Статья по географии на тему "Гидротермы Камчатки (Россия)"

                                    Гидротермы Камчатки (Россия)

Автор: Павлова В.Ю.

Гидротермальными системами принято называть термоаномалии в верхней части земной коры областей современного вулканизма, приуроченные к определенным геологическим структурам и характеризующиеся поверхностной гидротермальной активностью.

                     Геологическая обстановка геотермальных районов 

                                          и геотермальных систем

Выделяются 2 группы геотермальных районов:

1)     Районы, расположенные в молодых структурно – фациальных зонах вулканических областей, геологический разрез которых представлен преимущественно вулканогенно – осадочными образованиями плиоценово – четвертичного возраста.

2)     Районы, локализующиеся в структурно – фациальных зонах, сложенных в основном дислоцированными осадочными  и вулканогенно – осадочными образованиями мезозойского и палеогеново – неогенового возраста.

        К первой группе относятся Паужетский и Семячикский геотермальные районы.

        Наиболее высокотемпературные современные гидротермальные системы названных районов приурочены к обширным кольцевым вулкано – тектоническим депрессиям и кальдерам.

        Термопроявления приурочены к вулкано – тектоническим поднятиям или кольцевым структурам. Кольцевые и дуговые хребты в собственно вулкано – тектонических поднятиях рассматриваются как рудименты этих структур, образованных при взрыве вулканов центрального типа. Как правило, в вершинной части вулкано – тектонических массивов располагаются паровые струи, а у подножий происходит разгрузка термальных вод.

        К геотермальным районам 2 группы относятся Мутновский и Паратунский.

        Тектоника этих районов характеризуется интенсивными складчато – глыбовыми дислокациями.

        В Паратунском  районе намечаются 2 линии термальных источников: одна вытянута вдоль левого борта долины р. Паратунки (Нижне-, Средне-, Верхнепаратунские и Карымшинские источники), другая образуется на западе (Начикинские, Большебанные, Малые Банные, Карымчинские источники).

        Вулканизм центрального типа часто не свойствен этим участкам земной коры. Действующие вулканы имеются в Мутновском геотермальном районе – Вилючинский, Мутновский и  Горелый.

        Термопроявления располагаются вдоль определенных линий, которые названы термальными. Термальные линии приурочены к наложенным впадинам, выполненным образованиями верхнего структурного яруса.

        Важнейшей особенностью геологического строения большинства участков развития гидротермальных систем является наличие литологических или тектонических экранов, способствующих образованию и сохранению скоплений термальных вод. Такую роль играют горизонты слабопроницаемых пород, перекрывающие и подстилающие более проницаемые пласты (это отмечается в районе Паужетки), или тела малотрещиноватых  магматических пород (типа гранодиоритовых интрузий бассейна р. Паратунки), препятствующие латеральной миграции гидротерм.

        В очагах разгрузки гидротерм вследствии газоотделения, подземного вскипания и охлаждения происходит заполнение трещин и пустот минеральными новообразованиями, что приводит к изоляции, самозакупорке каналов циркуляции термальных вод. Таким образом, даже в хорошо проницаемых породах возникают локальные водоупоры.

                             Гидрогеотермическая характеристика

       Водоносные системы здесь в гидродинамическом отношении соответствуют малым артезианским бассеинам и артезианским склонам, формирующимся за счет инфильтрации атмосферных осадков. По характеру циркуляции воды этих систем относятся к трещинному и пластово – трещинному типам напорных (артезианских) вод, так как обводненные породы обладают трещинной и поровой проницаемостью, а перекрывающие и подстилающие являются слабопроницаемыми и играют роль водоупоров.

        Распределение температуры по площади зависит от характера обводненности и геологического строения конкретного участка и связано с передвижением воды под действием градиента напора (вынужденной конвекцией) и свободной конвекцией. В обводненной толще температура постепенно уменьшается к границам потока гидротерм, в водоупорной кровле она определяется в соответствии с условиями кондуктивной теплопередачи.

        В толще пород, вмещающих высоконагретые воды и пар, температура с глубиной или остается постоянной, или постепенно увеличивается.

        Только на отдельных участках гидротермальных систем температура умешается. Обычно такая инверсия температур характерна для гидротермальных систем, циркуляция воды в которых происходит в трещинно – поровом коллекторе (напр., в Паужетской системе) и вызвана латеральной миграцией парогидротерм. Температурная аномалия в зоне разгрузки представляет собой как бы наведенное  тепловое поле, связанное с движением гидротерм.  

        Взаимосвязь холодных и термальных вод, по крайней мере в верхних частях гидрогеологических структкр, доказана результатами разведочного и эксплуатационного бурения, проводившегося в геотермальных р – ах.

        Абсолютные отметки пьезометрических уровней закономерно снижаются от возвышенных участков рельефа к долинам рек, озерам или морским берегам. Мощные очаги разгрузки г.с., как и зоны разгрузки обычных холодных вод, приурочены к этим отрицательным  формам рельефа.

        Положение пьезометрической поверхности определяется не только пластовым давлением, но и температурой, которая влияет на уменьшение объемного веса нагретой воды, благодаря чему возможна разгрузка термальных вод на более высоких отметках за счет увеличения разуплотненного столба воды.

        Высокая температура увеличивает скорость фильтрации за счет понижения вязкости, вследствии чего слабопроницаемые породы для термальных вод оказываются коллекторами, а для холодных вод – относительными водоупорами.

        Возможность вскипания воды определяется конкретной гидрогеологической обстановкой на участках термальных полей, и прежде всего высокой температурой в недрах гидротермальных систем и величеной гидростатического давления.

        Восходящее движение или движение нагретых водных  масс в субгоризонтальном потоке в приповерхностных условиях обуславливает более глубокое проникновение инфильтрационных холодных вод к основанию гидротермальных систем.

                          Поверхностная гидротермальная активность

        В гидротермальных системах, в верхних частях которых имеется относительно проницаемый слой, вмещающий перегретые (по отношению к атмосферному давлению) воды и перекрывающийся водоупором (закрытая система), характер термальной активности определяется положением пьезометрического уровня.

        В гидротермальных системах с плотными трещиноватыми породами в верхних частях (относительно открытые системы) термопроявления представляют собой главным образом паровые струи, горячие и кипящие котлы.

        Химический состав гидротерм Камчатки типичен для вод районов активного вулканизма.

                  Проблема происхождения гидротермальных систем

        Формирование гидротерм можно объяснить только поступлением снизу горячего водного флюида – эндогенного пара, генерация которого не связана с внутрикоровыми магматическими телами, а является следствием самостоятельного глубинного процесса.

        Считают, что значительная часть флюида представляет собой возрожденные воды, а формирование гидротермальных систем – результат смешения его с подземными водами гидрогеологических структур.