geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.33623/0579-9406-2020-1-88-96geolmsu-224Research ArticleСтатьиГеохимия редкоземельных элементов в водах и вторичных минеральных отложениях термальных источников КамчаткиGeochemistry of rees in the natural waters and the secondary phases from thermal fields of KamchatkaЧелноковГ. А.ChelnokovG. A.

руководитель лаборатории, вед. науч. с., Геологический институт РАН, лаборатория тепломассопереноса, вед. науч. с.

690022, Владивосток, проспект 100-летия, 159

prospect 100-letya 159, Vladivostok, 690022

geowater@mail.ruХаритоноваН. А.KharitonovaN. A.

геологический факультет, кафедра гидрогеологии, профессор, докт. геол.-минер. н.

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, 1;

лаборатория геохимии гипергенных процессов, гл. науч. с.

690022, Владивосток, проспект 100-летия, 159

prospect 100-letya 159, Vladivostok, 690022;

119991, GSP-1, Leninskiye Gory, 1

tchenat@mail.ruБрагинИ. В.BraginI. V.

лаборатория геохимии гипергенных процессов, ст. науч. с.

690022, Владивосток, проспект 100-летия, 159

prospect 100-letya 159, Vladivostok, 690022

bragin_ivan@mail.ruАсееваА. В.AseevaA. V.

лаборатория генетической минералогии и петрологии, ст. науч. с.

690022, Владивосток, проспект 100-летия, 159

prospect 100-letya 159, Vladivostok, 690022

barkar_anna@mail.ruБушкареваК. Ю.BushkarevaK. Yu.

лаборатория нано- и микроисследований, аспирант

690022, Владивосток, проспект 100-летия, 159

prospect 100-letya 159, Vladivostok, 690022

datace@mail.ruЛяминаЛ. А.LiaminaL. A.

геологический факультет, кафедра гидрогеологии, аспирант

690022, Владивосток, проспект 100-летия, 159

prospect 100-letya 159, Vladivostok, 690022

lyamina-96@list.ruДальневосточный геологический институт ДВО РАНРоссияFar East Geological Institute FEB RASRussian FederationМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Дальневосточный геологический институт ДВО РАНРоссияFar East Geological Institute FEB RAS; Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияFar East Geological Institute FEB RASRussian Federation202028022020018896Copyright © Челноков Г.А., Харитонова Н.А., Брагин И.В., Асеева А.В., Бушкарева К.Ю., Лямина Л.А., 20202020Челноков Г.А., Харитонова Н.А., Брагин И.В., Асеева А.В., Бушкарева К.Ю., Лямина Л.А.Chelnokov G.A., Kharitonova N.A., Bragin I.V., Aseeva A.V., Bushkareva K.Y., Liamina L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/224

Исследовано распределение редкоземельных элементов (РЗЭ) в поверхностных и подземных водах, водовмещающих породах, а также в минеральных новообразованиях, формируемых термальными водами Паратунской и Вилючинской гидротермальных систем Камчатки. Установлено, что содержание РЗЭ, их распределение и фракционирование отличаются в зависимости от геохимического типа вод, а также pH–Eh условий водоносного горизонта. Для всех вод характерно преобладание растворенной формы водного переноса РЗЭ, которая превышает перенос РЗЭ с коллоидами в тысячи раз. Показано, что в областях разгрузки изученных термальных вод широко распространены новообразования карбонатов, сульфатов и силикатов, в том числе кальцит, гипс, аморфный опал. Интенсивность процесса перераспределения РЗЭ в системе порода–вода–вторичные отложения очень низкая в водах сульфатного типа, где РЗЭ мигрируют преимущественно в виде РЗЭ•[SO4]+. В то же время осаждение РЗЭ в виде новообразованных минеральных фаз наиболее активно происходит в гидрокарбонатных водах, в которых водная миграция РЗЭ осуществляется в виде РЗЭ•[CO3]+ .

A study of the distribution of rare-earth elements in surface and underground waters, waterbearing rocks, as well as secondary mineral formed by the thermal waters of the Paratunka and Viluchinsky hydrothermal systems of Kamchatka was carried out. It was found that the REE content, their distribution and fractionation differ depending on the geochemical type of water, as well as the pH–Eh of the aquifer. All waters are characterized by the predominance of the dissolved form of the REE water transfer, which exceeds the transfer of REE with colloids by a factor of a thousand. It has been shown that in the discharge areas of the studied thermal waters carbonates, sulfates and silicates, including calcite, gypsum, and amorphous opal, are widespread. The intensity of the REE redistribution process in the rock-water-secondary deposits system is very weak in waters where REEs are associated with sulfates. At the same time, REEs bound in water with carbonate complexes most actively accumulate in newly formed mineral phases.

термальные водывторичные отложениятравертиныРЗЭКамчаткаthermal watersmineral precipitatestravertineREEKamchatkaРабота выполнена при содействии гранта Дальневосточного отделения Российской Академии наук (проект № 18-2-003), особенности распределения редкоземельных элементов в водах термальных систем Паратунка и Вилючинский изучены при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 18-17-00245).ReferencesБлохин М.Г., Чудаев О.В., Зарубина Н.В. Определение элементного состава взвешенной части вещества в водах рек Приморья с использованием методов плазменной спектроскопии // Мат-лы Второй Всеросс. конф. с международным участием «Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами». Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 555–558.Блохин М.Г., Чудаев О.В., Зарубина Н.В. Определение элементного состава взвешенной части вещества в водах рек Приморья с использованием методов плазменной спектроскопии // Мат-лы Второй Всеросс. конф. с международным участием «Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами». Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 555–558.Боровцов А.К., Марковский Б.А. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Серия Южно-Камчатская, лист N-57-XXVI. Объяснит. записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2002. 300 с.Боровцов А.К., Марковский Б.А. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Серия Южно-Камчатская, лист N-57-XXVI. Объяснит. записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2002. 300 с.Карпов Г.А., Николаева А.Г., Алехин Ю.А. Содержание и источники редкоземельных элементов в современных вулканогенных гидротермальных системах Камчатки // Петрология. 2013. Т. 21, № 2. С. 163–176.Карпов Г.А., Николаева А.Г., Алехин Ю.А. Содержание и источники редкоземельных элементов в современных вулканогенных гидротермальных системах Камчатки // Петрология. 2013. Т. 21, № 2. С. 163–176.Манухин Ю.Ф., Ворожейкина Л.А. Гидрогеология Паратунской гидротермальной системы и условия ее формирования // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток, 1976. С. 143–178.Манухин Ю.Ф., Ворожейкина Л.А. Гидрогеология Паратунской гидротермальной системы и условия ее формирования // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток, 1976. С. 143–178.Набоко С.И. Две генетические группы вулканических вод и их минерало- и рудообразующее значение // Современные минералообразующие растворы. Петропавловск-Камчатский, 1970. C. 7–8.Набоко С.И. Две генетические группы вулканических вод и их минерало- и рудообразующее значение // Современные минералообразующие растворы. Петропавловск-Камчатский, 1970. C. 7–8.Набоко С.И. Эволюция гидротермальных систем и их металлоносность // Эволюция вулканизма в истории Земли. М.: Наука, 1974. C. 391–400.Набоко С.И. Эволюция гидротермальных систем и их металлоносность // Эволюция вулканизма в истории Земли. М.: Наука, 1974. C. 391–400.Набоко С.И., Карпов Г.А., Главатских С.Ф. Минералого-геохимические особенности Апапельских термальных источников // Бюлл. вулканолог. ст. 1977. № 53. C. 102–110.Набоко С.И., Карпов Г.А., Главатских С.Ф. Минералого-геохимические особенности Апапельских термальных источников // Бюлл. вулканолог. ст. 1977. № 53. C. 102–110.Новгородова М.И., Веретенников В.М., Боярская Р.В. Дрынкин В.И. Геохимия элементов-примесей в золотоносном кварце // Геохимия. 1984. № 3. С. 370–383.Новгородова М.И., Веретенников В.М., Боярская Р.В. Дрынкин В.И. Геохимия элементов-примесей в золотоносном кварце // Геохимия. 1984. № 3. С. 370–383.Светова Е.Н., Светов С.А., Данилевская Л.А. Редкие и редкоземельные элементы в кварце как индикаторы условий минералообразования // Тр. КарНЦ РАН. 2012. № 3. С. 137–144.Светова Е.Н., Светов С.А., Данилевская Л.А. Редкие и редкоземельные элементы в кварце как индикаторы условий минералообразования // Тр. КарНЦ РАН. 2012. № 3. С. 137–144.Харитонова Н.А., Вах Е.А., Челноков Г.А. и др. Геохимия редкоземельных элементов в подземных водах Сихотэ-Алинской складчатой области (Дальний Восток России) // Тихоокеан. геология. 2016. Т. 35, № 2. С. 68–82.Харитонова Н.А., Вах Е.А., Челноков Г.А. и др. Геохимия редкоземельных элементов в подземных водах Сихотэ-Алинской складчатой области (Дальний Восток России) // Тихоокеан. геология. 2016. Т. 35, № 2. С. 68–82.Чудаев О.В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2003. 216 с.Чудаев О.В. Состав и условия образования современных гидротермальных систем Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2003. 216 с.Чудаев О.В., Челноков Г.А., Брагин И.В. и др. Геохимические особенности распределения основных и редкоземельных элементов в Паратунской и Большебанной гидротермальных системах Камчатки // Тихоокеан. геология. 2016. Т. 35, № 6. С. 102–119.Чудаев О.В., Челноков Г.А., Брагин И.В. и др. Геохимические особенности распределения основных и редкоземельных элементов в Паратунской и Большебанной гидротермальных системах Камчатки // Тихоокеан. геология. 2016. Т. 35, № 6. С. 102–119.Чудаев О.В. Чудаева В.А., Карпов Г.А. и др. Геохимия вод основных геотермальных районов Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 2000. 157 с.Чудаев О.В. Чудаева В.А., Карпов Г.А. и др. Геохимия вод основных геотермальных районов Камчатки. Владивосток: Дальнаука, 2000. 157 с.Чудаев О.В., Харитонова Н.А., Челноков Г.А. и др. Геохимические особенности поведения редкоземельных элементов в водах Дальнего Востока России в условиях природных и антропогенных аномалий. Владивосток: Дальнаука, 2017. 152 с.Чудаев О.В., Харитонова Н.А., Челноков Г.А. и др. Геохимические особенности поведения редкоземельных элементов в водах Дальнего Востока России в условиях природных и антропогенных аномалий. Владивосток: Дальнаука, 2017. 152 с.Чудненко К.В. Селектор — Windows // Программное средство расчета химических равновесий минимизацией термодинамических потенциалов. Краткая инструкция. Иркутск, 2003. 90 с.Чудненко К.В. Селектор — Windows // Программное средство расчета химических равновесий минимизацией термодинамических потенциалов. Краткая инструкция. Иркутск, 2003. 90 с.Bragin I.V., Kharitonova N.A., Chelnokov G.A. et al. REY geochemistry in groundwater from Paratunka geothermal area (Kamchatka peninsula, Far East of Russia) // Environm. Earth Sci. 2018. Vol.77. P. 376–389. Doi 10.1007/s12665-018-7571-7.Bragin I.V., Kharitonova N.A., Chelnokov G.A. et al. REY geochemistry in groundwater from Paratunka geothermal area (Kamchatka peninsula, Far East of Russia) // Environm. Earth Sci. 2018. Vol.77. P. 376–389. Doi 10.1007/s12665-018-7571-7.Elderfield H., Upstill-Goddard R., Sholkovitz E. The rare earth elements in rivers, estuaries, and coastal seas and their significance to the composition of ocean waters // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1990. Vol. 54. P. 971–991. Doi 10.1016/0016-7037(90)90432-K.Elderfield H., Upstill-Goddard R., Sholkovitz E. The rare earth elements in rivers, estuaries, and coastal seas and their significance to the composition of ocean waters // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1990. Vol. 54. P. 971–991. Doi 10.1016/0016-7037(90)90432-K.Taylor S.R. Abundance of chemical elements in the continental crust: a new table // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1964. Vol. 28, N 8. P. 1273–1285.Taylor S.R. Abundance of chemical elements in the continental crust: a new table // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1964. Vol. 28, N 8. P. 1273–1285.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.