерит Си||0г(У04)б (Robinson et al., 1987).

Ниже приведены возможные реакции образования сублиматов (Symonds et al., 1987):

1. NaCl(r) = галит.

2. КС1(г) = сильвин

3. 3FeCl2(r) + 4Н20(г)=магнетит+6НС1(г)+Н2(г).

4. FeCl2(r) + 2H2S(r)=nnpHT + 2НС1(г) + Н2(г).

5. ZnCl2(r) + H2S(r) = сфалерит + 2НС1(г).

6. Н2Мо04(г) + 2H2S(r) + Н2(г) = молибденит + 4Н20(г).

7. Сублиматы хлорида аммония NH4CI могут образовываться в результате взаимодействия гидрохлорной кислоты HCl, выделяющейся из лавы, с аммонием, поступающим из органического материала, по которому протекает лава (Stoiber and Rose, 1974).

Некоторые элементы способны замещать друг друга в сублиматах. Например, замещение осуществляется в молибдените; Ъа. —>Сс1 ; Бе " в сфалерите;

8п—>РЬ в галените (Бутопс^ ег а1., 1987).

Отложения сублиматов зональны:

В сублиматах влк. Мутновский в интервале температур 490-150°С выделено 4 зоны (Зеленский, 2003):

1. Зона окислов. Основным минералом зоны окислов является кристобалит совместно с титаномагнетитом (Ре, Тл)з04 и гематитом БегОз, в меньших количествах присутствует рутил ТЮг и фаза состава СаРеЗЮф

2. Зона простых сульфидов. В зоне простых сульфидов в относительно широком интервале температур встречается пирит. Гринокит и висмутин образует узкие области выделения с резкими границами.

3. Зона сложных сульфидов. Зона сложных сульфидов представлена, в основном, Сс1-РЬ-В1 сульфосолями различного состава при подчиненном количестве хлоридов, окислов, сульфатов и силикатов.

4. Зона мышьяковистой серы. В наиболее низкотемпературной области преобладающей фазой является рентгеноаморфная мышьяковистая сера.

В сублиматах, осажденных в кварцевых трубках, на вулкане Мерапи в интервале температур от 800°С до 500°С было обнаружено пять зон (Бушопёз е1 а1., 1987).

1. Кристобалит и магнетит (первое отложение 81, Ре, А1).

2. К-Са сульфаты, акмиг (Т^аРе^гОб]), галит, сильвин, пирит (в этой зоне

установлены максимальные концентрации для следующих элементов: Со, С1, 1Ча, К,

81, 8, Ре, Мо, Вг, А1, Шэ, Сэ, Мп, V/, Р, Са, Яе, Ай, Аи).

3. Глазерит (арЬ1:каШ) КзЫа (804)2, сфалерит, галенит, Сэ-К сульфаты.

4. К-РЬ хлориды, Ыа-К-Ие сульфаты.

5. Си, К-РЬ-сульфаты.

Инкрустации. Фумарольные инкрустации представляют собой особую совокупность минеральных фаз, сформировавшуюся в результате нескольких процессов. Инкрустации состоят как из сублиматов, так и минералов, образовавшихся в результате взаимодействия вулканических пород с фумарольными газами (Зеленский, 2003).

Анализ минеральных образований фумарольной деятельности вулканов позволяет установить значительное число новых минеральных фаз. зачастую не имеющих аналогов, как среди природных, так и искусственных соединений. Получаемая информация дает новые знания о минеральных формах концентрации химических элементов в постмагматическом процессе и может способствовать решению вопросов, связанных с проблемами

вулканогенного рудообразования рудных месторождений (Вергасова и др., 2002, Зеленский, 2003).

Были обнаружены следующие минералы, находящиеся в инкрустациях серных фумарол (Stoiber and Rose, 1974; Symonds et al., 1987; Вергасова и др. 2002; Зеленский, 2003):

1. Простые вещества: сера самородная.

2. Сульфаты: ангидрит CaSC>4, тенардит Na2SC>4, лангбейнит K2Mg2[S04]3, гипс CaS04x2H20, натроалунит (Na,K)Al3(0H)6(S04)2, англезита PbS04, алюмоключевскит КзСизА10г(804)4, влодавецит AlCa2(S04)2F2Cl><4H20, глазерит (aphtitalit) K3Na (S04)2.

3. Оксосульфаты: пийпит K4Cu402(S04)4x MeCl, федотовит K2Cu30(S04)3, камчаткит KCu30Cl(S04)2, ключевскит K3Cu3Fe3+02(S04)4.

4. Сульфиды: пирит FeS2, гринокит CdS, висмутин Bi2S3.

5. Оксиды: гематит Fe203, кристобалит Si02, магнетит Fe304.

6. Хлориды: галит NaCl, сильвин KCl, толбачит СиСЬ, лесюкит А12(0Н)5С1х2Н20.

7. Оксихлориды: меланоталлит CU2OCI2, пономаревит K4C114OCI10.

8. Сульфосоли: Cd3(Pbo,75Fe0j25)Bi,0S,8Se, Cd2Pb8Bi1|S24Se3, As3Pb3Bi2SioCl2.

9. Фториды: panbCT0HHTNa4[MgxAl(2.4)(F,0H)6]xyH20.

10. Карбонаты: хлорартинит Mg2(C03)C10Hx3H20.

11. Селениты: софит Zn2(Se03)Cl2.

12. Оксоселиниты: ильинскит NaCusChCSeCb^Ch, хлороменит NaCu502(Se03)2Cl3, георгбокиит Cu502(Se03)2Cl2.

13. Арсенаты: аларсит AlAsC>4, брадачекит NaCu4(As04)3, копарсит Cu402[(As,V)04]Cl.

14. Ванадаты: аверьевит Cu5(V04)202xnMX, ленинградит РЬСизСУС^гСЬ. Инкрустации, окружающие фумаролы, так же, как и сублиматы, химически зональны

с понижением концентрации химических элементов при увеличении расстояния от выхода. Зональность инкрустаций возникает из-за следующих факторов:

1. Неравномерность в распределении вмещающих пород;

2. Различия в направлении и скорости ветра;

3. Изменения скорости выхода газов из фумарол.

Образования инкрустаций могут быть описаны следующими реакциями (Stoiber and Rose, 1974):

При Т>330°С 2NaCl(r)+S03(r)+H20(r)~Na2S04(TB)+2HCl(r)

СиС12(г)+Н20(г)<->Си0(тв)+2НС1(г)

При Т от 150°С до 330°С 2HF(r)+CaAl2Si208+H20(r)^CaF2(TB)+Al2Si205(0H)4

H2S04(K)+CaAl2Si208+H20(r)wCaS04(TB)+Al2Si205(0H)4 При Т<150°С 6Ее304+Н2804(ж)^9Ре20з+Н20(ж)+8

СаА1281208+Н2804(ж)+ЗН20+02^Са804х2Н20+А1281206(0Н)4 В таблице 1.1 приведены обобщенные данные о зональности инкрустаций (Stoiber and Rose, 1974).

Таблица 1.1- Зональность инкрустаций вокруг серных фумарол

характеристика зоны цвет зоны ГС главные минералы второстепенные минералы

сульфатная белая 900400 тенардит N32804 лангбейнит К2М£2[804]з, глазерит (арЬМаШ) КзЫа(804)2

оксидная коричневая или черная 300 железный блеск, щербинаит У205, тенорит СиО ванадаты меди и цинка, магнетит, касситерит

галоидная белая 150250 галит, флюорит сильвин, аммонийные соли, криптогалит, гидрофилит СаСЬ

сульфатная бледно-красная или бледно-розовая 100200 ангидрит халькоцианит Си(804), англезит РЬ[804], лангбейнит К2МЕ2[804]З, тенардит №2804, глазерит (арЬ111аН1) Кз№(804)2, гематит

галоидная желтая или оранжевая <100 ральстонит Ыах[1У^хА1(2-Х) (Р,0Н)б]хуН20, хлоралюминит А1(Н20)6С1з, гематит, кристобалит лавренсит БеСЬ

гипсовая желтая и белая <100 сера, гипс, гематит галатрихит (Ре,1\^)А12[804]4х22Н20, ильземанит Мо03803х5Н20

1.1.2. Состав конденсатов фумарольных газов

Конденсаты парогазовой смеси фумарол представлены, главным образом, кислыми водами со следовыми концентрациями породо- и рудоформирующих элементов.

Источниками химических элементов в конденсатах вулканических газов являются (ОешшеП, 1987; Бушопёз е1 а1, 1991):

1. Летучие, отделяющиеся от магмы.

2. Вмещающие породы.

3. Метеорные воды.

4. Загрязнения от приборов, используемых при отборе образцов.

В таблице 1.2 приведен состав конденсатов серных фумарол в некоторых вулканических областях.

Основными формами существования и переноса химических элементов в газах являются (Бушопёз е1 а1., 1991; Рычагов и др., 2005; Зеленский, 2003):

1) хлориды (ЫаС1, КС1,1ЛС1, БгСЬ, РеС12, МпС12, №С12, В1С12, РЬС12, гпС12, СиС1, БЬСЬ, АзС1з). Из-за высокой миграционной способности хлора, высокой эффективности хлоридной экстракции металлов из алюмосиликатных расплавов, наличия у многих металлов (Аи, А1, Ре, \У и др.) химического сродства к хлору (Рычагов и др., 2005), высокой летучести хлоридов металлов, обогащенные НС1 вулканические газы благоприятны для переноса металлов из магмы (Бутопс^ е! а1., 1991). Бромиды и иодиды многих металлов также обладают высокой летучестью, но ввиду незначительных концентраций НВг и Н1 в вулканических газах преобладают хлориды (Зеленский, 2003);

2) оксихлориды (Мо02С12, Сг02С12, УОС13);

3) фториды (Б1р4);

4) оксифториды (А10Р2, БЮР2);

5) сульфиды (АэБ, БЬБ);

6) молибдаты (Н2Мо04);

7) простые вещества (Сё);

8) частицы аэрозоля (А1, К, 81, Са804 и др.).

Таблица 1.2 - Состав конденсатов фумарольных газов в некоторых вулканических областях

Колима Мерапи (Зутопёз еі а1., 1987) Кудрявый Поас Момотомбо Сьерра Негра

(Тагапеї аі., 2001) (Тагап еї а1., 1995) (Оеттеїі, 1987) (СЭшзеШ еі а 1989) (Оеттеїі, 1987)

т°с 742 828 738 767 870 940 724 851 471 500 770 250 274

г/л

С1 10 7.2 4.2 3.8 15 8.5 1.2 0.9 1.8 2.4 2.2 4 3

804 1.5 3.9 1.2 2.5 4.3 н.д. 1.4 2.6 0.4 1.9 4 0.28 0.84

мг/л

В 28 17 30 н.д. 37 33 н.д. н.д. н.д. н.д. н.д. н.д. н.д.

N3 36 24 29 н.д. 26 6.1 5.4 29 11 3.5 19 1.9 3.5

К 22 26 17 6.8 29 5.6 13 79 5.7 1.8 41 1.7 3.2

Бе 3.2 4.2 2,6 7.1 6.8 7.3 10 17 30 21 15 14 14

Са 1.2 1.7 1.3 н.д. 5.5 2 н.о. 4.5 0.1 1.5 0.6 0.4 2.5

Мё 1.2 1.03 1.4 5 1.8 0.5 0.9 11 4.4 1.4 7 2.2 4.8

Ъс\ 5.3 8.1 4.9 11 1 3.1 1 6.9 0.7 1.3 7.6 0.5- 0.3

мкг/л

Аэ 430 520 360 280 1500 1200 н.д. н.д. 230 490 н.д. 85 75

Ва 460 320 450 н.д. 74 150 310 230 580 630 160 90 120

са 55 740 45 80 580 230 н.д. н.д. 730 20 н.д. 350 330

Со 2 2 2 2 16 6 68 71 15 4 н.д. 5 7

Сг 170 120 79 80 45 130 300 690 200 н.о. 590 н.о. 60

Таблица 1.2 (продолжение)

Колима (Тагап е1 а1., 2001) Мерапи (8утопс1з е1 а1., 1987) Кудрявый (Тагап е1аЦ 1995) Поас (Оетте11, 1987) Момотомбо (С^еШ ег а!., 1989) Сьерра Негра (ОетшеП, 1987)

Си 930 440 870 240 130 270 100 н.о. 300 200 8400 300 400

Мп 56 8 50 160 210 90 100 н.о. 500 н.о. 500 100 200

Мо 91 180 97 110 270 200 н.д. н.д. 490 150 н.д. 280 260

N1 23 15 42 260 55 410 1700 730 380 430 н.д. 720 250

РЬ 450 78 480 1500 580 1250 3700 3400 7000 н.о. 5000 н.о. 400

БЬ 42 130 49 50 20 79 4 4 3 96 н.д. о :> 3

Бе 450 290 370 н.д. 170 170 н.д. н.д. н.д. н.д. н.д. н.д. н.д.

Т1 620 700 630 н.д. 620 140 н.д. н.д. н.д. н.д. н.д. н.д. Н.д.

V 260 1040 160 100 98 н.д. н.д. н.д. Н.д. Н.д. н.д. н.д. н.д.

Примечание: н.о. - ниже предела обнаружения н.д. - нет данных

Мышьяк образует ряд летучих соединений и является одним из наиболее распространенных элементов в вулканических эксгаляциях. Он образует в газе летучий окисел Аэ40б, преобладающий над галогенидами при температурах выше 260°С. Ниже этой температуры главным летучим соединением становится АэСЬ (Зеленский, 2003). Многообразие форм переноса мышьяка в газовой фазе может быть сведено к нескольким типам:

1) низкие валентные состояния НзАэ, АБ4, Аб2;

2) пар сульфидов и оксидов: Аз40б(тв)=А840б(г), 2Аз28з(тв)=А8484(г)+82(г);

3) летучие соединения: А540б+12НС1=А$С1з(г)+6Н20;

4) полимеры: (АэСЬ),,;

5) образование сольватов: А828з(тв)+тН28=А528зх(Н28)т(г).

Для природных флюидов могут преобладать А540б, АэСЬ и НАз82. Последняя форма преобладает в высоко сульфидных системах, обеспечивая существенный перенос мышьяка (Бычков, 2002).

Для установления влияния Н2О и Н28 (главных агентов гидротермальных газов) компонентов на перенос мышьяка была экспериментально исследована растворимость аурипигмента в газообразном сероводороде и арсенолита в водяном паре. Эксперименты в системе Аз40б-Н20 показали отсутствие влияния воды на перенос мышьяка при изученных температурах (130-300°С).

В системе А528з-Н28 было выявлено увеличение количества перенесенного мышьяка при увеличении давления сероводорода. Валентное состояние Аэ газовой формы соответствовало аурипигменту (III).

Аз283(тв)+Н28(г)=2НАз82(г)

Галлий. А.Ю. Бычковым (Бычков и др. 2009) было проведено экспериментальное исследование растворимости оксида галлия в газовой фазе состава НС1-Н20 при температуре 200°С, 300°С и 350°С и давлении ниже давления насыщенного пара. Результаты показали, что увеличение летучести НС1 способствует переносу галлия, но увеличение давления воды снижает растворимость. На основе зависимости парциального давления галлия от давления воды и хлорида водорода, определена реакция растворения и преобладающая форма переноса: 0.5Са203(тв)+2НС1(г)=ОаОНС12(г)+0.5Н20(г).

Уран и торий могут переноситься магматическими флюидами в виде паро- газовых смесей с температурами ~ 900-1000°С. Реальность переноса урана и тория в высокотемпературных вулканических газах хорошо подтверждается находками их в

конденсатах этих газов на вулканах Мерапи (о. Ява, Индонезия) и Кудрявый (Пономарев и др., 2008).

Взаимодействия магматического тепла, вулканических газов и подземных вод приводят к появлению высокотемпературных терм, выходящих на дневную поверхность в кратерах и на склонах вулканов, в виде различных термопроявлений (кипящих грязевых и водяных котлов).

1.2. Перенос химических элементов водными растворами по литературным данным

Вопросы формирования геохимического состава гидротерм в вулканических областях давно привлекают внимание исследователей и широко обсуждаются в литературе, поскольку их состав может с определенной долей приближения отражать состояние и степень активности вулкана, интенсивные и экстенсивные параметры гидротермального резервуара (Giggenbach, 1988). Результаты, полученные непосредственными геохимическими измерениями важны при термодинамическом моделировании (Takano et al.. 2008).

Термальные воды областей современного в>лканизма чрезвычайно разнообразны по своем> геохимическому составу. Среди растворенных ионов доминируют гшкнениды, сульфаты, гидрокарбонаты и карбонаты ¡лавным образом щелочных и щелочноземельных элементов. Значительно варьируют минерализация шдротерм - от < 1 до 500 i/кг и более, рН - от 0.1 до 10. Гидрогеохимические особенности термальных источников, разгружающихся на склонах и в кратерах активных вулканов, зависят от целого ряда наложенных, экзо - и эндогенных факторов, воздействующих на вулканические флюиды, в недрах вулканических нос iроек:

1. Соотношение флюид/метеорные водыЛаз (Боргникова и др., 2007: Takano et al., 2008). Многими исследователями подчеркивается ключевая роль ССЬ. который при растворении понижает значение рН воды, вызывая тем самым активное выщелачивание вмещающих пород (Anza'et al.. 1989: Allard et al.. 1997: Giammanco et al.. 1998). Низкие значения рН от 0.9 до 2.3 наблюдаются в водах вулканических областей, в которых преобладает с>льфат-ион вследствие взаимодействия метеорных вод с высокотемпературными содержащими SO? и H2S магматическими газами. Содержание металлов в водах может изменяться вследствие воздействия на них перегретых, возможно содержащих металлы, магматических газов (Bonfanti et al.. 1996).

2. Важным фактором формирования в>лканическпх терм является вещее 1веннътй состав вмещающих вулканогенных толщ, по которым они циркулируют, выщелачивая целый ряд петрогенных. р>дных, редких и микроэлементов и соотношение вода/порода (Giammanco et al., 1998; Auippa et al.. 2000; Aiuppa et al., 2005; Brusca et al., 2001). Основные определяющие показатели (рН и Eh) гидротерм меняются в процессе их движения и

взаимодействия с вмещающими породами, а также при вскипании терм в приповерхностных условиях и отделении паровой фазы с С02 и Н28 (Кононов. 1983).

Одним из основных процессов высвобождения элементов из горных пород является химическое выветривание. При помощи химической эрозии, расходующей атмосферный и эндогенный СОг, из горных пород извлекаются металлы, которые высвобождаются в растворы (ОаггеЬ е1 а1., 1971). Среди вулканических пород базальты являются самыми восприимчивыми к химическому выветриванию (Ашрра е! а1., 2000).

Ниже приведены реакции растворения первичных минералов базальтов (01з1азоп е1 а1„ 1987):

Оливин (Ро0.8; Ра0.2)

(Мя0.8Ре0.2)28Ю4 + 4Н+ <-> 1.6Мё2+ +0.4Ре2++ 8Ю2(аЧ)+ 2Н20 Клинопироксен (Еп 0.42; Рэ 0.11; \Уо 0.47)

(Са0.47МЕ0.42Ре0.11)8Ю3+2Н+^0.47Са2++0.42Мв2++0.11Ре2++8Ю2(ач) +Н20 Плагиоклаз (Ап 0.7; АЬ 0.3)

(Са,А1)0.7(Ма,81)0.3А1812О8+7.2Н+^0.7Са2++1.7А13++0.3Ыа++2.38Ю2(аЧ) +3.6Н20 Богатый Са цеолит, Са-1^-Ре смектит. каолинит, иллит, кальцит, халцедон, и железомарганцевые оксиды и гидрооксиды являются характерными минералами, образующимися при гидротермальном выветривании базальтов (Ашрра е1 а1., 2000). Количество металлов, высвобождаемых в растворы, определяется интенсивностью и степенью выщелачивания вмещающих пород водой, которая становится сильно агрессивной, вследствие насыщения газами.

Основным источником Са и Бг является плагиоклаз (^б^боп е1 а1., 1987). Молибден обычно присутствует в богатых железом минералах (оливин, пироксен) имеет валентность III и IV и легко выщелачивается в форме М0О4 " в процессе выветривания базальтов. Перенос 8Ь в гидротермальных водах возможен в слабо окислительных условиях в виде 8Ь(Ш) оксоионов (8ЬО+, 8Ь02"). Поведение переходных металлов (Ре, Мп, Ъп^ Си, Со, Сг, N1, V) в процессе выветривания зависит в первую очередь от растворения железомагнезиальных минералов. В магматических минералах, богатых железом, V и Сг обычно трехвалентны. Переходные металлы, формируя гидроксокомплексы ([Ме(0Н)4]2". [Ме(ОН)]+, [Ме4(ОН)4]4+), легко переходят в водную среду (Ашрра е1 а1., 2000). Изменение окислительно-восстановительных условий играет определяющую роль в подвижности этих элементов в растворе, поскольку они могут иметь различные степени окисления. Сг и V подвижны в растворах с низким значением рН, формируют комплексы: хроматы НСг047СЮ42" и ванадаты Н2У04'/НУ042".

4. Строение подповерхностного пространства. Многие ученые подтверждают влияние строения подповерхностного пространства па состав выходящих на поверхность

газогидротермачьных источников (Такапо е1 а!.. 2008).

***

Анализ проведенных исследований состава газовых и водных потоков, и форм миграции химических элементов в них показывает, что данные по широкому спектру химических элементов в газогидротермах позволяют определить их возможный генезис и источники вещества.

Магматогенные флюиды играют важную роль в формировании состава газогидротерм, разгружающихся на фумарольных полях, но основной вклад в их состав вносят метеорные воды и последующее взаимодействие с породами вулканической постройки. Высокотемпературные фумаролы обычно выносят на поверхность не только основные газы СОг, СО, БОг, Бг, НгБ и др., но и различные металлы и металлоиды в виде газообразных хлоридов, фторидов, элементарных частиц и более сложных соединений, имеющих высокую подвижность при высоких температурах. Конденсаты высокотемпературных вулканических газов содержат значительные количества металлов, а сублиматы и возгоны на фумаролах очень сходны по составу с эпитермальными рудными телами.

Геохимические исследования газогидротермальных проявлений (термальные источники, грязевые котлы, фумаролы) на активных вулканах дают информацию о глубинных взаимодействиях и физико-химических процессах, которые могут происходить в гидротермальных резервуарах. Такие исследования позволяют понять механизмы миграции флюида, начиная с момента его отделения от магматического расплава и до появления на дневной поверхности, и с определенной долей приближения представить строение приповерхностной части вулкано-гидротермальной системы.

Однако малоизученными остаются вопросы о механизмах концентрирования и появления определенных ассоциаций химических элементов в поверхностных разгрузках газогидротерм. Необходимо комплексное изучение составов газогидротерм и геологического строения термальных полей, что в сочетании с результатами геофизических исследований подповерхностного пространства фумарольных полей позволит разработать концептуальную модель строения и функционирования приповерхностной части вулкано-гидротермальной системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Абросимова, Наталья Александровна, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Абросимова H.A., Бортникова С.Б. Исследование с использованием метода РФА-СИ поведения элементов при гидротермально-метасоматическом изменении вмещающих пород влк. Мутновского // Известия РАН. Серия физическая. - 2013. - Т 77. - № 2. - С. 233-235.

2. Абросимова H.A. Поведение химических элементов в процессе взаимодействия Верхне-Юрьевских термальных источников с вмещающими породами (в. Эбеко, о. Парамушир) // Материалы Всероссийской конференции с участием иностранных ученых «Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами». Томск, 1-5 октября 2012 г. Томск: Изд-во НТЛ, 2012. - С. 293-295.

3. Авдейко Г.П., Попруженко C.B., Палуева A.A. Тектоническое развитие и вулкано-тектоническое районирование Курило-Камчатской островодужной системы // Геотектоника. - 2002. - № 4. - С. 64-80.

4. Авдейко Г.П., Попруженко C.B., Палуева A.A. Современная тектоническая структура Курило-Камчатского региона и условия магмообразования // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. Петропавловск-Камчатский: Изд-во ИВГиГ ДВО РАН. - 2001. - С. 9-33.

5. Апрелков С.Е. Тектоника и история вулканизма Южной Камчатки // Тектоника, - 1971,-№2.-С. 105-111.

6. Барышев В.Б., Колмогоров Ю.П., Кулипанов Г.Н., Скринский А.Н. Рентгенофлюоресцентный элементный анализ с использованием синхротронного излучения // Журнал аналитической химии. - 1986. - Т. 41. - С. 389-401.

7. Башарина Л.А. Водные вытяжки из пепла и газы пепловой тучи вулкана Безымянного // Бюлл. вулканол. станций. - 1958. - № 27. - С. 38-42.

8. Белоусов В.И., Рычагов С.Н., Белоусова С.П., Кузьмин Ю.Д. Гидротермально-магматические (вулкано-гидротермальные) конвективные системы, комплексная модель: этапы развития, геолого-гидрогеотермическая структура, гидротермальный метаморфизм, механизмы функционирования // Материалы Российско-Японского полевого семинара «Минерало-рудообразование в вулкано-гидротермальных системах островных дуг: от модели к эксплуатации». Петропавловск-Камчатский, 25 июля-2 августа 1998 г. Петропавловск-Камчатский: ИВ ДВО РАН, 1998. - С. 189-194.

9. Белоусов В.И., Рычагов С.Н., Сугробов В.М. Северо-Парамуширская гидротермально-магматическая система: геологическое строение, концептуальная модель, геотермальные ресурсы // Вулканология и сейсмология. - 2002. - № 1. - С. 34-50.

10. Бессонова Е.П., Фазлуллин С.M., Колонии Г.Р., Гаськова O.J1. Физико-химическое моделирование гидротермального изменения андезитов вулкана Эбеко, Курильские о-ва // Вулканология и сейсмология. - 2004. - № 4. - С. 56-64.

11. Бортникова С.Б., Гавриленко Г.М., Бессонова Е.П., Лапухов A.C. Гидрогеохимия термальных источников вулкана Мутновский (Южная Камчатка) // Вулканология и сейсмология. - 2008. - № 6. - С. 1-18.

12. Бычков А.Ю. Перенос металлов в газовой фазе: новые экспериментальные данные и геохимические следствия // Вестник Отделения наук о Земле РАН. - 2000. - № 1. -С. 1-3.

13. Бычков А.Ю., Некрасов С.Ю. Экспериментальное исследование переноса галлия в парогазовой фазе // Вестник Отделения наук о Земле РАН. - 2009. - № 1. - С. 1-3.

14. Вергасова Л.П., Филатов С.К. Новые минералы фумарол и их кристаллохимические особенности // Материалы юбилейной сессии Камчатского научного центра ДВО РАН, посвященной 40-летию Института вулканологии «Современный вулканизм и связанные с ним процессы». Петропавловск-Камчатский, 8-11 октября 2002 г. Петропавловск-Камчатский: ИВ ДВО РАН, 2002. - С. 83-86.

15. Власов Г.М. Вулканические отложения серы и некоторые вопросы близповерхностного рудообразования // Тр. Лаб. вулканологии. - 1958. - Вып. 13. - С. 166178.

16. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. - 1962. - № 7. - С. 555-571.

17. Волынец О.Н., Ермаков В.А., Кирсанов И.Т., Дубик Ю.М. Петрохимические типы четвертичных базальтов Камчатки и их геологическое положение // Бюл. вулканол. ст. -1976.-№52.-С. 115-126.

18. Гавриленко Г.М., Зеленский М.Е., Муравьев Я.Д. Подвижка ледника в Северовосточном активном кратере вулкана Мутновский (Камчатка) в 1996-1998 гг.: причины и последствия этого явления // Вулканология и сейсмология. - 2001. - №1. - С. 1-6.

19. Главатских С.Ф. Современная эксгаляционная рудная минерализация Большого трещинного Толбачинского извержения // Материалы юбилейной сессии Камчатского научного центра ДВО РАН, посвященной 40-летию Института вулканологии «Современный вулканизм и связанные с ним процессы». Петропавловск-Камчатский, 8-11 октября 2002 г. Петропавловск-Камчатский: ИВ ДВО РАН, 2002. - С. 86-89.

20. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. - М.: Наука, 1967. -287 с.

21. Гора М.П., Шевко А.Я., Кузьмин Д.Ю. К оценке глубинности питающего очага для лав базальтов и андезибазальтов Мутновского вулкана // Мат-лы IV Всероссийского

симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Петропавловск-Камчатский, 22-27 сентября 2009. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2009. - Т. 1. - С. 158-161.

22. ГОСТ Р 51309-99. Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии. - Введ. 20.08.1999. - Москва: Госстандарт России, 1999. -21 с.

23. Зеленов К.К. О выносе растворенного железа в Охотское море гидротермами вулкана Эбеко (о. Парамушир) // Докл. АН СССР. - 1958. - Т. 120. - № 5. - С. 1089-1092.

24. Зеленский М.Е. Транспорт элементов и условия минералообразования в зонах разгрузки высокотемпературных фумарол на вулкане Мутновский (Камчатка): автореф. дис. ... канд. геолог,- минерал, наук. - Петропавловск-Камчатский, 2003. - 20 с.

25. Иванов В.В. О происхождении и классификации современных гидротерм // Геохимия. - 1960. - № 5. - С. 443-450.

26. Иванов В.В. Гидротермы очагов современного вулканизма Камчатки и Курильских островов // Труды Лаборатории вулканологии. - 1956. - Вып. 12. - С. 197-217.

27. Иванов В.В. Современная гидротермальная деятельность вулкана Эбеко на острове Парамушир // Геохимия. - 1958. - №1. - С. 64-76.

28. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник: В 6 кн. / Под ред. Э.К. Буренкова. М.: Экология, 1997. Кн. 6: Редкие f- элементы. - 607 с.

29. Калачева Е.Г. Геохимические особенности подземных вод в области активного вулканизма: На примере хребта Вернадского, о. Парамушир, Курилы: Автореф. дис... канд. геол.-минерал, наук. Новосибирск, 2004. 25 с.

30. Кирюхин A.B., Леонов В.Л. Словцов И.Б., Делемень И.Ф., Пузанков М.Ю., Поляков А.Ю., Поляков Г.О., Батаева О.Л., Зеленский М.Е. Моделирование эксплуатации участка Дачный Мутновского геотермального месторождения в связи с обеспечением теплоносителем Мутновской ГеоЭС 50 МВт // Вулканология и сейсмология. - 2005. - № 5. -С. 19-44.

31. Кирюхин A.B., Кирюхин В.А., Манухин Ю.Ф. Гидрогеология вулканогенов. -СПб.: Наука. 2010.-395 с.

32. Кононов В.И. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма (рифтовых зон и островных дуг). - М.: Наука. 1983. - 216 с.

33. КотенкоТ.А., Котенко Л.В., Шапарь В.Н. Активизация вулкана Эбеко в 20052006 гг. (о-в Парамушир, Северные Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. -2007.-№ 5.-С. 3-13.

34. Котенко Т.А. Некоторые особенности экологии города Северо-Курильск в период активизации фумарольной деятельности вулкана Эбеко с января 2005 г. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. Изд-во КГПУ. - 2008. - № 1. - Вып. 11. - С. 82-88.

35. Ломизе М.Г. Вулканическое кольцо Тихого океана: его прошлое, настоящее и будущее // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - №9. - С. 59-66.

36. Леонов В.Л. Структурные условия локализации высокотемпературных гидротерм. - М.: Наука, 1989. - 104 с.

37. Макдональд Г. Вулканы. - М.: Мир, 1975. - 432 с.

38. Маренина Т. Ю. Геолого-петрографический очерк Мутновского вулкана // Труды лаборатории вулканологии. - 1956. - Вып. 12. - С. 3-52.

39. Мархинин Е.К., Стратула Д.С. Гидротермы Курильских островов. - М.: Наука, 1977. -212 с.

40. Мелекесцев И.В., Двигало В.Н., Кирьянов В.Ю. Вулкан Эбеко (Курильские о-ва): история эруптивной активности и будущая вулканическая опасность. Ч. 2 // Вулканология и сейсмология. - 1993. - № 4. - С. 24-41.

41. Мелекесцев И.В., Двигало В.Н., Кирьянов В.Ю. Вулкан Эбеко (Курильские острова): история эруптивной активности и будущая вулканическая опасность. Ч. 1 // Вулканология и сейсмология. - 1993. - № 3. - С. 69-81.

42. Мелекесцев И.В., Брайцева O.A., Пономарева В.В. Динамика активности вулканов Мутновский и Горелый в голоцене и вулканическая опасность для прилегающих районов (по данным тефрохронологических исследований) // Вулканология сейсмология. -1987. -№3. - С. 3-18.

43. Меняйлов H.A., Никитина Л.П., Будников В.А. Активность вулкана Эбеко в 1987-1991 гг.; характер извержений, особенности их продуктов, опасность для г. Северо-Курильск // Вулканология и сейсмология. - 1992. - № 5-6. - С. 21-33.

44. Меняйлов H.A., Никитина Л.П., Шапарь В.Н. Особенности химического и изотопного состава фумарольных газов в межэруптивный период деятельности вулкана Эбеко // Вулканология и сейсмология. - 1988. - № 4. - С. 21-36.

45. Меняйлов H.A., Никитина Л.П., Храмова Г.Г. Газогидротермальное извержение вулкана Эбеко в 1967 г. // Бюлл. вулканол. станций. - 1969. - № 45. - С. 3-6.

46. Меняйлов И.А., Никитина Л.П., Шапарь В.Н., Рожков A.M., Миклишанский А.З. Химический состав и содержание металлов газовых выделений из кратера вулкана Алаид при извержении 1981 г. // Вулканология и сейсмология. - 1986. - №1. -С. 26-31.

47. Муравьев A.B., Поляк Б.Г., Турков В.П., Козловцева C.B. Повторная оценка тепловой мощности фумарольной деятельности на вулкане Мутновский // Вулканология и сейсмология. - 1983. - №5. - С. 51-63.

48. Набоко С.И. Металлоносность современных гидротерм в областях тектоно-магматической активности. - М.: Наука, 1980. - 200 с.

49. Никитина Л.П. Миграция металлов с активных вулканов в бассейн седиментации. - М.: Наука, 1978. - 80 с.

50. Павлова Т.Г. Медно-порфировые месторождения (закономерности размещения и критерии прогнозирования). - Л.: Недра, 1978. - 275 с.

51. Пономарев Г.П., Павлюков В.К., Абдурахманов А.И., Рыбин A.B., Бородина О.С. Распределение радиоактивных изотопов в отложениях на фумарольных полях вулкана Кудрявый (остров Итуруп, Курильские острова) // Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский, 27-29 марта 2008 г. - Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН. - 2008. - 329 с.

52. Пополитов Э.И., Волынец О.Н. Геохимические особенности четвертичного вулканизма Курило-Камчатской островной дуги. - Н.: Наука, 1981. - 181 с.

53. Ритман А. Вулканы и их деятельность. - М: Мир. 1964. - 567 с.

54. РД 33-5.3.04-96. Качество вод. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации хлоридов в природных и очищенных сточных водах титриметрическим методом с солью серебра.

55. РД 52.24.394-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в поверхностных водах суши потенциометрическим методом с ионоселективным электродом.

56. РД 52. 24. 7-83. Методические указания по потенциометрическому определению ионов в поверхностных водах. Хлориды. Госкомгидромет СССР.

57. РД 52. 24. 360. 95. Методика выполнения измерений массовой концентрации фторидов в водах потенциометрическим методом с ионоселективным электродом.

58. РД 52.24.367-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитратов в водах потенциометрическим методом с ионоселективным электродом.

59. Рычагов С.Н., Белоусов В.И., Главатских С.Ф. Северо-Парамуширская гидротермально-магматическая система: характеристика глубокого геологического разреза и модель современного минералорудообразования в ее недрах // Вулканология и сейсмология. - 2002. - №4. - С 3-21.

60. Рычагов С.Н., Белоусов В.И., Кузьмин Ю.Д., Белоусова С.П. Роль газов в транспортировке рудных соединений и отложении металлов в структуре гидротермально-

магматических систем // Материалы Международного полевого Курило-Камчатского семинара. Петропавловск-Камчатский, 16 июля - 6 августа 2005 г. - Петропавловск-Камчатский: Изд-во ОТТИСК, 2005. - С. 287-302.

61. Селянгин О.Б. Новое о вулкане Мутновский: строение, развитие, прогноз// Вулканология и сейсмология. - 1993. - № 1. - С. 17-35.

62. Селянгин О.Б. К вулканам Мутновский и Горелый: вулканологический туристический путеводитель. - П.Кам.: Новая Книга, 2009. - 108 с.

63. Серафимова Е.К. Особенности химического состава фумарольных газов Мутновского вулкана II Бюл. вулканол. Станций. - 1966. - №42. - С. 56-65.

64. Фазлуллин С.М. Геохимическая система реки Юрьева (Курильские острова): условия поступления и выноса химических элементов в бассейне реки // Вулканология и сейсмология. - 1999. - № 1. - С. 54-67.

65. Фазлуллин С.М. Геохимическая система реки Юрьева (Курильские острова): зона смешения кислых речных и морских вод // Вулканология и сейсмология. - 1999. - № 2. -С. 45-57.

66. Фазлуллин С.М. Геохимическая система реки Юрьева (Курильские острова): геохимическая модель процесса смешения в устье // Вулканология и сейсмология. - 2000. - № 1. - С. 36-45.

67. Чащин А.А. Петрология пород вулканов Горелый и Мутновский (Южная Камчатка): Автореф. дис... канд. геол.-мирал. наук. Владивосток: ДВО РАН, 2008. 24 с.

68. Чудаев О.В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. - Владивосток: Дальнаука. 2003. - 216 с.

69. Шварцев C.JI., Рыженко Б.Н., Алексеев В.А., Дутова Е.М., Кондратьева И.А., Копылова Ю.Г., Лепокурова О.Е. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода в 5 томах. Том 2: Система вода-порода в условиях зоны гипергенеза. - Новосибирск: СО РАН. 2007. - 389 с.

70. Abrosimova N.A., Bortnikova S.B. Sources of chemical elements in fumarols of active volcanic regions (Ebeco volcano, Paramushir Island) // Mineralogical Magazine. - 2011. - V. 75. - № 3. - P. 405.

71. Aiuppa A., Allard P., D'Alessandro W., Michel A., Parello F., Treuil M. Mobility and fluxes of major, minor and trace metals during basalt weathering and groundwater transport at Mt. Etna volcano (Sicily) // Geochim. Cosmochim. Acta. - 2000. - V 64. - № 11. - P. 1827-1841.

72. Aiuppa A., Federico C., Allard P., Gurrieri S., Valenza M. Trace metal modeling of groundwater-gas-rock interactions in a volcanic aquifer: Mount Vesuvius, Southern Italy // Chemical Geology. - 2005. -V 216. - № 3-4. - P. 289-311.

73. Anza S., Dongarra G., Giammanco S., Gottini V. Hauser S., Valenza M. Geochimica dei fluidi dell'Etna // Miner. Petrogr. Acta. - 1989. - V 32. - P. 231-251.

74. Allard P., Jean-Baptiste P., D'Alessandro W., Parello F., Parisi B., Flehoc C. Mantle-derived helium and carbon in groundwater sand gases of Mount Etna, Italy // Earth Planet. Sci. Letters. - 1997. - V 148. - P. 501-516.

75. Armienta M.A., De la Cruz-Reyna S., Morton O., Cruz O., Ceniceros N. Chemical variations of tephra-fall deposit leachates for three eruptions from Popocatepetl volcano // J. Volcanol. Geotherm. Res. - 2002. - V 113. - P. 61-80.

76. Ball J., Nordstrom D. User's manual for WATEQ4F, with revised thermodynamic database. - Menlo Park, California: U.S. Geological Survey. 1991. - 51 p.

77. Bernard R. Symonds B., Rose W. Volatile transport and deposition of Mo, W and Re in high-temperature magmatic fluids // Appl. Geochem. - 1989. - V 5. - P. 317-326.

78. Bessonova E.P., Bortnikova S.B., Gora M.P., Manstein Yu.A., Shevko A.Ya., Panin G.L., Manstein A.K. Geochemical and geo-electrical study of mud pools at the Mutnovsky volcano (South Kamchatka, Russia): Behavior of elements, structures of feeding channels and a model of origin // Applied Geochemistry. - 2012. - V 27. - № 9. - P. 1679-1874.

79. Bonfanti P., D'Alessandro W., Dongarra' G., Parello F., Valenza M. Mt. Etna eruption: Geochemical anomalies ingroundwaters // Acta Vulcanol. - 1996. - V 8(1). - P. 107-109.

80. Brusca L., Aiuppa A., D'Alessandro W., Parello F., Allard P., Michel A. Geochemical mapping of magmatic gas-water-rock interactions in the aquifer of Mount Etna volcano // J. Volcanol. Geotherm. Res. - 2001 - V 108. - P. 199-218.

81. Evans W.C., Sorey M.L., Cook A.C., Kennedy B.M., Shuster D.L., Colvard E.M., White L.D., Huebner M.A. Tracing and quantifying magmatic carbon discharge in cold groundwaters: lessons learned from Mammoth Mountain, USA // J. Volcanol. Geotherm. Res. -2008. -V 114. -№3-4. -P. 291-312.

82. Garrels R.M. and Mackenzie F.T. Evolution of sedimentary rocks. Norton: New York, 1971.-379 p.

83. Gemmell J. Geochemistry of metallic trace elements in fumarolic condensates from Nicaraguan and Costa Rican volcanoes // J. Volcanol. Geotherm. Res. - 1987. - V 33. - № 1-3. - P. 161-181.

84. Giammanco S., Massimo O., Valenza M., Veschetti E., Principio E., Giammanco G., Pinato S. Major and trace elements geochemistry in the ground waters of a volcanic area Mount Etna (Sicily, Italy) // Water Research. - 1998. - V. 32. - № 1. - P. 19-30.

85. Gislason S.R. and Eugster H.P. Meteoric water - basalt interactions.il: A field study in NE Iceland // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1987. - V 51. - P. 2841-2855.

86. Giggenbach W.F. Geothermal solute equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1988. - V. 52. - № 12. - P. 2749-2765.

87. Giggenbach W.F. A simple method for the collection and analysis of volcanic gas samples // Bull. Volcanol. - 1975. - V 36. - P. 132-145.

88. Goff F.G., Mc Murtry M., Counce D. Contrasting hydrothermal activity at Sierra Negra and Alcedo volcanoes, Galapagos Archipelago, Ecuador // Bull. Volcanol. - 2000. - 62. - C. 34-52.

89. Hochstein M.P., Browne P.R.L. Surface Manifestations of Geothermal Systems with Volcanic Heat Sources // Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press. - 2000. - P. 835-855.

90. Hedenquist J.W. & Lowenstern J.B. The role of magmas in the formation of hydrothermal ore deposits //Nature. -1994. - № 370. - P. 519-527.

91. Le Maitre R.W. A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of igneous rocks. Blackwell. Oxford. - 1989. - P. 193.

92. Miyashiro A. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins // American Journal of Science. - 1974. - V 21. - P. 321-355.

93. Naughton J., Greenberg J., Goguel R. Incrustations and fumarolic condensates at Kilauea volcano, Hawaii: field, drill hole and laboratory observation // J. Volcano. Geotherm. Res. -1976. -V 1. - P. 149-165.

94. Quisefit J.P., Toutain J.P., Bergametti G., Javoy M., Cheynet B., Person A. Evolution versus cooling of gaseous volcanic emissions from Momotombo volcano, Nicaragua: thermodynamical model and observations // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1989. - V 53. - P. 25912608.

95. Robinson P.D., Hughes J.M., Malinconico M.L. Blossite a new fumarolic sublimate from Izalco volcano, El Salvador// American Mineralogist. - 1987. - V 72. - P. 397-400.

96. Symonds R., Reed M., Rose W. Origin, speciation, and fluxes of trace-element gaes at Agustine volcano, Alaska: Insights into magma degassing and fumarolic processes // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1999. - V 56. -P. 633-657.

97. Symonds R., Rose W., Reed M., Lichte F., Finnegan D. Volatilization, transport and sublimation of metallic and non-metallic elements in high temperature gases at Merapi Volcano, Indonesia // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1987. - V 51. - № 8. - P. 2083-2101.

98. Stoiber R., Rose W. Fumarole incrustations at active Central American volcanoes // Geochim. Cosmochim. Acta. -1974. - V 38. - № 4. - P. 495-516.

99. Takano B., Suzuki K., Sugimori K. Bathymetric and geochemical investigation of Kawah Ijen Crater Lake, East Java, Indonesia // J. Volcanol. Geotherm. Res. - 2008. - V 135. - P. 299-329.

100. Taran Y.A., Bernard A., Gavilanes J.-C., Lunezheva E., Cortes A., Armienta M.A. Chemistry and mineralogy of high-temperature gas discharges from Colima volcano, Mexico. Implications for magmatic gas-atmosphere interaction // J. Volcanol. Geotherm. Res. - 2001. - V 108. - P. 245-264.

101. Taran Y.A., Hedenquist J.W., Korzhinsky M.A., Tkachenko S.I., Shmulovich K.I. Geochemistry of magmatic gases from Kudryavy volcano, Iturup, Kurillslands // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1995. - V 59. - P. 1749-1761.

102. Taran Y.A., Rouwet D., Inguaggiato S., Aiuppa A. Major and trace element geochemistry of neutral and acidic thermal springs at El Chichón volcano, Mexico. Implications for monitoring of the volcanic activity // J. Volcan. Geotherm. Res. - 2008. - V 178. - P. 224-236

103. Taylor P. and Stoiber R.E. Soluable material on ash from active Central American volcanoes // Geol. Soc. Amer. Bull. - 1973. - V 84. - P. 1031-1042.

104. Ueda A., Sakai H., Sasaki A. Isotopic composition of volcanic native sulfur from Japan // Geochemical Journal. - 1979. -V 13. - P. 269-275.

105. Van Hinsberg V., Berlo K., Bergen M.J. Extreme alteration by hyperacidic brines at Kawah Ijen volcano, East Java, Indonesia: I. Textural and mineralogical imprint // J Volcanol. Geotherm. Res. - 2010. - V 198. - № 1-2. - P. 253-263.

106. Varekamp J.C., Ouimette A.P., Herman S.W., Flynn K.S., Bermudez A., Delpino D. Naturally acid waters from Copahue volcano, Argentina // Appl. Geochem. - 2009. - V 24. - P. 208220.

107. Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function // Journal of the American Statistical Association. - 1963. - V 58. - P. 236.

108. White J.A.L. Native sulfur deposits associated with volcanic activity // Mining Engineering. - 1968. - V 6. - P. 47-51.