Объекты использования глубинного тепла Земли

Такого рода система описана Макниттом в районе Калифорнийских Гейзеров (McNitt, 1961). Площадь термального поля и участки с поверхностной гидротермальной активностью имеют малые размеры; (первые единицы км²) в отличие от гидротермальных систем, характеризующихся развитием пород с поровой проницаемостью.

В районе Лардерелло наблюдаются хорошо проницаемые известняки и доломиты, перекрытые на значительной площади водоупорными сланцевыми глинами. Поэтому площади термальных полей, в недрах которых содержатся скопления нагретого пара, достигают 40 км², а площадь всей системы - 150 км².

На примере Больше-Банных термальных источников, расположенных в пределах развития источников паратунского типа, и характеризующихся таким же геологическим строением участка, их проявления можно видеть, что в значительной мере их образование - явление случайное, обусловленное чисто геологическим событием. Перед внедрением экструзивного купола произошло извержение пирокластического потока, который вблизи выхода термальных источников перегородил р. Банную. В результате запруды образовалось долинное озеро, в котором сформировался небольшой мощности чехол тонкообломочных осадочных пород; в последующем (когда перестало существовать озеро) он сыграл роль верхнего водоупора. В связи с его ограниченным распространением инфильтрационные воды попадают в систему и оказывают охлаждающее воздействие, чем и объясняется относительно небольшая их температура.

Кошелевский тип или геологические структуры современных гидротермальных систем вулканических построек. Изучение геологических структур гидротермальных систем этого типа началось на Камчатке одновременно с изучением других гидротермальных систем. Они, так же как системы Паужетско-Вайракейского типа, относятся к высокотемпературным. Температуры, замеренные в скважинах на Кошелевской гидротермальной системе на глубине около 400 м, составляют + 240° С.

Водовмещающими горизонтами для гидротермальных систем являются лавово-пирокластические образования, формирующие постройки плейстоценовых вулканов, которые наследуют структуру и характер извержений от долгоживущих вулканических центров, имеющих длительную предысторию развития. Глубокие недра таких структур характеризуются сложнейшими фациальными переходами лавово-пирокластических толщ и вулканогенно-осадочных пород, часто прорванных субинтрузивными телами. Характерной особенностью плейстоцен-голоценовых вулканов является рассредоточение эруптивных центров андезито-базальтового материала в пределах постройки. Эти центры группируются в линии, субпараллельные региональным тектоно-магматическим разломам, по которым проявляется вулканизм ареального типа. На последних этапах развития таких структур происходит внедрение экструзий дацитового состава. Часто этот процесс совпадает по времени с присутствием в месте внедрения ледников. Это служит главным условием образования опал-алунитовых и опал-каолинитовых пород (рис. 15).

При инфильтрации грунтовых вод на этих участках происходило образование глинистых прослоев или кальматация трещин в верхней части сильно трещинных лавово-пирокластических пород с формированием водоупорного горизонта, который для нижележащих горизонтов сыграл роль верхнего водоупора. Этот геолого-структурный фактор явился и теплоизолятором, создав условия для аккумуляции тепла в недрах гидрогеологической системы вулканической постройки. Наиболее высокие температуры в близ поверхностных условиях обязаны возникновению естественных ловушек -- водоупорных горизонтов, образованных в результате переотложения глинистых минералов.

Рис.15 Схема геологического развития гидротермальных структур Кошелевского типа. Составил В.И. Белоусов: I - предполагаемая геологическая структура до внедрения экструзивного купола; I - схема взаимодействия нагретого экструзивного купола с ледником; III - схема образования высокотемпературных условий в недрах вулканической постройки после образования чехла гидротермальных пород; 1 - лавово-пирокластический комплекс пород вулканической постройки; 2 - экструзия кислого состава; 3 - дайки базальта; 4 - опал-алунитовые породы; 5 - глины; 6 - аномальный тепловой поток, сопровождающий внедрение экструзивного купола; 7 - уровень подземных вод вулканической постройки; 8 - вероятные температуры гидротерм; 9 - инфильтрация конденсатных и смешанных кислых вод; 10 - пути миграции паров и газов, образовавшихся при внедрении экструзивного купола и при кипении гидротерм в недрах сформированной гидротермальной системы таких структур происходит внедрение экструзий дацитового состава.

Эти участки аналогичны ловушкам, образованным сводовыми или блоковыми тектоническими поднятиями подошвы верхнего водоупора в ранее описанных типах геологических структур гидротермальных систем: Паужетско-Вайракейском, Лардерелло, Паратунском.

В этих ловушках гидротермальных систем Кошелевского типа создаются условия для перегрева и подземного вскипания гидротерм с проявлением на поверхности Земли над ними паровых струй, парящих и прогретых площадок. Часть пара, отделившегося от горизонта термальных вод, конденсируется на глубине в несколько десятков метров с образованием кислых поровых растворов, которые разлагают лавово-пирокластические породы на уровне конденсации до каолинитов. Последние, обладая хорошими водоупорными свойствами, увеличивают площадь ловушки.

К Кошелевскому типу геологических структур современных гидротермальных систем на Камчатке мы относим Северо-Мутновскую, Кипинычскую и вулкан Бурлящий (Большой Семячик).

Литература

Аверьев В.В. Условия разгрузки Паужетских гидротерм на юге Камчатки // Тр. Лабор. Вулканол. Ан СССР. 1961.Вып. 19. С. 80-98.

Аверьев В.В. Гидротермальный процесс в вулканических об-ластях и его связь с магматической деятельностью. Современный вулканизм. М., Наука, 1966 С. 118-128.

Белоусов В.И. О роли геологических факторов в процессе становления и деятельности гидротермальных систем в областях современного вулканизма. Вулканизм и геохимия его продуктов М.: Наука, 1967а. С. 42-50.

Белоусов В.И. Роль геолого-структурных факторов в формировании и деятельности гидротермальных систем в современных вулканических областях. Автореф. канд. геол. - мин. наук. г. Петропавловск-Камчатский, 1967 б. 22с.

Белоусов В.И. К вопросу об образовании спекшихся туфов, распо-ложенных в пределах гидротермальных систем. Вулканизм и глубины Земли. М.: Наука, 1971. С.270-276.

Белоусов В.И. Геология геотермальных полей в областях совре-менного вулканизма. М.: Наука, 1978. 174 с.

Белоусов В. И., Сугробов В.М., Геологическая и гидротермическая обстановка геотермальных районов и гидротермальных систем Камчатки. Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток. Дальневост. кн. Изд., 1976. С. 5-22

Белоусов В.И., Сугробов В.М. О соотношении вулканизма и гидротермальной деятельности в гидротермальных районах Камчатки. Вулканизм островных дуг. М.: 1977. С.110-115.

Белоусов В.И., Кожемяка Н.Н., Огородов Н.В., Сугробов В.М. Кислый вулканизм и гидротермальная активность в Паужетском геотермальном районе. Тезисы докладов ХY Генеральной ассамблеи МГГС. М.. Наука, 1971. С.31-32

Белоусов В. И. , Сугробов В. М., Сугробова Н. Г. Геологическое строение и гидрогеологические особенности Паужетской гидротермальной системы. Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток, 1976. С.23-57.

Белоусов В.И., Гриб Е. Н., Леонов В. Л. Геологические позиции гидротермальных систем долины Гейзеров и кальдеры Узон // Вулканол. и сйсмол.1983. № 1. С. 65-79.

Белоусов В.И., Рычагов С.Н., Белоусова С.П., Кузьмин Ю.Д. Гид-ротермально-магматические (вулкано-гидротермальные) конвективные системы, комплексная модель: этапы развития, геолого-гидрогеологическая структура, механизмы функционирования. Минерало-рудообразование в вулканогенно-гидротермальных системах островных дуг: от модели к эксплуатации. Материалы Российско-Японского полевого семинара. Расширенные тезисы. П.-Камчатский, Россия, 25 июня-2 июля 1998 г.С.189-194.

Белоусов В.И., В.И. ,Рычагов С.Н., Кузьмин Ю.Д., Словцов И.Б., Делемень И.Ф., Кирюхин А.В., Пушкарёв В.Г., Фазлуллин С.М., Белоусова С.П., Шульга О.В., Кузьмин Д.Ю. Адсорбционные свойства гидротермальных систем в областях современного вулканизма и перспектива их использования с целью консервации радионуклидов и других промышленных отходов // Экологическая химия. Т. 8, вып.4, 1999. С. 262-277.

Богданов Ю.А. Гидротермальные рудопроявления рифт Срединно-атлантического хребта. “Научный мир” М.1997, 167с.

Вакин Е.А. Гидрогеология современных вулканических структур и гидротермальных систем юго-восточной Камчатки. Автореф. Канд. дисс. Москва. 1968.22 с.

Вакин Е.А., Кирсанов И.Т., Кирсанова Т.П. Термальные поля и горячие источники Мутновского вулканического района. Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. Владивосток. Дальневост. Кн. Изд-во.1976.С. 85-114.

Василевский М. М. Прогнозная оценка рудоносных вулканоген-ных формаций. М. Недра. 1977. 296 с.

Гельфанд Б.Е., Медведев С.П., Поленов А.Н., Хомик С.В., Бартенев А.М. Основные режимы самовоспламенения и условия их реализации в горючих газовых смесях // Физика горения и взрыва, 1997, 33(2), С.3-10.

Грейтон А.К. Предположение о вулканическом тепле. М., ИЛ. 1949, 166с.

Гриб Е.Н., Леонов В.Л. Игнимбриты кальдеры Большой Семячик (Камчатка): состав, строение, условия образования // Вулканол. и сейсмол. 1992. № 5-6. С.34-50.

Гриб Е.Н., Леонов В.Л. Игнимбриты Узон-Гейзерной вулкано-тектонической депрессии, Камчатка: сопоставление разрезов, состав, ус-ловия образования // Вул. сейсмол., 1993, 5, 15-33.

Егоров О.Н. Центры эндогенной активности (вулканические систе-мы). М. Наука. 1984. 166 с.

Ковалев Г.Н. Метод измерения рассредоточенного выноса тепла на термальных полях // Бюл. вулканол. станций. 1966. № 42. С. 17-21.

Леонов В.Л. Структурные условия локализации высокотемператур-ных гидротерм. М. “Наука”, 1989, 104с.

Размещено на Allbest.ru