Аккумулятивные формы рельефа в долинах с газогидротермальными проявлениями (на примере водотоков ряда вулканических массивов Курило-Камчатского региона)

В долинах водотоков геотермальных зон, где отмечены проявления газогидротермальной активности, процессы рельефообразования сопровождаются химическим и термальным воздействием. Установлено, что в таких долинах 1) происходит формирование специфических аккумулятивных форм микро- и мезорельефа как в руслах, так и на бортах; 2) идет вторичная проработка гидротермальными растворами аллювиальных отложений и коренных пород, которая вызывает кардинальное изменение как их свойств, так и особенностей протекания флювиальных процессов; 3) активизируются склоновые процессы, сопровождающиеся формированием оползневых тел и обвальных масс, благодаря чему в днищах идет аккумуляция смещенного склонового материала с последующим его переотложением селями. Проведена типизация форм аккумулятивного рельефа, образование которых связано с газогидротермальной активностью, в пределах речных долин 4 вулканических массивов: на Курильских о-вах (вулкан Менделеева на о-ве Кунашир и Баранского на о-ве Итуруп) и Камчатке (вулкан Мутновский и Узон-Гейзерная кальдера). Выделены основные формы аккумулятивного микро- и мезорельефа, связанные с различными проявлениями газогидротермальной активности; дана их характеристика, описаны морфометрические параметры. Типичными процессами в долинах геотермальных зон являются не только образование разнообразных натечных форм и цементация отложений поймы и террас в местах выхода минерализованных термальных вод, но и формирование иногда достаточно крупных оползневых псевдотеррас и перегораживание водотоков плотинами, сложенными склоновым и селевым материалом. Под воздействием кислых растворов может происходить активное выветривание коренных пород и валунногалечного материала до глин. Нередко отложения поймы и террас, морфологически выглядящие как типичный аллювий, на деле представляют собой глинистую массу и легко размываются поверхностными водами. При затухании газогидротермальной деятельности оползневые тела и натечные формы зарастают и морфологически похожи на обычные речные террасы.

1. Вакин Е.А., Кирсанов И.Т., Кирсанова Т.П. Термальные поля и горячие источники Мутновского вулканического района // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 1976. С. 85–114.

2. Белоусов В.И., Сугробов В.М. Геологическая и гидрогеологическая обстановка геотермальных районов и гидротермальных систем Камчатки // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 1976. С. 5–22.

3. Лебедев Л.М., Зотов А.В., Никитина И.Б., Дуничев В.М., Шурманов Л.П. Современные процессы минералообразования на вулкане Менделеева (о-в Кунашир). М.: Наука, 1980. 176 с.

4. Леонов В.Л., Гриб Е.Н., Карпов Г.А., Сугробов В.М., Сугробова Н.Г., Зубин М.И. Кальдера Узон и Долина Гейзеров / Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука, 1991. Т. II. С. 94–141.

5. Рычагов С.Н. Гидротермальная система вулкана Баранского (о. Итуруп): модель геологической структуры // Вулканология и сейсмология. 1993. № 2. С. 59–75.

6. Рычагов С.Н., Щегольков Ю.В. Минеральные новообразования на поверхности зерен пирита НижнеКошелевской геотермальной аномалии, Южная Камчатка // Руды и металлы. 2011. № 2. С. 52–57.

7. Сугробов В.М., Сугробова Н.Г. Особенности разгрузки высокотемпературных подземных вод в Долине Гейзеров // Вопросы географии Камчатки. Петропавловск-Камчатский. 1990. Вып. 10. С. 81–89.

8. Чудаев О.В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2003. 203 с.

9. Чудаев О.В., Чудаева В.А., Карпов Г.А., Эдмундс У.М. Геохимия вод основных геотермальных районов Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 2000. 157 с.

10. Сугробов В.М., Сугробова Н.Г., Дрознин В.А., Карпов Г.А., Леонов В.Л. Жемчужина Камчатки – Долина Гейзеров. Научно-популярный очерк, путеводитель. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2009. 108 с.

11. Фролова Ю.В., Ладыгин В.М., Рычагов С.Н. Инженерно-геологические особенности гидротермально-метасоматических пород Камчатки и Курильских островов // Инженерная геология. 2011. № 3. С. 40–54.

12. Фролова Ю.В., Гвоздева И.П., Чернов М.С., Кузнецов Н.П. Инженерно-геологические аспекты гидротермальных преобразований туфогенных пород Долины гейзеров (полуостров Камчатка) // Инженерная геология. 2015. № 6. С. 30–42.

13. Фролова Ю.В., Зеркаль О.В., Гвоздева И.П. Влияние гидротермальных преобразований на физико-механические свойства туфогенных пород Долины гейзеров и их роль в формировании оползней // Геодинамические процессы и природные катастрофы / Тезисы докл. III Всерос. научн конф. с межд. участием. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2019. С. 186.

14. Бортникова С.Б., Бессонова Е.П., Гора М.П., Шевко А.Я., Панин Г.Л., Жарков Р.В., Ельцов И.Н., Котенко Т.А., Бортникова С.П., Манштейн Ю.А., Котенко Л.В., Козлов Д.Н., Абросимова Н.А., Карин Ю.Г., Поспеева Е.В., Казанский А.Ю. Газогидротермы активных вулканов Камчатки и Курильских островов: состав, строение, генезис. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2013. 282 с.

15. Жарков Р.В. Термальные источники Южных Курильских островов / Отв. ред. О.В. Чудаев. Владивосток: Дальнаука, 2014. 378 с.

16. Kalacheva E.G., Taran Yu.A., Kotenko T.A., Inguaggiato S., and Voloshina E.V. The hydrothermal system of Mendeleev volcano, Kunashir Island, Kuril Islands: the geochemistry and the transport of magmatic components // J. of Volcanology and Seismology. 2017. Vol. 11. No. 5. P. 335–352. https://doi.org/10.1134/S0742046317050037

17. Лебедев Л.М., Дуничев В.М., Никитина И.Б., Цепин А.И. К минералогии натечных кремнистых кор в долине р. Лесной, о-в Кунашир // Современные гидротермы и минералообразование. М.: Наука, 1988. С. 89–97.

18. Барабанов Л.Н. Гидротермы Курильской вулканической области. Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии РАН, 1976. 460 с.

19. Bragin I.V., Chelnokov G.A., and Kharitonova N.A. Geochemistry of thermal springs at Baransky volcano, Southern Kuriles (Russia) // Environ. Earth Sci. 2019. Vol. 78. № 3. P. 79–89.

20. Zharkov R.V. Active Volcanoes and Thermal Springs of Kunashir Island (Russia) // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 459. No. 2. 022039. https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/2/022039

21. Мархинин Е.К., Стратула Д.С. Гидротермы Курильских островов М.: Наука, 1977. 212 с.

22. Жарков Р.В., Побережная Т.М. Влияние сольфатарно-гидротермальной деятельности вулканов на компоненты ландшафтов (влк. Менделеева, о-в Кунашир, Курильские острова) // Вестник ДВО РАН. 2008. № 1. С. 53–58.

23. Побережная Т.М. Геохимия природных и техногенных ландшафтов Сахалина и Южных Курильских островов. Владивосток: Дальнаука, 2010. 124 с.

24. Двигало В.Н., Мелекесцев И.В. Геолого-геоморфологические последствия катастрофических обвальных и обвально-оползневых процессов в Камчатской Долине Гейзеров (по данным аэрофотограмметрии) // Вулканология и сейсмология. 2009. № 5. С. 24–37.

25. Пинегина Т.К., Делемень И.Ф., Дрознин В.А., Калачева Е.Г., Чирков С.А., Мелекесцев И.В., Двигало В.Н., Леонов В.Л., Селиверстов Н.И. Камчатская Долина гейзеров после катастрофы 3 июня 2007 г. // Вестник ДВО РАН. 2008. № 1. С. 33–44.

26. Лебедева Е.В., Сугробов В.М., Чижова В.П., Завадская А.В. Долина р. Гейзерной (Камчатка): гидротермальная деятельность и особенности рельефообразования // Геоморфология. 2020. № 2. С. 60–73.

27. Атлас долины реки Гейзерной в Кроноцком заповеднике/ Ред. Завадская А.В. М.: Красанд, 2015. 88 с.

28. Пийп Б.И. Термальные ключи Камчатки // Труды СОПС АН СССР. Сер. Камчатская. 1937. Вып. 2. 268 с.

29. Ellis A.J. and Mahon W.A.J. Natural hydrothermal systems and experimental hot water/rock interaction // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1964. Vol. 28. P. 1323–1357.

30. Giggenbach W.F. Mass transfer in hydrothermal alteration systems – a conceptual approach / Geochimica et Cosmochimica Acta. 1984. Vol. 48. P. 2693–2711.

31. Таран Ю.А., Пилипенко В.П., Рожков А.М. Геохимия гидротермальных растворов и газов Мутновской гидротермальной системы // Геотермические и геохимические исследования высокотемпературных гидротерм. М.: Наука, 1986. 207 с.

32. Hedenquist J.W. and Browne P.R.L. The evolution of the Waiotapu geothermal system, New Zealand, based on the chemical and isotopic composition of its fluids, minerals and rocks // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1989. Vol. 53. P. 2235–2257.

33. Абросимова Н.А. Геохимия газогидротермальных источников вулканов Эбеко и Мутновский. Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Томск: ИНГиГ, 2013. 19 с.

34. Кононов В.И. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма. М.: Наука, 1983. 215 с.

35. Churchill D.M., Manga M., Hurwitz S., Peek S., Damby D.E., Conrey R., Wood J.R., Blaine McCleskey R., Keller W.E., Hosseini B., and Hungerford J.D.G. The structure and volume of large geysers in Yellowstone National Park, USA and the mineralogy and chemistry of their silica sinter deposits// J. of Volcanology and Geothermal Research. 2021. 107391. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2021.107391

36. Скляров Е.В., Федоровский В.С., Кулагина Н.В., Склярова О.А., Сковитина Т.М. Позднечетвертичная “Долина гейзеров” на западе Байкальского рифта (Ольхонский регион). ДАН. 2004. Т. 395. № 3. С. 1–5.

37. Великославинский C.Д., Котов А.Б., Скляров Е.В., Сковитина Т.М., Толмачева Е.В., Склярова О.А., Прокопов Н.С. Геохимические особенности и флюидный режим формирования позднечетвертичных гейзеритов Приольхонья и о. Ольхон (Байкальская рифтовая зона) // ДАН. 2017. Т. 474. № 4. С. 465– 470.

38. Lynn B.Y. Mapping vent to distal-apron hot spring paleo-flow pathways using siliceous sinter architecture // Geothermics. 2012. Vol. 43. P. 3–24.

39. Campbell K.A., Guido D.M., John D.A., Vikre P.G., Rhys D., and Hamilton A. The Miocene Atastra Creek sinter (Bodie Hills volcanic field, California and Nevada): 4D evolution of a geomorphically intact siliceous hot spring deposit // J. of Volcanology and Geothermal Research. 2018. Vol. 370. P. 65–81. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2018.12.006

40. Churchill D.M., Manga M., Hurwitz S., Peek S., Licciardi J.M. and Paces J.B. Dating silica sinter (geyserite): A cautionary tale // J. of Volcanology and Geothermal Research. 2020. Vol. 402. 106991. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.106991

41. Ладыгин В.М., Фролова Ю.В., Рычагов С.Н. Преобразование эффузивных пород под воздействием кислотного выщелачивания поверхностными термальными водами (геотермальная система Баранского, о. Итуруп) // Вулканология и сейсмология. 2014. № 1. С. 20–37.

42. Лебедева Е.В. Виды воздействия вулканической и поствулканической деятельности на флювиальный рельеф // Геоморфология. 2019. № 4. С. 49–66.

43. Лебедева Е.В. Особенности селеформирования в вулканических регионах // Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита / Тр. 6-й междунар. конф. (Душанбе–Хорог, Таджикистан). Т. 1. Отв. ред. С.С. Черноморец, К.С. Висхаджиева. Душанбе: ООО “Промоушн”, 2020. С. 460–469.

44. Лебедева Е.В. Цепочки катастрофических геоморфологических процессов в речных долинах вулканических регионов // Геоморфология. 2018. № 4. С. 38–55.