Закономерности формирования макро- и микроэлементного состава аэрозольных фаз при эмиссии из почв, газогидротермальной деятельности и вулканических извержениях, Карпов Г.А.

В 2011 г. основные усилия в работе по гранту были направлены на сбор качественного материала и формирования базы данных по макро- и микроэлементному составу гидротерм и аэрозольных фаз вещества при газогидротермальной деятельности и вулканических извержениях на Камчатке и Курильских островах. Принимались во внимание особенности форм переноса вещества, связанного с базальтовым и андезитовым вулканизмом. Были отобраны точно датированные, разновысотные, привязанные к конкретным эпизодам извержений пробы свежих пеплов с базальтовых вулканов – Ключевского (Камчатка), Пик Сарычева, (о. Матуа, Курилы), Экарма (о. Экарма, Курилы) и андезитовых вулканов – Карымского, Безымянного, Шивелуча, Кизимена (Камчатка). Пробы пеплов обрабатывались по стандартной методике (просушка, взвешивание с расчетом массы, выпавшей на 1 м2 площади, квартование, отбор на химический анализ, расситовка на фракции, отбор на микроэлементный анализ по фракциям, бинокулярный отбор рудной фазы на прецизионный микрозондовый и рентгеноструктурный анализы и электронную микроскопию). Из большеобъемных проб пеплов делалась водная вытяжка, с последующими анализами макро-, микросостава элементов. В гидротермальных системах кальдер Узон, Долины Гейзеров, Академии Наук, Паужетки и Мутновской ГеоТЭС были опробованы выходы газогидротерм с использованием ультрафильтрации «in situ» и фиксацией проб, отбираемых на микроэлементы, HNO3 Merck. На всех опробованных источниках отбирались по 2 параллельные пробы или разновременные пробы с одного объекта. В вулкано-тектонической структуре Узон проведены исследования по изучению транспорта ртути (Мухамадиярова, 2011; Alekhin et al, 2011; Алехин и др., 2011). Изучена растворимость металлической ртути и ее основных форм в воде. Подтверждается версия о доминировании формы Hgо (р-р) при высоких температурах, а для 25 оС найдена константа реакции Hg0 (ж) ?? Hgо (р-р) (lg К = lg m = — 8.01) при преобладании окисленных форм ртути в области низких температур (20-80 оС). В пеплах уже обнаружены самородные Fe, Ni, Cu, Zn, многочисленные шарики рудного и нерудного вещества, а также оксиды и сульфиды железа, муассонит (?), циркон (?). В сотрудничестве с коллегами СО РАН изучен групповой состав современных естественных нефтепроявлений в кальдере Узон ( Камчатка), пространственно связанных с зоной As-Sb-Hg оруденения и экструзией кислого состава ( Конторович, Бортникова, Карпов и др., 2011).Во фракции насыщенных углеводородов идентифицированы н-алканы, алифатические изопренаны, стераны и терпаны. Определен изотопный состав углерода фоссилизированного органического вещества (?13С = -28.3‰). Исходя из состава углеводородов-биомаркеров нефти и по соотношению четных и нечетных н-алканов (близкого к 1), сделан вывод о самом начале фазы нефтеобразования в кальдере. Проведен статистический анализ содержания редкоземельных элементов в выборке из шести гидрохимических типов газо-гидротерм Камчатки. Отмечена выдержанность содержаний РЗЭ практически во всех гидрохимических типах гидротерм Камчатки, причем содержание РЗЭ в них на 1.5-2 порядка превышают таковые в морской воде и приближаются по абсолютным значениям к флюидам подводно-океанических гидротермальных полей. Общим для них является относительный дефицит тяжелых РЗЭ. Отмечено бимодальное распределение в гидротермах высоких содержаний РЗЭ в параметрах: С элемент – рН и хорошая корреляция содержаний РЗЭ с хлорид-ионом и бором (Карпов и др., 2011). В итоге наших работ в 2011 г. отобрано и обрабатываются 12 проб пеплов, 14 проб газогидротерм и 6 проб парогазоконденсатов на гидро- и геохимические анализы (в том числе на определение в последних содержания и изотопии ртути), 10 проб свободных газов и 8 проб минеральных осадков. Из 7 проб пеплов выделено под бинокуляром 76 зерен рудного вещества.