Концептуальная модель формирования азотных термальных вод в кристаллических массивах пород (на примере месторождения Кульдур)

Представлены результаты исследования влияния гидродинамических факторов на возникновение азотных термальных вод в кристаллических массивах на примере месторождения Кульдур. Рассмотрены результаты двухмерного моделирования (на базе FEFLOW) нескольких вариантов формирования и циркуляции терм в районе исследования. Параметры модели включали в себя температуру (130–140 °С), рассчитанную на основе геотермометров, и время пребывания вод в массиве пород (68 800–254 000 лет), оцененное с помощью ¹⁴Си ⁴Не-датирования. Результаты моделирования показывают, что именно фильтрационные параметры гранитного массива — основной фактор, контролирующий динамику движения флюида и как следствие относительный возраст термальных вод. Также установлено, что фильтрационные характеристики разломной зоны существенно влияют на температуру разгрузки термальных вод.

1. Альтовский М.Е. Справочник гидрогеолога. М.: Госгеолтехиздат, 1962. 124 с.

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

3. 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.

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

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

6. Смыслов А.А. Карта геотермического режима земной коры территории СССР масштаба: 1:1 000 000. М.: Министерство геологии СССР, 1977.

7. 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.

8. Харитонова Н.А., Лямина Л.А., Челноков Г.А. и др. Химический и изотопный состав термальных вод месторождения Кульдур (ЕАО, Россия)// Вестн. Моск. унта. Сер. 4. Геология. 2020. № 5. С. 77–91.

9. Diersch H.J.G. FEFLOW. Finite element modeling of flow, mass and heat transport in porous and fractured media. Berlin; Heidelberg: Springer–Verlag, 2014. 996 p.

10. Fournier R.O. A revised equation for the Na-K geothermometer // Geothermal Res. Council Transections. 1979. Vol. 3. P. 221–224.

11. Fournier R.O., Potter II R.W. A revised and expanded silica (quartz) geothermometer // Geothermal Res. Council Bulle. 1982. Vol. 11. P. 3–12.

12. Giggenbach W.F. Geothermal solute equilibria. Derivation of Na–K–Mg–Ca geoindicators // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1988. Vol. 52. P. 2749–2765.

13. Ingebritsen S.E., Manning C.E. Geological implications of a permeability-depth curve for the continental crust // J. Geology. 1999. Vol. 27. P. 1107–10.

14. Ingebritsen S.E., Manning C.E. Permeability of the continental crust: dynamic variations inferred from seismicity and metamorphism // J. Geofluids. 2010. Vol 10. P. 193–205.

15. Kipfer R., Aeschbach-Hertig W., Peeters F., Stute M. Noble gases in lakes and ground waters // Rev. in Mineral. and Geochem. 2002. Vol. 47. P. 615–700.

16. Lyamina L.A., Kharitonova N.A., Karabtsov A.A. Chemical and mineralogical composition of water-bearing materials of the Kuldur geothermal reservoir (Jewish Autonomous Region) // J. IOP Conference Series: Earth and Environ. Scie., 2020. Vol. 459, N 4. P. 1–7.

17. Pepin J., Person M., Phillips F. et al. Deep fluid circulation within crystalline basement rocks and the role of hydrologic windows in the formation of the Truth or Consequences, New Mexico low-temperature geothermal system // Geofluids. 2015. Vol. 15. P. 139–160.

18. Shmonov V.M., Vitiovtova V.M., Zharikov A.V., Grafchikov A.A. Permeability of the continental crust: implications of experimental data // J. Geochem. Explo. 2003. Vol. 2. P. 78–79.

19. Zhenjiao Jiang, Tianfu Xu, Gregoire Mariethoz. Numerical investigation on the implications of spring temperature and discharge rate with respect to the geothermal background in a fault zone // Hydrogeol. J. 2018. Vol. 26. P. 2121–2132.