Углекислые термы исследовательской штольни Нейтрино (Баксанская нейтринная обсерватория, Северный Кавказ)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведены изотопно-геохимические (δ2Н и δ18O в Н2О, δ15N в N2, δ13С в СО2 и СН4, 3Не/4Не) исследования термальных (до 41.3оС) углекислых вод, выходящих в забое 4-километровой исследовательской штольни Нейтрино. Полученные значения δ13С(СО2) (–8.0… –6.4‰) здесь указывают на вулканогенный генезис СО2. Наличие вулканогенной составляющей в газах также подчеркивается высокими значениями 3Не/4Не (346 × 10–8). При этом азот, присутствующий в газовой фазе, характеризуется значениями δ15N = +1.3‰, что указывает на его коровый генезис. В штольне в одном из выходов газа отмечена повышенная концентрация СН4 (до 0.5%). Этот метан характеризуется высокими значениями δ13С (–33.5 и –26.0‰), которые, в общем, типичны и для других углекислых источников Восточного Приэльбрусья. Воды терм штольни в отличие от поверхностных холодных углекислых источников Северного Кавказа, которые по значениям δ2Н и δ18O практически неотличимы от поверхностных вод, заметно обогащены тяжелым изотопом кислорода (18О). Это является следствием обмена по кислороду вод с вмещающими породами при повышенных температурах. На диаграмме δ18О–δ2Н фигуративные точки термальных вод формируют хорошо выраженный тренд, который отражает смешение этих изотопно-тяжелых и изотопно-легких инфильтрационных вод.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Айдаркожина

Геологический институт Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: altin.echo@mail.ru
Россия, Москва

В. Ю. Лаврушин

Геологический институт Российской Академии наук

Email: altin.echo@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Ермаков

Геологический институт Российской Академии наук

Email: altin.echo@mail.ru
Россия, Москва

Г. А. Челноков

Геологический институт Российской Академии наук

Email: altin.echo@mail.ru
Россия, Москва

L. Zhang

Northwest Institute of Eco-Environment and Resources China Academy of Sciences

Email: altin.echo@mail.ru
Китай, Lanzhou

Список литературы

  1. Дубинина Е. О., Лаврушин В. Ю., Коваленкер В. А., Авдеенко А. С. Степанец М. И. Изотопы кислорода и водорода в минеральных источниках Приэльбрусья (Северный Кавказ) // Геохимия. 2005. № 10. С. 1078–1089.
  2. Калмычков Г. В., Hachikubo A., Покровский Б. Г., Minami H., Yamashita S., Хлустов О. М. Метан с аномально высокими значениями d13С и dD из прибрежных термальных источников озера Байкал // Литология и полезные ископаемые. 2020. № 4. С. 1–7.
  3. Костенко О. Е., Лаврушин В. Ю. Первые определения δ13С в метане углекислых источников Приэльбрусья // ДАН. 2005. Т. 404. № 1. С. 100–104.
  4. Лаврушин В. Ю. Подземные флюиды Большого Кавказа и его обрамления (Отв. ред. Поляк Б. Г.), Тр. ГИН РАН, вып. 599, М.: ГЕОС, 2012. 348 с.
  5. Лаврушин В. Ю., Айдаркожина А., Покровский Б. Г., Прасолов Э. М., Потапов Е. Г., Ермаков А. В. Изотопный состав азота и углерода в газах углекислых вод Северного Кавказа // Геохимия.2020. Т. 65. № 11. С. 1115–1128.
  6. Першин С. М., Собисевич А. Л., Макаров В. С. и др. Лидарный мониторинг магматической активности малой камеры Эльбрусского вулканического центра. Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. 2023. Т. 509. № 1. С. 15–20.
  7. Прасолов Э. М. Изотопная геохимия и происхождение природных газов, Л.: “Недра”, 1990. 283 с.
  8. Собисевич Л. Е., Нечаев Ю. В., Богатиков О. А. и др. Мониторинг магматических структур вулкана Эльбрус. Под ред. Лаверова Н. П. М.: 2001. 191 с.
  9. Таран Ю. А., Покровский Б. Г., Дубик Ю. А. Изотопный состав и происхождение воды в андезитовых магмах // Докл. АН СССР. 1989. Т. 304. № 2. С. 440–443.
  10. Тейлор Х. П. Применение изотопии водорода и кислорода к проблемам гидротермального изменения вмещающих пород и рудообразования. / В кн. Стабильные изотопы и проблемы рудообразования. М.: Мир, 1977. С. 213–298.
  11. Тейлор Х. П. Изотопы кислорода и водорода в гидротермальных рудных месторождениях. В кн. Геохимия гидротермальных рудных месторождений. М.: Мир, 1982. С. 200–223.
  12. Чайковский И. И., Кадебская О. И. Минеральные образования подземных горячих источников Баксанской нейтринной обсерватории (г. Курмутау, Приэльбрусье) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П. Н. Чирвинского, Пермский Государственный ун-Т. № 19. 2016. С. 66–80.
  13. Щербак В. П. Некоторые геохимические черты газоносности Эльбрусской области // Геохимия. 1965. № 7. C. 889–894.
  14. Allard P. The origin of hydrogen, carbon, sulphur, nitrogen and rare gases in volcanic exhalations: evidence from isotope geochemistry. In Forcasting Volcanic Events (H. Tazieff & J. C. Sabroux, eds.). Amsterdam: Elsevier, 1983. P. 337–386.
  15. Horita J. Carbon isotope exchange in the system CO2-CH4 at elevated temperatures: Geochimica et Cosmochimica Acta. 2001. V. 65. P. 1907–1919.
  16. Surma J., Assonov S., Staubwasser M. Triple Oxygen Isotope Systematics in the Hydrologic Cycle // Reviews in Mineralogy & Geochemistry, 2021. V. 86. P. 401–428.
  17. Tarasov K., Yakhnenko A., Zarubin M., Gangapshev A., Potekhina N., Avtukh A., Kravchenko E. Cytobacillus pseudoceanisediminis sp. nov., A novel facultative methylotrophic bacterium with high heavy metal resistance isolated from the deep underground saline spring // Current Microbiology. 2023. V. 80. № 31.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема опробования углекислых минеральных и пресных вод Приэльбрусья. 1 – углекислые источники; 2 – поверхностные воды; 3 – населенные пункты. Номера пунктов опробования соответствуют номерам в табл. 1 и 2.

Скачать (254KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты повторных замеров δ2Н, выполненных в термальном источнике (41.3°С), находящемся вблизи забоя штольни Нейтрино.

Скачать (127KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изотопный состав кислорода и водорода термальных углекислых вод штольни Нейтрино (1), углекислых холодных источников (2) и пресных поверхностных вод (3) Приэльбрусья. Линиями показано: полужирной линией – глобальная линия метеорных вод (линия Крейга), пунктиром – тренд для местных поверхностных вод, точечной линией со стрелкой – тренд, образованный термальными водами штольни, цифрами I–III показаны боксы: I – метаморфических вод [10, 11 и др.]; II – “андезитовых” [9] и III – “базальтовых” вод [9, 14].

Скачать (177KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение значений δ2Н в выходах вод по простиранию штольни Нейтрино (по оси x дано расстояние в м от устья штольни). Линией показана общая тенденция изменения δ2Н, прямоугольным боксом обведены фигуративные точки источников в конце штольни, данные по которым приведены в табл. 1.

Скачать (145KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024