А.М. Ильясова1, С.В. Снопков2,3
1Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, Россия
2Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия
3Сибирская школа геонаук, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Ильясова Айгуль Маратовна,
кандидат геолого-минералогических наук, ведущий инженер,
664033 Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,
Институт земной коры СО РАН,
еmail: ila@crust.irk.ru.
Снопков Сергей Викторович,
кандидат геолого-минералогических наук,
664003 Иркутск, ул. Ленина, д. 3,
Иркутский государственный университет, геологический факультет,
доцент,
еmail: snopkov_serg@mail.ru.
Аннотация. Приводятся результаты мониторинга концентрации термофильного элемента Si в пресных субтермальных и холодных подземных водах Култукского полигона с температурным диапазоном на выходе от значений температуры, близких к 0 °С, до 20 °С. Выявляется последовательное зональное возрастание концентрации Si в резервуаре подземных вод полигона с центром на ст. 40. В подземных водах этой станции по кремниевому (халцедоновому) геотермометру получается минимальная температура 25 °С 17 сентября 2014 г. (перед землетрясениями 2014–2015 гг.) и максимальная температура 60 °С 23 января 2021 г. (через 11 дней после сильнейшего Хубсугульского землетрясения, Мw=6.8). Предполагается, что подземные воды поступали из области резервуара с повышенной температурой во время сильной Култукской сейсмической активизации (27 августа 2008 г. – 04 января 2011 г.) и сменялись подземными водами с меньшей температурой во время слабой Толбазихинской активизации (24 июня 2011 г. – 11 октября 2012 г.) при достижении температурного минимума к 2014 г. Затем поступление подземных вод с повышенной температурой вновь возрождалось при подготовке и реализации Байкало-Хубсугульской сейсмической активизации, обозначившейся сильными землетрясениями 2020–2022 гг.
Ключевые слова: подземные воды, мониторинг, землетрясения, Байкал.
С. 72–105
Бадминов П.С., Ганчимэг Д., Оргильянов А.И., Крюкова И.Г., Оюунцэцэг Д. Оценка глубинных температур термальных источников Хангая и Восточного Саяна с помощью гидрохимических геотермометров // Вестник БГУ. Химия, физика. 2011. Вып. 3. С. 90–94.
Борисенко И.М., Замана Л.В. Минеральные воды Бурятской АССР. Улан-Удэ: Бурят, кн. изд-во, 1978.162 с.
Волкова В.П., Афанасенко В.Е. Термоминеральные воды зоны освоения БАМ и возможности их эффективного использования // Мерзлотные исследования. Вып. XIX. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 154–163.
Голенецкий С.И., Голубев В.А. О связи сейсмичности с тепловым потоком в райо¬не впадины озера Байкал // Геология и геофизика. 1985. № 6. С. 87–96.
Голубев В.А. Тепловые и химические характеристики гидротермальных систем Байкальской рифтовой зоны // Советская геология. 1982. № 10. С. 100–108.
Голубев В.А. Кондуктивный и конвективный вынос тепла в Байкальской рифтовой зоне. Новосибирск: Академическое изд-во «ГЕО», 2007. 222 с.
Голубев В.А., Платонов Л.М. Опыт применения кремниевого геотермометра для оценки теплового потока на юге Восточной Сибири //Геология и геофизика. 1990. № 6. С. 155–159.
Замана Л.В. Новые данные о некоторых термальных источниках Баргузинского района Бурятской АССР //Вопросы геологии Прибайкалья и Забайкалья. Вып. 5. Чита: Изд-во Забайкал. фил. Геогр. о-ва СССР, 1968. С. 173–174.
Замана Л.В., Гладкая Н.М. Новые данные по геохимии природных вод района Уровской эндемии в Сибири // Докл. РАН. 1991. Т. 321, № 3. С. 593–595.
Ильин В.А., Кононов В.И., Поляк Б.Г., Козловцева С.В. Оценка глубинных температур с помощью гидрогеохимических показателей // Геохимия. 1979. № 6. С. 888–901.
Ильясова А.М., Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Борняков С.А., Снопков С.В., Чувашова И.С., Тубанов Ц.А., Герман Е.И., Бартанова С.В. Тестирование эффекта Чердынцева–Чалова с использованием сейсмовибратора ЦВО-100 и мониторинг подобных U-гидроизотопных откликов на подготовку землетрясений на Култукском полигоне, Южный Байкал // Геология и окружающая среда. 2022. Т. 2, № 4. С. 7–25. DOI 10.26516/2541-9641.2022.4.7
Карта эпицентров землетрясений. Иркутск: Байкальский филиал Федерального исследовательского центра Единая геофизическая служба РАН, 2023. http://www.seis-bykl.ru
Козловцева С.В., Хуторской М.Д. Опыт применения гидрохимических индикаторов для оценки геотермических условий недр Монголии // Литология и полезные ископаемые. 2002. № 4. С. 110–120.
Кочарян Г.Г. Геомеханика разломов. Российская академия наук; Институт динамики геосфер; Российский научный фонд. М.: ГЕОС, 2016. 424 с.
Логачев Н.А. Вулканогенные и осадочные формации рифтовых зон Восточной Африки. М.: Наука, 1977. 183 с.
Ломоносов И.С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1974. 164 с.
Лысак С.В., Зорин Ю.А. Геотермическое поле Байкальской рифтовой зоны. М.: Наука, 1976.90 с. Лысак С.В., Шерман С.И. Глубинный тепловой поток и сейсмическая активность Прибайкалья // Сейсмичность и глубинное строение Прибайкалья. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1978. С. 56–68.
Лысак С.В., Шерман С.И., Дорофеева Р.П. О связи теплового потока Байкальской рифтовой зоны с сейсмической активностью // Результаты комплексных геофизических исследований в сейсмоопасных зонах. М.: Наука, 1978. С. 126–131. Милановский Е.Е. Рифтовые зоны континентов. М.: Недра, 1976. 279 с.
Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Ломоносов И.С., Колдышева Р.Я., Диденко А.А., Шерман С.И. Гидрогеология Прибайкалья. Москва: изд-во Наука, 1968. 170 с.
Пиннекер Е.В., Шабынин Л.Л., Ясько В.Г. и др. Геология и сейсмичность зоны БАМ. Гидрогеология. Новосибирск: Наука, 1984. 167 с.
Писарский Б.И. Закономерности формирования подземного стока бассейна озера Байкал. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1987.154 с.
Плюснин А.М., Чернявский М.К., Посохов В.Ф. Условия формирования гидротерм Баргузинского Прибайкалья по данным микроэлементного и изотопного состава // Геохимия. 2008. № 10. С. 1063–1072.
Пшенников К.В. Об энергетическом балансе в области очага сильного землетрясения // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1965. № 10. С.23–29.
Рассказов С.В. Магматизм Байкальской рифтовой системы. Новосибирск: ВО "Наука". Сибирская издательская фирма, 1993. 288 с.
Рассказов С.В., Чувашова И.С. Вулканизм и транстенсия на северо-востоке Байкальской рифтовой системы. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2018. 383 с.
Рассказов С.В., Ильясова А.М., Борняков С.А., Снопков С.В., Чувашова И.С., Чебыкин Е.П. Гидрогеохимические отклики подземных вод ст. 184 в 2020–2021 гг. на сейсмогенные деформации Байкало-Хубсугульской активизации // Геология и окружающая среда. 2022. Т. 2, № 4. С. 26–52. DOI 10.26516/2541-9641.2022.4.26
Рассказов С.В., Ильясова А.М., Чувашова И.С., Борняков С.A., Оргильянов А.И., Коваленко С.Н., Семинский А.К., Попов Е.П., Чебыкин Е.П. Гидрогеохимическая зональность изотопов урана (234U/ 238U) на юге Сибирского палеоконтинента: роль резервуара Южного Байкала в формировании подземных вод // Геодинамика и тектонофизика. 2020. Т. 11, № 3. С.:632–650. https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0496
Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В., Чечельницкий В.В., Гилева Н.А. Разработка Култукского сейсмопрогностического полигона: вариации (234U/238U) и 87Sr/86Sr в подземных водах из активных разломов западного побережья Байкала // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6, № 4. С. 519–553.
Ружич В.В., Кочарян Г.Г., Савельева В.Б., Травин А.В. О формировании очагов землетрясений в разломах на приповерхностном и глубинном уровне земной коры. Часть II. Глубинный уровень // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 1039–1061. doi:10.5800/GT-2018-9-3-0383.
Чебыкин Е.П., Гольдбеpг Е.Л., Куликова Н.C., Жученко Н.А., Степанова О.Г., Малопевная Ю.А. Метод опpеделения изотопного cоcтава аутигенного уpана в донныx отложенияx озеpа Байкал // Геология и геофизика. 2007. Т. 48, № 6. C. 604–616.
Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Снопков С.В., Рассказов С.В. Сигналы ртути подземных вод Култукского полигона во время подготовки и реализации Байкало-Хубсугульской сейсмической активизации 2020–2021 гг. // Геология и окружающая среда. 2022. Т. 2, № 1. С. 7–9. https://doi.org/10.26516/2541-9641.2022.1.7
Чебыкин Е.П., Рассказов С.В., Воднева Е.Н., Ильясова А.М., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В. Первые результаты мониторинга 234U/238U в водах из активных разломов западного побережья Южного Байкала // Доклады академии наук. 2015. Т. 460, № 4. С. 464–467. Чебыкин Е.П., Сороковикова Л.М., Томберг И.В., Воднева Е.Н., Рассказов С.В., Ходжер Т.В., Грачёв М.А. Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20, № 5. С. 613–631.
Чипизубов А.В., Смекалин О.П. Палеосейсмодислокации и связанные с ними палеоземлетрясения по зоне Главного Саянского разлома // Геология и геофизика. 1999. Т. 40, № 6. С. 936–937.
Шестакова А.В., Гусева Н.В. Применение геотермометров для оценки глубинных температур циркуляции термальных вод на примере Восточной Тувы // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 1. 25–36.
Arnorsson S. The use of mixing models and chemical geothermometers for estimating underground temperatures in geothermal systems // J. Volcan. Geoth. Res. 1985. V. 23. P. 209–335.
Arnorsson S., Gunnlaugsson E., Svavarsson H. The chemistry of geothermal waters in Iceland-II. Mineral equilibria and independent variables controlling water compositions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1983. V. 47. P. 547–566.
Belhai M., Fujimitsu Y., Bouchareb Haouchine F.Z., Haouchine A., Nishijima J. A hydrochemical study of the Hammam Righa geothermal waters in northcentral Algeria // Acta Geochim. 2016. V. 35. P. 271–287. DOI: 10.1007/s11631–016–0092–8
Cowan D.S. Do faults preserve a record of seismic slip? A field geologist's opinion. Journal of Structural Geology. 1999. V. 21, No. 8–9. P. 995–1001.
Dolgorjav O. Geochemical characterization of thermal fluids from the Khangay area, Central Mongolia // Geothermal training programme. 2009. V. 10. P. 125–150.
Gülic N. Applications of geothermometry. https://studylib.net/doc/8327695/1-applications-of-geothermometry-nilg%C3%BCn-g%C3%BCle%C3%A7-middle
Ehlers T.A., Chapman D.S. Normal fault thermal regimes: conductive and hydrothermal heat transfer surrounding the Wasatch fault, Utah // Tectonophysics. 1999. V. 312, No.2-4. P.217–234.
Fournier R.O. Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems. Geothermics. 1977. V. 5. P. 41–50.
Fournier R.O., Potter R.W. II A revised and expanded silica (quartz) geothermometer. Geotherm. Resourc. Counc. Bull. 1982. V. 11. P. 3–12.
Fournier R.O., Rowe J.J. Estimation of underground temperatures from the silica content of water from hot springs and wet-steam wells // Amer. J. Sci. 1966. V. 264, No.9. P. 685-697.
Friedrichsen H. Geothermal systems in the Upper Rhine graben und Nothern Black Forest: A chemical and stable isotope study//Tectonophysics. 1981. V. 73, No.1-3.P. 125-140.
Karingithi C.W. Chemical geothermometers for geothermal exploration // Short Course IV on Exploration for Geothermal Resources, organized by UNU-GTP, KenGen and GDC, at Lake Naivasha, Kenya, 2009. P. 1–12.
Kilty K., Chapman D.S., Mase C.W. Forced convective hot transfer in the Monroe hot springs geothermal system// J. Volcanol. Geotherm. Res. 1979. V. 6, No.3/4. P. 257-277.
Kilty K., Chapman D.S. Convective heat transfer in selected geologic situations // Ground- water. 1980. V. 18, No. 4. P. 386-395.
Levitte D., Eckstein J. Correlation between the silica concentration and the orifice temperature in the Wann springs along the Jordan-Ded Sea rift wally // Geothermics. 1977. V. 7, NLP. P. 1–8.
Rasskazov S.V., Chebykin E.P., Ilyasova A.M., Snopkov S.V., Bornyakov S.A., Chuvashova I.S. Change of seismic hazard levels in complete 12-year seismogeodynamic cycle of the South Baikal Basin: Results of hydroisotopic (234U/238U) monitoring // Geology and Environment. 2022. V. 2, No.2. P. 7–21. DOI 10.26516/2541-9641.2022.2.7
Rasskazov S., Chuvashova I., Yasnygina T., Saranina E., Gerasimov N., Ailow Y., Sun Y.-M. Tectonic generation of pseudotachylytes and volcanic rocks: Deep-seated magma sources of crust-mantle transition in the Baikal Rift System, Southern Siberia // Minerals. 2021. V. 11, No. 5. P. 487.
Sibson R.H. Interactions between temperature and pore fluid pressure during an earthquake faulting and a mechanism for partial or total stress relief // Nature. 1973. V. 243. P. 66–68.
Sibson, R.H. (1975). Generation of pseudotachylyte by ancient seismic faulting. Geophysical Journal International, 43(3), 775–794.
Sibson R.H. Fault rocks and fault mechanisms // J. Geol. Soc. London. 1977. 133, р. 191–213.
Uzelli T., Baba A., Mungan G.G. et al. Conceptual model of the Gulbahce geothermal system, Western Anatolia, Turkey: Based on structural and hydrogeochemical data // Geothermics. 2017. V. 68. P. 67–85.
Ильясова A.M., Снопков С.В. Косейсмические временные вариации термофильного элемента Si подземных вод западного побережья оз. Байкал в 2012–2022 гг. [Электронный ресурс] / А.М. Ильясова, С.В. Снопков // Геология и окружающая среда.— 2023.— Т. 3, № 1.— С. 72–105. DOI 10.26516/2541-9641.2023.1.72