В кальдере вулкана - Геннадий Александрович Карпов
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Расчеты показывают, что на Узоне оптимальные условия для накопления имеются в основном для мышьяка. Аурипигмент и реальгар наблюдаются преимущественно в рудном горизонте. При сохранении современного режима поступления и состава термальных вод можно предполагать, что через несколько десятков тысяч лет (в геологическом масштабе времени величина незначительная) на Узоне сформируется достаточно мощное месторождение мышьяка.
Геологи, занимающиеся изучением рудных месторождений, по крупицам кропотливо собирают сведения об условиях образования тех или иных минералов и их ассоциаций. С целью воссоздания состава, температуры и давления растворов, из которых кристаллизовались минералы, ученые исследуют микроскопические газожидкие включения в кристаллах. Проводят сложнейшие эксперименты по растворимости минералов в различных средах и условиях. Все это необходимо, чтобы более определенно, по вслепую, направлять поиски полезных ископаемых, ибо знание того, как образуются минералы, дает отпет и на вопрос, где они могут залегать. Поэтому термальное поле Узона представляет собой уникальную природную лабораторию. Термальные поля, близкие к Узонскому по характеру осадков, по уступающие ему по масштабам и интенсивности рудообразования, имеются лишь в Новой Зеландии и Калифорнии.
САМАЯ МОЛОДАЯ НЕФТЬ ЗЕМЛИ
В 1969 г. при обследовании Центрального участка термального поля во всех закопушках (выемка грунта на глубину штыковой лопаты), сделанных вблизи грязевых котлов (фото 22), С. И. Набоко и С. Ф. Главатских вместе со специалистом-нефтяником, кандидатом геолого-минералогических наук Н. С. Бескровным, обнаружили проявления нефти. На поверхность горячей воды, заполнявшей закопушку, тотчас же после выемки грунта всплывали маслянистые зеленые, без запаха, а в некоторых случаях, наоборот, бесцветные, с сильным керосиновым запахом нефтяные пятна. Дальнейшие исследования показали, что проявления нефти обнаруживаются почти повсеместно. Так, при рыхлении осадка вблизи высокотемпературных грифонов нефтяные пятна всплывали даже со дна Хлоридного озера. При этом наблюдалась одна закономерность. Нефть с большей вероятностью встречалась там, где обнаруживались осадки аурипигмента и реальгара. Причем бесцветная нефть обычно концентрируется в области изотерм 40–60 °C, а зеленая 60–80 °C. В удалении от грязевых котлов, там, где температура растворов меньше 40 °C, нефти не обнаружено. Лабораторные исследования показали, что узонская нефть относится к метаново-нефтено-ароматическому типу. Она оказалась тяжелой (удельный вес 0,9148 г/см’), смолистой (9,3 % смол), сернистой (до 2 % серы), малопарафинистой (2,1 %). Узонская нефть обнаружила уникально высокую оптическую активность (αD = 24,2 %), доселе не известную ни для одного нефтяного месторождения.
До сих пор считается, что высокая оптическая активность свидетельствует о биогенной природе нефти. В то же время наряду с уникально высокой оптической активностью узонская нефть, по данным Н. С. Бескровного, не содержит изотопа 14С, свойственного органическим К производным. Изучая свойства нефтей разного возраста, Ж исследователи обратили внимание на тенденцию увеличения оптической активности нефтей в более молодых по возрасту отложениях. Исходя из физико-химических свойств узонской нефти и принимая во внимание геологическую позицию района, есть основания считать описываемое нефтепроявление самым молодым в миро. Надо отметить, что уже описаны многочисленные случаи обнаружения нефти в ассоциации с рудными минералами. Например, американский геолог Д. Э. Уайт обнаружил совместное нахождение нефти и киновари на ртутном месторождении Аббот в Калифорнии. Нефть здесь выполняет полости в сферических зернах опала. В этих же зернах опала в отдельных случаях обнаруживаются кристаллы киновари. Следы нефти отмечены также и на соседнем ртутном месторождении Уайд-Эвейк. На ртутных рудниках, расположенных в районе термального ручья Салфер (в одной миле от рудника Аббот), где и в настоящее время происходит кристаллизация киновари, кристаллы последней тесно ассоциируют с самородной серой и битуминозным веществом.
Так же как и на Узоне, нефть с рудника Аббот не содержит порфиринов, характеризуется высокой концентрацией углеводородов с карбонильной группой (С=О) и высокомолекулярных соединений; по химическому составу принадлежит к ароматическому типу. По данным изотопных анализов эта нефть имеет сходство с нефтью, обнаруженной в породах мелового возраста в долине реки Сакраменто, в нескольких милях к востоку от рудника Аббот.
Ассоциация нефти и рудных минералов, в составе которых такие компоненты, как мышьяк и ртуть, имеют явно глубинное происхождение, наводит на мысль о возможности глубинного абиогенного происхождения нефти за счет синтеза углеводородов. Кроме того, не исключено, что нефть участвует в транспортировке металлов в виде металлоорганических соединений от области зарождения до зоны разгрузки гидротермальных растворов. Ученые убеждены, что дальнейшие исследования в этом направлении дадут много цепного материала для решения теоретических вопросов происхождения нефти и условий миграции и концентрации рудного вещества. Природа очень искусно прячет свои тайны. Но иногда щедро оставляет на поверхности ключи к их разгадке, как бы приглашая людей попробовать свои силы. Такими ключами и являются для геологов Узонские горячие источники.
ГОРЯЧАЯ ВОДА — ИНТЕРЕСНЫЙ РАССКАЗЧИК
Как опытному следователю бывает достаточно находки мельчайших деталей, чтобы восстановить картину интересующих его событий, так и специалисту-гидрогеологу малейшие изменения в химическом составе воды могу сказать очень многое. Изучая выходы природных вод гидрогеолог выступает в роли своеобразного следователя, а обычная вода может превратиться в интереснейшего рассказчика. Химические анализы показали, что на сравнительно небольшой площади Узонского термального поля наблюдаются широкие вариации химического состава вод. Здесь встречаются практически все типы вод, характерные для зон разгрузки современных гидротермальных систем. Причем, как в идеализированной схеме, на Узоне выходы разных типов термальных вод подчиняются четкой горизонтальной зональности. Наиболее высокотемпературные, кипящие, воды имеют существенно хлоридно-натриевый состав и выходят в осевой зоне термоаномалии. Здесь же по геологическим данным фиксируется зона молодых разрывных тектонических нарушений.
Хлоридно-натриевые воды имеют максимально высокую для Узонской системы общую минерализацию и наибольшую концентрацию таких компонентов, как хлор, бор, мышьяк, сурьма, ртуть, кремнезем (источник Центральный). По море удаления от осевой зоны разгрузки к периферии наблюдается снижение температуры термальных вод и понижение в них концентрации перечисленных выше компонентов. Так, термальная вода озера Банного относится уже к сульфатному типу. В ней отмечается совершенно иной набор компонентов. Крайний член химической дифференциации термальных вод — сульфатно-гидрокарбонатный тип растворов, примером которого является узонский нарзан. Зональное распределение химических компонентов в узонских растворах указывает, вероятно, на генетическую общность последних. А чем объясняется такая четко
