««ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «NAUKI O ZEMLE»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «EARTH SCIENCES»
ISSN 2073-3402 (Print)

Список выпусков > Серия «Науки о Земле». 2012. Том 1

Физико-химическое моделирование потока гидротермального флюида в зонах гидротермально-магматической системы

Автор(ы)
М. В. Артименко, К. В. Чудненко, Г. П. Королева
Аннотация

На основе петрографических и геохимических данных по Паужетской гидротермально-магматической системе (Южная Камчатка, Россия) с помощью программного комплекса Селектор-С, основанного на минимизации термодинамических потенциалов, смоделирован поток гидротермального флюида, который поднимается из резервуара глубинных хлоридно-натриевых гидротерм к земной поверхности. Произведен расчет форм нахождения летучих компонентов в гидротермальном растворе и их количественное содержание в зависимости от температуры и давления основных зон гидротермально-магматической системы. Исследовано влияние атмосферного воздуха на концентрацию летучих компонентов гидротермального раствора в верхнем водоносном горизонте и при изливе гидротерм на земную поверхность.

Ключевые слова
гидротермально-магматическая система, физико-химическое моделирование, формы нахождения летучих компонентов в гидротермальном растворе
УДК
550.42550.43550.46
Литература

1. Аверьев В. В. Условия разгрузки Паужетских гидротерм на юге Камчатки / В. В. Аверьев // Тр. / Лабор. вулкан. АН СССР. − М., 1961. − Вып. 19. − С. 90−98.

2. Результаты многолетней эксплуатации Паужетского геотермального месторождения / Н. П. Асаулова, Л. А. Ворожейкина, Ю. Ф. Манухин, Н. В. Обора // Горный вестник Камчатки. − 2009.− Вып. № 2 (8). − С. 47–56.

3. Белоусов В. И. Геологическое строение Паужетского месторождения высокотермальных вод / В. И. Белоусов // Паужетские горячие воды на Камчатке : монография / кол. авторов под общ. ред. В. В. Аверьева и С. И. Набоко отв. ред. Б. И. Пийп. − М. : Наука, 1965. − С. 23–30.

4. Гипотеза о происхождении корового источника тепла в гидротермально-магматических конвективных системах / В. И. Белоусов, С. Н. Рычагов, Ю. Д. Кузьмин, С. П. Белоусова // Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма : материалы Междунар. полев. Курило-Камчат. семинара. Петропавловск-Камчатский, 16 июля – 6 августа 2005 г. − Петропавловск-Камчатский : ОТТИСК, 2005. − С. 153−170.

5. Егоров О. Н. Центры эндогенной активности (вулканические системы) / О. Н. Егоров. − М. : Наука, 1984. − 166 с.

6. Иванов Б. В. Андезиты Камчатки : (справочник химических анализов вулканитов и основных породообразующих минералов) / Б. В. Иванов отв. ред. А. В. Колосков. − М. : Наука, 2008. − 365 с.

7. Карпов И. К. Моделирование природного минералообразования на ЭВМ / И. К. Карпов, А. И. Киселев, Ф. А. Летников. − М. : Недра, 1976. − 255 с.

8. Расширение ресурсного потенциала геотермальных месторождений на основе новых технологий извлечения геотермальной энергии (на примере Паужетского геотермального месторождения) / А. В. Кирюхин, Н. П. Асаулова, Ю. Ф. Манухин, Т. В. Рычкова, В. М. Сугробов // Комплексное освоение недр: расширение минерально-сырьевой базы России : монография / отв. ред. А. В. Кирюхин. − М. : ИПКОН РАН, 2008. − С. 121–131.

9. Леонов В. Л. Структурные условия локализации высокотемпературных гидротерм: монография / В. Л. Леонов рец.: А. Е. Святловский, В. Н. Шарапов. − М. : Наука, 1989. − 104 с.

10. Набоко С. И. Гидротермальный метаморфизм пород и минералообразование / С. И. Набоко, Г. А. Карпов, А. П. Резникова // Паужетские горячие воды на Камчатке : монография / кол. авторов под общ. ред. В. В. Аверьева и С. И. Набоко отв. ред. Б. И. Пийп. − М. : Наука, 1965. − С. 76−119.

11. Писарева М. В. Зона природного пара Нижнекошелевского геотермального месторождения / М. В. Писарева // Вулканология и сейсмология. − 1987. − № 2. − С. 52−63.

12. Рычагов С. Н. Гидротермально-магматические системы островных дуг: структура и этапы развития / С. Н. Рычагов // Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма : материалы Междунар. полев. Курило-Камчат. семинара. Петропавловск-Камчатский, 16 июля – 6 августа 2005 г. − Петропавловск-Камчатский : ОТТИСК, 2005. − С. 117−140.

13. Структура гидротермальной системы / С. Н. Рычагов [и др.] отв. ред. В. И. Белоусов, И. С. Ломоносов. − М. : Наука, 1993. − 298 с.

14. Сугробов В. М. Геотермальные ресурсы Камчатки, классификация и прогнозная оценка / В. М. Сугробов // Изучение и использование геотермальных ресурсов в вулканических областях : сборник / отв. ред. В. М. Сугробов, И. Т. Аладьев. − М. : Наука, 1979. − С. 26−35.

15. Сугробов В. М. Паужетские гидротермы Камчатки как пример высокотемпературной водонапорной системы / В. М. Сугробов // Гидрогеотермические условия верхней части земной коры : сб. ст. / ред. Ф. А. Макаренко, В. Ф. Маврицкий. − М. : Наука, 1964. − С. 72−86.

16. Динамика роста и развития проточных магматических очагов Мутновско-Гореловской группы вулканов, их тепловые поля и накопленное ими подземное тепло / С. А. Федотов, И. Ф. Делемень, И. С. Уткин, Л. И. Уткина // Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма : материалы Междунар. полев. Курило-Камчат. семинара. Петропавловск-Камчатский, 16 июля – 6 августа 2005 г. − Петропавловск-Камчатский : ОТТИСК, 2005. − С. 141−152.

17. Чудненко К. В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения : монография / К. В. Чудненко отв. ред. В. Н. Шарапов. – Новосибирск : Гео, 2010. – 287 c

18. Berman R. G. Internally-consistent thermodynamic data for mineral in the system Na2O-K2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3-Al2O3-SiO2-TiO2-H2O-CO2 / R. G. Berman // J. Petrol. − 1988. − Vol. 29. − P. 455–522.

19. Breedveld G. J. E. Thermodynamic properties of supercritical fluids and their mixtures at very high pressure / G. J. E. Breedveld, J. M. Prausnitz // AIChE J. – 1973. − Vol. 19. − P. 783–796.

20. Giggenbach W. F. The origin and evolution of fluids in magmatichydrothermal systems / W. F. Giggenbach // Geochemistry of hydrothermal ore deposits / ed.: H. L. Barnes, 3rd edition. − N. Y. : John Wiley, 1997. − P. 737–796.

21. Helgeson H. C. Theoretical prediction of the thermodynamic behavior of aqueous electrolytes at high pressures and temperatures: IV. Calculation of activity coefficients, osmotic coefficients, and apparent molal and standard and relative partial molal properties to 600°C and 5 kb / H. C. Helgeson, D. H. Kirkham, G. C. Flowers // Amer. J. Sci. − 1981. − Vol. 281. − P. 1249–1516.

22. Holland T. J. B. An internally-consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest / T. J. B. Holland, R. Powell // Journal of Metamorphic Geology. − 1998. − Vol. 16. − P. 309–344.

23. Johnson J. W. SUPCRT92: software package for calculating the standard molal thermodynamic properties of mineral, gases, aqueous species, and reactions from 1 to 5000 bars and 0° to 1000°C / J. W. Johnson, E. H. Oelkers, H. C. Helgeson // Computers Geosci. − 1992. − Vol. 18. − P. 899–947.

24. Kalacheva E. G. Geochemistry of thermal waters of Pauzhetsky-Kambalny-Koshelevsky geothermal area (Southern Kamchatka, Russia) / E. G. Kalacheva, G. P. Koroleva, S. N. Rychagov // Proceedings / World Geothermal Congress. Bali, Indonesia, 25–29 April 2010. − Bali, 2010. − P. 1–5.

25. Karpov I. K. Modeling chemical mass-transfer in geochemical processes: Thermodynamic relations, conditions of equilibria and numerical algorithms / I. K. Karpov, K. V. Chudnenko, D. A. Kulik // Amer. J. Sci. − 1997. − Vol. 297. − P. 767−806.

26. Lee B. I. Generalized thermodynamic correlation based on three-parameter corresponding / B. I. Lee, M. G. Kesler // AIChE J. – 1975. − V. 21. − P. 510–527.

27. Marty B. Helium isotopes and CO2 in volcanic gases of Japan / B. Marty, A. Jambon, Y. Sano // Chem. Geol. − 1989. − Vol. 76. − P. 25–40.

28. Mitchell A. H. G. Epithermal gold in the Philippines island arc metallogenesis, geothermal systems and geology / A. H. G. Mitchell, T. M. Leach. − London : Academic Press, 1991. − 457 p.

29. Murray R. C. Thermodynamics of aqueous sulfur species to 300°C and potential-pH diagrams / R. C. Murray, D. Cubicciotti // J. Electrochem. Soc. − 1983. − Vol. 130. − P. 866–869.

30. Peacock S. M. Fluid processes in subduction zones / S. M. Peacock // Science. − 1990. − Vol. 248. − P. 329–337.

31. Reid R. C. The properties of gases and liquids / R. C. Reid, J. M. Prausnitz, T. K. Sherwood. − N. Y. : McGraw-Hill Book Company, 1977. − 592 p.

32. Robie R. A. Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298,15 K and 1 bar (105 Pascals) pressure and at higher temperatures / R. A. Robie, B. S. Hemingway // U. S. Geol. Survey Bull. − Washington : United States government printing office, 1995. − 2131. − 461 p.

33. Inorganic species in geologic fluids: Correlation among standard molal thermodynamic properties of aqueous ions and hydroxide complexes / E. L. Shock, D. C. Sassani, M. Willis, D. A. Sverjensky // Geochimica et Cosmochimica Acta. − 1997. − Vol. 61. − P. 907–950.

34. Sverjensky D. A. Prediction of the thermodynamic properties of aqueous metal complexes to 1000C and 5kb / D. A. Sverjensky, E. L. Shock, H. C. Helgeson // Geochim. Cosmochim. Acta. − 1997. − Vol. 61. − P. 1359–1412.

35. Wales S. M. Phase equilibria in chemical engineering: Parts I and II / S. M. Wales. – Boston : Butterworth, 1985. – 664 p.

36. Yokokawa H. Tables of thermodynamic properties of inorganic compounds / H. Yokokawa // Journal of the National Chemical Laboratory for Industry. − 1988. − Vol. 83. − P. 27–121.


Полная версия (русская)