В кальдере вулкана - Геннадий Александрович Карпов

высокосернистого сульфида — ковеллина с пиритом. Таким образом, сульфиды развиты в профиле минералообразования сверху донизу, но с падением температуры преобладают более высокосернистые соединения, что свидетельствует о контроле сульфидообразования растворимостью и степенью диссоциации сероводорода, поступающего совместно с растворами из глубины. Несомненно глубинное происхождение сероводорода, занимающего до 5,5 объемн. % в газовых струях источников, где он находится с углекислым газом. И. А. Меняйлов отмечает обогащение СО2 изотопом 13С, что свидетельствует об эндогенном происхождении газа. Наличие самородной серы практически во всех минерализованных зонах указывает на то, что окисление глубинных щелочных сульфидсодержащих гидротерм в зоне смешения с поверхностными водами является основным процессом, приводящим к инверсии ряда термодинамических параметров рудообразующей системы. Железо для кристаллизации пирита не привносится раствором, а заимствуется из боковых пород. Об этом говорят как ничтожно малые содержания железа в растворах, широко наблюдаемые псевдоморфозы пирита по магнетиту и титаномагнетиту, так и почти полное отсутствие сульфидов железа в разрезе маложелезистых алевропелитовых и пеплово-пемзовых туфов на Фумарольном озере. Здесь по трещинкам в туфах обильно отлагаются агрегатные образования аурипигмента, реальгара, ковеллина, борнита, изредка встречаются гнезда тонкоигольчатого антимонита, по чрезвычайно редко — мелкие кристаллики иприта. Снижение активности комплексов и выпадение сульфидов металлов обусловлено несколькими причинами. Общим фактором, приводящим к нарушению равновесия, является снижение щелочности и повышение окислительно-восстановительного потенциала системы. Эти процессы могут происходить:

вследствие окисления сульфидной серы в сульфатную при возрастании парциального давления кислорода (и под действием тионовых бактерий);

в результате встречи и обменных реакций с поровыми сульфатными растворами;

при смешении с поверхностными метеорными водами, имеющими, в связи с высокой насыщенностью атомарным кислородом, высокий окислительно-восстановительный потенциал.

В общем случае, чем выше контрастность (по pH и Eh) рудоносных растворов и среды в зоне осадкообразования, тем интенсивнее идет процесс образования сульфидов. На Узоне такая обстановка существует у зеркала грунтовых вод и непосредственно на поверхности термального поля, т. е. фактически вся зона аэрации и самая верхняя часть горизонта грунтовых вод представляет собой своеобразный гидрогеохимический барьер для глубинных рудообразующих растворов. Именно к этой зоне мощностью не более 0,6 м приурочено массивное реальгар-аурипигментное оруденение с антимонитом. Характерно, что в глубоких термальных источниках, выходящих в пониженных участках термального поля, как и в термальных озерах хлоридно-натриевого состава, сульфиды мышьяка выстилают стенки грифонов и осаждаются на дне. В то же время щелочные источники, изолированные от грунтовых вод каналами (например, окремнелые стволы гейзеров и пульсирующих источников), всегда чистые и свободны от сульфидов мышьяка. И лишь в зоне растока раствора, т. е. при смешении глубинных и поверхностных, окисленных, вод наблюдается образование аурипигмента или скородита.

Следует заметить, что осадок сульфидов остается на место образования лишь в том случае, если смешение произошло в спокойной обстановке, скажем, на илистом дне озера, грифона или в самом приповерхностном горизонте. При встрече же с крупным водотоком, как и на поверхности, подверженной смыву, минеральные осадки по накапливаются, а уносятся водными потоками. Происходит рассеивание рудного вещества. В связи с этим для накопления рудного вещества, по нашему мнению, наиболее благоприятны зоны сравнительно рыхлых или обильно трещиноватых пород, находящихся на уровне грунтовых вод; крупные плоскодонные впадины с многочисленными выходами термальных растворов и водами поверхностного формирования. Необходимым условием накопления мощного рудоносного горизонта с ясно выраженной горизонтальной слоистостью является параллельное с образованием осадков захоронение рудного вещества мелкообломочным терригенным материалом.

УЗОН —

ПОЛИГОН ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ АЭРОСЪЕМКИ

Когда специалисты-геотермики пришли к выводу, что горячие воды являются своеобразным полезным ископаемым, к тому же представляющим интерес с энергетических позиций, встал вопрос о разработке быстрого и эффективного метода поисков перспективных геотермальных площадей.

Выявление мощных подземных ресурсов горячих вод традиционными наземными методами геологических поисков — чрезвычайно трудоемкий и длительный процесс. Представьте себе, сколько километров должны исходить геологи, чтобы обнаружить иногда неприметные, прячущиеся в зарослях трав или в болотах, горячие источники. Нередко выходы горячих вод приурочены к речным долинам, а иногда и вообще скрыты в руслах рек и ручьев. Нужно постоянно измерять температуру встречающихся водотоков, чтобы отыскать тепловую аномалию. Однако источники горячих вод не всегда указывают на месторождение кипятка. Чтобы выявить истинную ценность и запасы этого полезного ископаемого, нужны кропотливые гидрохимические и геотермические исследования. Как правило, эти работы начинаются составлением на базе геодезической съемки детальной термометрической карты. Это очень тяжелый труд — ведь в зависимости от поставленных задач необходимо сначала пробить или пробурить в земле по определенной сетке сотни шпуров глубиной до 1 м и в каждом измерить температуру. На выявленных таким способом перспективных участках затем бурятся глубокие скважины. Но успеха во всех случаях гарантировать нельзя — вода, в особенности горячая, очень подвижна и может далеко мигрировать от места своей концентрации. Нужны большие объемы разведочных работ, чтобы разобраться в геологической ситуации и оконтурить действительно перспективные участки. На все это уходит очень много времени. Например, первый этап разведки уже известного ученым Паужетского месторождения гидротерм для строительства геотермальной электростанции занял 8 лет. Попеки и разведка перспективных участков в Паужетском районе фактически продолжаются уже более 20 лет. На Узоне только для картирования выходов термальных объектов и составления термометрической карты традиционным методом наземной съемки понадобилось два года.

Конечно, такая скорость получения необходимой информации уже не удовлетворяет специалистов. И ученые нашли более эффективный способ картирования термальных районов. Им оказалась инфракрасная, или тепловая, аэросъемка. Действительно, ведь основным признаком геотермальных площадей является более высекая, чем в нормальных условиях, температура аномальных объектов.

Современная отечественная летная аппаратура в состоянии регистрировать тепловое излучение ландшафта в спектральных интервалах 1,8–5,3 и 7,5–14 мкм с высоты до нескольких километров. Таким образом, скорость обследования геотермальных площадей возрастает во много раз. Аппаратура для инфракрасной съемки может фиксировать температурные контрасты земной поверхности с точностью до десятых долей градуса. Причем наблюдается возможность хорошего сопоставления инфракрасной и аэрофотосъемок близкого масштаба.

В Советском Союзе первые испытательные работы с ПК-аппаратурой на термальных объектах были проведены в 1967 г. И первым опытным полигоном гидротермальной системы стала кальдера Узон. Она оказалась наиболее удобным объектом как в силу уникально концентрированного выхода термальных вод, так и в связи с большим разнообразием типов термопроявлений, идентифицировать которые предполагалось с помощью нового метода. Инфракрасная аэросъемка на Узоне проводилась в сентябре с высоты 600–800 м. Были получены ИК-изображения ландшафта местности в масштабе 1:18 000. Одновременно выполнялась стандартная аэрофотосъемка того же масштаба для совместного дешифрирования. Ужо первые результаты оказались поразительными. Обнаружилось большое контурное сходство обоих полученных планов. В то же время на инфракрасном плане отчетливо выделились группы изображений изо-метричной и неправильной формы, отличающиеся степенью яркости. Детальное дешифрирование позволило