Катастрофическая деформация и последующая эволюция высокотемпературной геотермальной системы (стр. 6 из 8)
По гидрохимическому типу воды источников нейтральные азотно-углекислые сульфатно-хлоридные натриевые высококремнистые (см. табл. 4).Сопутствующие газы существенно отличаются от газов источников Академии Наук высоким содержанием СО2 и отсутствием О2.. В отдельных источниках наблюдаются ураганные всплески содержания метана (до 53%) и гелия до 0,02% , что не имеет пока удовлетворительного объяснения.
Состав источников ещееще не стабилизировался и видоизменяется с тенденцией приближения к типичным высокотемпературным гидротермам. Расположение и конфигурация выходов позволяеют предполагать, что данная группа источников, воронки фреатических взрывов на полуострове, очаг разгрузки гидротерм в кромке кратера Токарева связаны с единой термовыводящей зоной субмеридионального направления, активизированной при землетрясении.
Карымские источники ( группа VIII).
 |
| Рис. 3 |
Подводное извержение в озере и землетрясение привели к катастрофическим последствиям не только в кальдере Академии Наук, но и в кальдере Карымская. Мощными паводками, огромная масса пирокластического и резургентного материала была вынесена по реке в Термальную котловину. Река Карымская изменила русло. Отложения грязевых потоков нарушили или полностью заглушили многие минеральные источники и появились новые выходы гидротерм. При паводках тонкие глинистые илы осели слоем мощностью до 0,5 м в центральной части котловины, в местах максимального скопления горячих грифонов. Грубые пески мощностью до 1,5 м, перекрыли южную половину котловины (рис. 3). Изменения в характере разгрузки прослежены по всем основным термальным участкам. В августе 2000 г. были определены дебит и тепловая мощность по всем этим участкам. Результаты сравниваются с данными 1984 г. (табл. 5 ).
На Западном участке песком былаи забитаы восточная часть Тееплого озерка вместе с Главным грифоном и Теплая протока, соединявшая озерко с рекой. Две группы источников с температурой 39 -41o , ранее существовавшие на северном берегу озера оказались под селевыми осадками и исчезли в болоте, образованном вдоль новой протоки из озерка в реку . Карымская. Нисходящий источник Нарзан I, у западного обрывистого берега озерка, работает в прежнем режиме. В озерке и в новой протоке температура воды понизилась до 10o. Новая протока и ручей Н 3 , дренирующие термальный участок, выносят, по сравнению со старыми водотоками, вдвое меньше термальной воды. Возможно, часть воды погребеенных источников фильтруется в реку Карымскуюая под наносами.
На Центральном участке, на площадке в форме треугольника со сторонами 350 м, наблюдалось максимальное сосредоточие горячих источников. Форма источников необычная: конусообразный "лимонитовый бугор", высотой 0,5 - 0,8 м и, диаметром основания до 2 м., с округлым отверстием - газирующим грифоном сверху, из которого вытекает горячая вода, высаживая железистые осадки. Таких источников с температурой 36 -- 42о и дебитом до 0,5 л/с насчитывалось не менее 60. После паводков западная половина участка превратилась в обширное поле, покрытое глинистыми илами. Никаких признаков возрождения гидротермальной активности на этой площади нет. Восточная половина участка, примыкающая к реке, после паводков превратилась в топкое болото с теплыми озерками и множеством водяных воронок, возникших на месте смытых лимонитовых конусов. На болоте через травяной настил с тонким покровом илов местами просачивалась горячая вода, высаживая железистые осадки (температура 42 -- 45о ). К 2000 г. на термальном болоте сформировалось несколько хорошо выраженных лимонитовых грифонов с дебитом до 0,3 л/с и температурой 42-44о ( грифоны Горячий, Двойной ).
На юго-востоке Центрального участка, на сухой покрытой зарослями ольхового стланика площадке, ранее разгрузки гидротерм не наблюдалось. В 1996 г. на площадке, выходящей к обрыву реки, среди погибшего после паводков стланика, из почвы пробились фонтанчики горячей воды высотой до 20 см с температурой 37о. Собираясь в ручейки, вода стекает к реке. К 2000 г. на этом месте сформировалась хорошо выраженная термальная площадка размером 10 х 15 м с обильными железистыми осадками на поверхности. Выделяеются мощный грифон (Новый) и множество малых грифонов вокруг. Температура воды 38 - 43о. Видимый дебит стекающих к реке ручьев около 8 л/с.
На Центральном участке появившиеся вновь и возрожденные после паводков 1996 года источники выводят воду с максимальной минерализацией 2,8 г/л. Это эталонный для Карымских терм тип воды: углекислая, высококремнистая хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатная натриево-магниевая . Площадка, занятая лимонитовыми грифонами, имеет размеры 100 х 200м. Она тянется праллельно р.Карымская и трассируется той же системой водовыводящих трещин, что и Гнилая протока. В целом, по Центральному участку наблюдается некоторое увеличение дебита и, соответственно, возрасла тепловая мощность гидротерм - с 38 МВт в 1984 г., до 50 МВт в 2000 г. (см. табл. 5)
Южный участок протягивается вдоль Гнилой протоки от истоков до устья. В 1984 г. здесь отмечались только слабые высачивания теплой воды в болотах в истоках протоки и по обоим берегам в среднем течении. На Гнилой протоке, вскоре после январских событий, началось усиление гидротермальной деятельности. В дне протоки открылись газирующие трещины, на правому берегу, на высокой пойме, в нескольких местах забили грифоны с температурой воды 27о, образовались ручьи с дебитом до 5л/с,, сбрасывающие термальную воду в протоку. К 2000 г. характер разгрузки гидротерм на этом участке сильно изменился. Основная разгрузка терм переместилась под береговые обрывы и в русло протоки, где в дне образовались открытые трещины и воронкообразные углубления. Из них выбивают сильные газирующие струи воды с температурой 36 - 37о. По химическому составу новые грифоны отличаются от Карымских терм большей газонасыщенностью и более высоким содержанием Mg2+ и HCO3. Отличительной особенностью спонтанных газов Гнилой протоки является высокое содержание Не - 0,002 - 0,02%. В 1984 г. дебит термальной воды, стекающей в Гнилую протоку, был 30л/с, вынос тепла 5 МВт. В 2000 г. приток увеличился до 240 л/с, тепловая мощность до 46 МВт (см. табл. 5).
Простирание термовыводящих трещин Гнилой протоки субмеридиональное, в устьевой части при слиянии с р. Карымская - субширотное. Общая протяженность нового участка разгрузки вдоль Гнилой протоки 300 м. На отрезке в 150 м ниже устья Гнилой протоки на р. Карымская под береговыми обрывами и на правобережной пойме на продолжении трещинной зоны появились, такие же источники- грифоны.как продолжение трещинной зоны Гнилой протоки. На правобережье образовался мощный грифон Новая ванна с дебитом ~10 л/с (см. рис. 3). По температуре и химическому составу эти источники аналогичны нарзанам Гнилой протоки .
На Северном участке наблюдается частичное заиление термальных площадок, понижение дебита и температуры источников (с 30о до 25о и ниже) В пойме, в излучине р.Карымская, на выходе из Термальной котловины источники полностью замыты..
Высокодебитные нарзанные источники, выходящие из-под лав вулкана в 800 м от Термальной котловины ниже по течению р.Карымская, не изменились и работают в прежнем режиме.
Речной гидрохимический сток.
 |
| Рис. 4 |
Температура воды в реке ниже выходов гидротерм на истоке из озера в августе 2000 г. поднялась до 24o, и она приняла облик экзотического термального водотока. Русло окрасилось выпавшими гидроокислами в ярко оранжевый цвет, бурно развились колонии термофильных водорослей - пеестрых возле горячих источников и изумрудно-зелееных, в виде длинных тонких нитей, в русле.
Река Карымская собирает воду всех термоминеральных источников обеих кальдер. Периодические наблюдения за расходом и составом воды в реке на фиксированных створах дают возможность количественно оценить и сопоставить гидрохимический сток кальдер до и за 5 лет после событий 19966 г. Наблюдения велись на треех створах: Верхнем (ВС) на истоке реки, среднем (СС) - на входе в кальдеру Карымская, и нижнем (НС) - ниже Термальной котловины (см. рис. 1). Верхний створ показывает химическихй сток из озера, формирующийся при участии гидротерм I -- VI групп, СС - то же с приращением за счеет гидротерм VII группы, и "финишный" НС - включает вынос водами Термальной котловины. Химические анализы вод приведены в таблице 1. Наблюдения в 1984 г. сделаны в период весеннего паводка. Данные остальных лет получены в июле - августе, т. е. в меженный период и могут быть приняты за среднегодовые. По этим данным легко посчитать "ионный сток" из озера и на двух отрезках реки. Результаты таких расчетоврасчетов для макрокомпонентов показаны на рис. 4. Размер заштрихованных прямоугольников отвечает выносу вещества в единицу времени. Концентрации компонентов даны в эквивалентной форме, что позволяет получить представление о составе растворенныхрастворенных солей. Диаграммы отражают интегральную картину гидрохимических процессов и содержат большой объеем информации. Отметим только главное. Во все годы вынос вещества в кальдере Карымская кратно превосходит вынос в кальдере Академии Наук. Новые гидротермы в истоках реки выносят больше хлорида натрия, характерного компонента парогидротерм, чем все источники на берегах озера. В экстремальном 1996 году в кальдере Карымскойая вынос Na был в 9 раз, SO4 в 4, Cl в 2 и Mg в 4 раза больше, чем в кальдере Академии наук, где шло подводное извержение. Особенно велик был вынос сульфата натрия, по-видимому, за счетсчет вымывания продуктов ионно-обменных реакций из тонкодисперсных отложений грязевых потоков. В последующие годы идетидет относительная стабилизация гидрохимического стока.