Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Геохимия газогидротермальных источников вулканов Эбеко и Мутновский : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.09

Год: 2013

Номер работы: 33528

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

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

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

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, SO2, S2, H 2 S, НС1, HF, Н2, СН4, NH3, N 2 , О2, Ar, Не (Giggenbach, 1975). Для вулкана Алаид максимальные содержания СО2, СО, Н2, СН4, HF, НС1 были отмечены для высокотемпературных фума

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 поверхн

Конденсаты парогазовой смеси фумарол представлены, главным образом, кислыми водами со следовыми концентрациями породои рудоформирующих элементов. Источниками химических элементов в конденсатах вулканических газов являются (Gemmell, 1987; Symonds et al, 1991): 1. 2. 3. 4. В таблице Летучие, отделяющиеся от магмы. Вмещающие породы. Метеорные воды. Загрязнения от приборов, используемых при отборе образцов.

1.2 приведен состав конденсатов серных фумарол в некоторых вулканических областях.

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

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Около 75% действующих на земном шаре вулканов расположено в Тихоокеанском «огненном кольце» (Рисунок

2.1). Рисунок

2.1 - Карта-схема расположения Тихоокеанского «огненного кольца», вулканов Эбеко и Мутновский К одной из наиболее активных частей «огненного кольца» относится КурилоКамчатская островная дуга (около 200 вулканов, из них 68 действующих, по данным Макдональд, 1975). В пределах Курило-Камчатской островной дуги находятся объекты моего исследо

Вулкан Мутновский расположен в 75 км к югу от г. Петропавловска-Камчатского, в 20 км от побережья Тихого океана (см. рисунок

2.1) и относится к числу наиболее активных вулканов в Южно-Камчатском вулканическом поясе. Возраст вулкана датируется поздним плейстоценом - голоценом (Селянгин, 1993; Мелекесцев, 1987). Вулкан Мутновский представляет собой сложное хребтообразное сооружение, с максимальной высотой 2323 м над уровнем моря и имеет кратер диаметром 2-

2.5 км, частично заполненн

Вулкан Эбеко (50°4Г с.ш., 156°0Г в.д., с максимальной абсолютной высотой 1156

м) расположен у северной оконечности острова Парамушир в 8 км к юго-западу от г. СевероКурильска и является одним из наиболее северных действующих вулканов Курильских островов (Рисунок

2.1). Активные участки склонов вулкана Эбеко дренируют несколько водотоков. Наиболее значительным по массе выносимого в бассейн эндогенного материала является р. Юрьева (Рисунок

2.5, Никитина, 1978). седиментации Тих

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЛ. Полевые исследования Отбор проб растворов На вулкане Эбеко были опробованы: грязевой котел - «Большой» (Северо-Восточное фумарольное поле), кипящие котлы и лужицы на Северо-Восточном, Юго-Восточном и Южном фумарольных полях, термальные источники реки Юрьевой. На вулкане Мутновский были собраны растворы прозрачных и грязевых котлов Донного поля. От года к году несколько менялось расположение, конфигурация и количество котлов, однако, основные из них оставались

Пробы растворов Все растворы были проанализированы по единой схеме. Для лабораторного анализа пробы растворов фильтровались через мембранные фильтры (диаметр пор

0.45 \im). При лабораторном исследовании содержание СГ определялось титриметрическим методом (отв. исполнитель О.П. Саева, ИНГГ СО РАН) с солью серебра (РД 33-

5.3.04-96). Метод основан на образовании труднорастворимого осадка хлорида серебра при прибавлении раствора нитрата серебра к анализируемой воде. После полного ос

ГЛАВА 4. СОСТАВ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ГАЗОВ ВУЛКАНОВ ЭБЕКО И МУТНОВСКИЙ Характеристика основного состава вулканических газов влк. Эбеко Основным компонентом фумарольных газов вулкана Эбеко является вода, содержание которой колеблется в пределах 97-99 мол.%. В сумму вулканических газов в порядке убывания входят также СО2, НС1, SO2, H2S, N2, Ar, HF, Н 2 , СН 4 , СО, Не (Таблица

4.1, данные Т. Котенко). Однако газы фумарол различных термальных полей отличаются по относительному содержанию компоне

В вулканических обстановках самородная сера образуется в результате окисления вулканического H2S атмосферным кислородом, кислородом растворенным в подземных водах, или в результате реакции вулканического SO2 с водой (Власов, 1958; White, 1968; Uedaetal., 1979): 2H2S + 0 2 = 2Н 2 0 + 2S + 127 ккал, 2H2S + S0 2 = 2Н 2 0 + 3S + 56 ккал, S0 2 + 2СО = 2С0 2 + S + 64 ккал. Таблица

4.1 - Химический состав фумарольных газов вулкана Эбеко, мол.% Дата отбора 2003 СевероВосточное 2004 2005 2011

В таблице

4.2 приведены результаты анализа химического состава самородной серы вулканов Эбеко и Мутновский. Впервые в самородной сере изучаемых вулканов определен широкий круг элементов. Наблюдаются большие вариации в содержании всех химических элементов. Однако следует отметить, что даже в ярко-желтых образцах серы, без видимых глазом породных и минеральных включений, концентрации элементов оказались довольно высокими. Поэтому разброс в содержаниях химических элементов возникает не тол

Минералогическое исследование самородной серы показало, что многие элементы находятся в самородной сере не в составе обломков пород, захваченных серой, а образуют самостоятельные минеральные фазы, отлагающиеся с серой. При рассмотрении зерен серы под микроскопом было встречено большое число зерен с оранжевыми каемками в основном у серы с Юго-Восточного фумарольного поля (Рисунок

4.6 А). Эти каемки имеют в своем составе As-S-Sb минеральную фазу. Как видно на рисунке

4.6 А, каемки р

4.1.3. Состав водных вытяжек из самородной серы Для определения адсорбированных газов и летучих соединений на частицах самородной серы и оценки количества подвижных форм химических элементов были исследованы водные вытяжки. Много работ посвящено изучению водных вытяжек из вулканического пепла (Башарина, 1958; Taylor and Stoiber, 1973; Armienta et al., 2002) и не встречено работ по изучению водных вытяжек из самородной серы активных фумарол. Изучение водных вытяжек из самородной серы представл

4.2. Химический состав конденсатов парогазовой смеси серных фумарол вулканов Эбеко и Мутновский Состав конденсатов фумарол вулкана Эбеко и Мутновский очень интересен и в полной мере отражает геохимическую специализацию парогазовой смеси, поступающей на поверхность по фумарольным каналам (Таблица

4.5). Помимо 9 отобранных конденсатов парогазовой смеси серных фумарол, был опробован природный конденсат - К-7/09 (выделен жирным шрифтом в таблице

4.5). Такие конденсаты были встречены

4.3. Химический и минеральный состав современных минералов термальных площадок Богатый геохимический состав переносимых парогазовой смесью компонентов фиксируется в виде новообразованных вторичных минералов (выцветов) на парящих термальных площадках вулканов Мутновский (Таблица

4.6) и Эбеко (Таблица

4.7). Большое количество минералов, формирующихся на термальных площадках, свидетельствует о сложном составе флюидов, из которых они отлагаются, и колебаниях физико-химических параме

ГЛАВА 5. СОСТАВ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ НА ФУМАРОЛЬНЫХ ПОЛЯХ ВУЛКАНОВ ЭБЕКО И МУТНОВСКИЙ 5Л. Гидрохимия гидротермальных источников вулкана Эбеко Физико-химические параметры и основной состав растворов Состав растворов термальных источников вулкана Эбеко очень разнообразен. Все термальные растворы характеризуются высокими температурами (от 41 до 98°С) и соответствуют кислым и ультра-кислым водам (значения рН варьируют в пределах

0.39 до

2.84) с высоким окислительно-восстановите

5.2. Гидрохимия гидротермальных источников вулкана Мутновский Состав растворов термальных источников, расположенных в пределах Донного фумарольного поля вулкана Мутновский, очень разнообразен. Растворы котлов относятся к кислым и ультра - кислым водам (рН изменяется от -

0.56 до

2.9) с высоким окислительновосстановительным потенциалом, изменяющимся в широких пределах: от 342 до 715 мВ и общей минерализацией от 2 г/л до 75 г/л. Одной из особенностей изучаемых котлов является их кон

5.3. Химические формы нахождения элементов в растворах вулканов Эбеко и Мутновский, и состав донных осадков котлов вулкана Эбеко Результаты расчета долевого распределения (%) основных форм для некоторых элементов для растворов вулканов Эбеко и Мутновский приведены в таблице

5.4. Во всех термальных растворах преобладающей формой для Ва, Mg, Са, К, Li, Na, Sr являются аква-ионы (Меп+). Следующей по значимости формой для Ва, Са, Mg, Sr являются сульфатные и гидросульфатные комплексы. Алюм

Мутновский Для еще большего понимания формирования составов растворов рассмотрим состав вмещающих пород изучаемых вулканов различной степени измененности и проанализируем взаимодействие «вода-порода». Согласно классификационным диаграммам (Рисунок

6.1-

6.2) вулканиты вулкана Мутновский варьируют по составу от базальтов до риолитов и образуют толеитовую серию пород. Обнаруженные в постройке кислые по составу дацитовые и риодацитовые лавы среди вулканических образований вулкана Мутн

Эбеко Породы андезибазальтами вулкана Эбеко представлены преимущественно андезитами и (Рисунок

6.1). Среди пород вулкана были встречены ксенолиты оливиновых базальтов. Состав пород приведен в таблицах

6.11-

6.12. Андезиты и андезибазальты представлены темно-серыми породами с порфировой структурой. Порфировые выделения сложены плагиоклазом, пироксеном и оливином. Установлены микропорфировые выделения титаномагнетита. Плагиоклаз образует таблитчатые зональные зерна. Размер

вулканов Эбеко и Мутновский В результате вулканической деятельности огромные массы химических элементов поставляются из глубинных частей вулканической постройки на дневную поверхность и вовлекаются в геохимические процессы, характерные для зоны гипергенеза. В процессе взаимодействия растворов с горными породами происходит несколько процессов: 1. Привнос растворами химических элементов и их отложение в виде новых минеральных фаз. 2. Вынос химических элементов из горных пород растворами и обо