Химический и изотопный состав азотных термальных вод месторождения Кульдур (ЕАО, Россия)

Представлены результаты гидрогеохимического исследования низкоминерализованных термальных вод месторождения Кульдур (Еврейская АО, Россия). Отличительные черты этих вод — достаточно высокая температура (73 ᵒС), низкая минерализация (до 0,38 г/л) и щелочная среда (рН 9). Самый распространенный катион — натрий, а анион — гидрокарбонат. Воды обогащены фтором, кремнием, алюминием, вольфрамом, молибденом и рядом других анионогенных элементов. Приведены детальные характеристики химического и минерального состава водовмещающих (интрузивных) пород и выявлены источники основных солевых компонентов в водах. Исследования попутных газов показывают, что основной компонент газовой фазы (N₂) имеет преимущественно атмогенный генезис, в то время как CH₄ и CO₂ — биогенные. Аргон и кислород также имеют воздушное происхождение, гелий преимущественно радиогенно-коровый. Изотопные характеристики кислорода и водорода в водной фазе свидетельствуют, что воды, несомненно, метеогенные с длительным периодом циркуляции. Установлено, что термальные воды месторождения формируются в результате проникновения метеорных вод на глубину 4 км, прогреваясь при этом до 100 ᵒС. Растворенные химические компоненты, составляющие солевую фазу, поступают при растворении коренных пород, однако поскольку циркуляция вод происходит в массивах скальных труднорастворимых гранитоидов, то, соответственно, минерализация вод остается низкой.

1. Барабанов Л.Н., Дислер В.Н. Азотные термы СССР / Отв. ред. В.В. Иванов. М.: Геоминвод ЦНИИ КиФ, 1968. 120 с.

2. Барышников Г.Я., Елисеев В.А. Термальные лечебные воды кремнистого состава Алтае-Саянской горной страны // Изв. Алтайского гос. ун-та. 2009. № 3 (63). С. 41–47.

3. Бучко И.В., Сорокин А.А., Кудряшов Н.М. Позднепалеозойские габброиды Малохинганского террейна (восточная часть Центрально-Азиатского складчатого пояса): возраст, геохимия, тектоническая позиция // Тихоокеанская геология. 2013. № 3. С. 44–54.

4. Демонова А.Ю., Харитонова Н.А., Брагин И.В. и др. Микрокомпонентный состав низкоминерализованных терм Гиссарского хребта (Памиро-Алайская горная система)// Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330, № 9. С. 7–20.

5. Демонова А.Ю., Харитонова Н.А., Корзун А.В. и др. Химический состав азотных термальных вод бальнеоклиматического курорта Ходжа-Оби-Гарм (Таджикистан) // Вестн Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2017. № 5. С. 77–84.

6. Замана Л.В. Изотопный состав водорода и кислорода азотных гидротерм Байкальской рифтовой зоны с позиций взаимодействия в системе вода–порода // Докл. РАН. 2012. Т. 442, № 1. С. 102–106.

7. Киреева Т.А., Салихов Ф.С., Бычков А.Ю., Харитонова Н.А. Химический состав и условия формирования некоторых термальных источников Таджикистана // Геохимия. 2020. Т. 65, № 3. С. 1–12.

8. Компаниченко В.Н., Потурай В.А. Гидрогеохимическая зональность и эволюция состава Кульдурских терм (Дальний Восток) // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2015. № 6. С. 521–534.

9. Кулаков В.В. Геолого-структурные и геотермальные условия формирования термальных подземных вод Приамурья // Тихоокеанская геология. 2014. Т. 33, № 5. С. 66–79.

10. Кулаков В.В., Сидоренко С.В. Минеральные воды и лечебные грязи Приамурья. Хабаровск: Дальневосточный гос. мед. ун-т, 2017. 474 с.

11. Лаврушин В.Ю. Подземные флюиды Большого Кавказа и его обрамления. М.: ГЕОС, 2012. 384 с.

12. Пиннекер Е.В. Закономерности распространения и формирования подземных вод // Проблемы региональной гидрогеологии. М.: Наука, 1977. 195 с.

13. Плюснин А.М., Замана Л.В., Шварцев С.Л. и др. Гидрогеохимические особенности состава азотных терм байкальской рифтовой зоны // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 5.С. 647—664.

14. Поляк Б.Г., Толстихин И.Н., Якуцени В.П. Изотопный состав гелия и тепловой поток — геохимический и геофизический аспекты тектогенеза // Геотектоника. 1979. № 5. C. 3–23.

15. Потурай В.А. Органическое вещество в подземных и поверхностных водах района Кульдурского месторождения термальных вод, Дальний Восток России // Вестн. КРАУН. Науки о Земле. 2013. Вып. 21, № 1. С. 169–182.

16. Рычкова К.М. Тепловой поток Тувы по изотопногелиевым и геотермическим данным: Автореф. канд. дисс. Новосибирск, 2009. 25 с.

17. Славянов Н.Н. Термы и газы Тянь-Шаня. М.: Издво АН СССР, 1938. Сорокин А.А., Котов А.Б., Сальникова Е.Б. и др. Гранитоиды тырмо-буреинского комплекса северной части Буреинско-Цзямусинского супертеррейна Центрально-Азиатского складчатого пояса: возраст и геодинамическая позиция // Геология и геофизика. 2010. № 5. С. 717–728.

18. Челноков Г.А., Брагин И.В., Харитонова Н.А. и др. Геохимия и условия формирования Ульского термального источника (Охотоморское побережье, Хабаровский край) // Тихоокеанская геология. 2019. Т. 38, № 2. С. 73–85.

19. 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.

20. Шварцев С.Л., Замана Л.В., Плюснин А.М., Токаренко О.Г. Равновесие азотных терм байкальской рифтовой зоны с минералами водовмещающих пород как основа для выявления механизмов их формирования // Геохимия. 2015. № 8. С. 720–733.

21. Шестакова А.В., Гусева Н.В. Применение геотермометров для оценки глубинных температур циркуляции термальных вод на примере Восточной Тувы // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. № 1. С. 25–36.

22. Belhai M., Fujimitsu Y., Bouchareb-Haouchine F. et al. A hydrochemical study of the Hammam Righa geothermal waters in north-central Algeria // Acta Geochimica. 2016. Vol. 35. P. 271–287.

23. Bragin I.V., Chelnokov G.A., Chudaev O.V. et al. Geochemistry of thermal Waters of continental margin of far East of Russia // Acta Geologica Sinica (English edition). 2016. Vol. 90, N 1. P. 276–284. DOI: 10.1111/1755-6724.12657.

24. 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) // Environ. Earth Sci. 2018. Vol. 77. P.376–389. DOI: 10.1007/s12665-018-7571-7.

25. Bragin I.V., Chelnokov G.A., Kharitonova N.A. Geochemistry of thermal springs at Baransky volcano, Southern Kuriles (Russia) // Environ. Earth Sci. Vol. 78. P. 79–89.

26. Chelnokov G., Bragin I., Kharitonova N. Hydrochemistry of thermal waters in crystalline rocks of the Sikhote-Alin ridge, far East of Russia // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 98. DOI: org/10.1051/e3sconf/20199807006

27. Haskin M.A., Haskin L.A. Rare earths in European shales: a redetermination // Science. 1966. Vol. 154. P. 507–509.

28. Fournier R.O., Potter II R.W. A Revised and expanded silica (quartz) // Geothermometer. Geothermal Resources Council Bull. 1982. Vol. 11, P. 3–12.

29. Pearce J.A., Harris N.B. W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // J. Petrol. 1984. Vol. 25. P. 956–983.

30. Sano Y., Wakita H. Geographical distribution of 3He/4He ratios in Japan: implications for arc tectonics and incipient magmatism // J. Geophys. Res. Solid Earth. 1985. Vol. 90 (B10). P. 8729–8742.

31. Sun S.-S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geol. Soc. 1989. Vol. 42. P. 313–345.