Гидрогеология Камчатского края

Из монографиии Б.Ф. Маврицкий. Термальные воды складчатых и платформенных областей СССР. М. Наука, 1971. 

Район современного и недавнего (четвертичного) вулканизма является в СССР единственным. Он характеризуется такой специфической и интенсивной гидротермальной деятельностью, какой не наблюдается ни в одном другом районе Советского Союза. Камчатский подрайон современного вулканизма охватывает большую площадь Камчатки к югу от Камчатского перешейка. Здесь сосредоточены все известные действующие и потухшие вулканы Камчатки, линейно вытянутые в цепочки вдоль основных крупных разломов полуострова. Две восточные цепочки вулканов, как действующих в настоящее время, так и потухших (четвертичных), окаймляют с запада и востока Восточно-Камчатское поднятие. Вдоль восточного склона Срединно-Камчатского поднятия проходит цепь потухших вулканов четвертичного возраста с единственно действующим Ичинским вулканом. Поднятия разделены впадинами: Западно-Камчатской, Центральной и Восточно-Камчатской. Выделяется два структурных этажа (рис. 2): нижний, сложенный дислоцированными породами палеозоя и мезозоя (в основном меловыми) и верхний — осадочный чехол, представленный мощной толщей морских и континентальных терригенных образований третичного возраста, перекрытых на значительных площадях толщей четвертичных лав, туфов и туфобрекчий (Белова, Васильев, Власов, 1961; Термальные воды СССР, 1963).
Западно-Камчатская впадина, к которой приурочен артезианский бассейн того же названия, занимает всю западную часть полуострова от Срединного хребта до Охотского побережья и Тигильским поднятием разделена на Паланскую и Болынерецкую впадины второго порядка. Проведенные буровые работы на нефть показали, что в данном районе не отмечается влияния современного или недавнего вулканизма на температурный режим недр и геотермический градиент в осадочном чехле близок к 3°/100 м и уменьшается в метаморфических породах фундамента. Лишь в зоне дизъюнктивных нарушений могут быть локальные температурные аномалии, связанные с подтоком термальных вод по зоне разлома из более глубоких частей бассейна, как это отмечено в ряде скважин (Усть-Болынерецк, Соболеве). Здесь с глубин 530—550 и 800—890 м из третичных пород получены самоизливающнеся воды с минерализацией до 1,0 г/л и температурой на устье 32—34°, что указывает на величину геотермического градиента, близкую к 4°—6°/100 м.
В районе Воямполки пройден ряд скважин глубиной до 2310 м,
вскрывших хлоридно-натриевую термальную воду.
Центрально-Камчатский артезианский бассейн зажат между Срединным и Восточно-Камчатским хребтами, имеет структуру грабена с фундаментом, погруженным на глубину до 3000 м (по данным геофизики).
Буровых работ в пределах бассейна не производилось и о гидрогеотермических условиях глубоких частей можно судить лишь косвенно по двум группам термальных источников (Укинские и Пущинские), расположенным в зоне крупного нарушения вдоль восточного борта бассейна и выходящим из андезито-базальтов. Температура источников 17-42°. Большое содержание кремнекислоты в воде, достигающее 151-155 мг/л, может косвенно свидетельствовать о значительной температуре на глубине. Минерализация до 4,7—6 г/л и хлоридно-гидрокарбонатно натриево-магииевый состав также характеризуют условия, существующие в глубоких частях бассейна. Источники газируют углекислотой, содержание которой достигает 453 мг/л.
В отличие от Западно-Камчатского недра Центрально-Камчатского бассейна могут испытывать определенное воздействие современного вулканизма (тепловое и геохимическое), так как в пределах Восточно-Камчатского хребта сосредоточено основное количество действующих вулканов Камчатки. Это позволяет предполагать повышенные температуры в отдельных участках бассейна, геолого-структурные условия которых благоприятствуют подтоку нагретых вод и газовых эксгаляций, идущих от магматических очагов.
Восточно-Камчатский артезианский бассейн выполнен осадочно-вулканогенной толщей пород палеогенового и неогенового возраста, сильно дислоцированных и раздробленных.
В пределах Восточно-Камчатского бассейна структурно-поисковое бурение велось лишь на Богачевской площади (район р. Богачевки). В наиболее глубокой (2500 м) скв. Р-6 среди аргиллитов и песчаников богачевской свиты до глубины. 50 м были вскрыты пресные (0,3 г/л) гидрокарбонатно-натриевые воды. На глубине 140 м скважина самоизливалась солоноватой хлоридно-натриево-кальциевой водой с дебитом 10 л/сек. С глубин 1740 и 2402 м наблюдался слабый самоизлив (до 0,3 л/сек) метановых хлоридно-натриево-кальциевых вод с минерализацией до 10,8 г/л. При проходке в нижней части ствола скважины отмечались нефтепроявления и выделения горючих газов. Термокаротаж скважины показал постепенное нарастание температуры вниз по разрезу. На глубине 1740 м зафиксирована температура 64°, на глубине 2373 м – 78°. Эти замеры следует рассматривать как приближенные (табл. 3).
Гидрогеотермические условия недр остальной территории Восточно-Камчатского бассейна могут быть косвенно охарактеризованы по термальным источникам, выходящим в средней части бассейна (Кроноцкий район) и его бортах. В восточном борту отмечен ряд источников с хлоридно-сульфатно-натриевой водой с минерализацией до 1,0 г/л и содержанием кремнекислоты до 40—70 мг/л (Верхне- и Нижне-Чажминские, Тюшевские источники). Температура воды в них колеблется от 55 до 72°. Дебит наиболее мощных Тюшевских источников достигает 70 л/сек. В западном борту Восточно-Камчатского бассейна обнаружена лишь одна группа термальных источников, выходящих из туфопесчаннков богачевской свиты в долине р. Малая Чажма. Дебит этих источников мал, всего 0,6 л/сек, температура до 35°, минерализация 0,5 г/л. Вода в них хлоридно-карбонатно- (и гидрокарбонатно-)-натриевая. Содержание кремнекислоты 40—45 мг/л. Все источники описываемого района имеют щелочную реакцию (pH—8 , 8 – 9,2).
Можно довольно уверенно высказать предположение, что термальные воды Восточно-Камчатского бассейна на участке между Камчатским и Кроноцким заливами испытывают воздействие магматических очагов, тем более что вблизи западного борта бассейна располоясено несколько крупных действующих вулканов. Сильная раздробленность этого участка должна способствовать проникновению газовых эксгаляций в подземные воды района, а пониженное положение его — оттоку термальных вод от вулканов в прогиб.
Рассматривая в целом обводненность третичных пород, выполняющих три описанных артезианских бассейна, можно заключить, что породы эти неравномерно и мало проницаемы, что должно приводить к незначительной водоотдаче. Учитывая это, наиболее перспективными следует считать участки, приуроченные к зонам молодых открытых разломов, которые чаще всего тяготеют к окраинным частям артезианских бассейнов или к крупным поднятиям внутри бассейнов.
Со Срединно-Камчатским и Восточно-Камчатским поднятиями связаны многочисленные термальные источники. Через всю зону Срединно-Камчатских поднятий протягивается крупный разлом, вдоль которого расположена цепочка потухших вулканов и все известные здесь термальные источники (до двадцати групп). Источники выходят на дне долин в месте пересечения долинами главного разлома; их температура колеблется от 20 до 100°. Только одни Ичинские фумарольные термы приурочены к склону Ичикского вулкана, расположенного вне главного разлома, Вода ручьев, образовавшихся из конденсата парогазовых струй, кислая, и из нее отлагаются светлые серные выцветы. Породы, окружающие фумаролы, под воздействием сернистых газов и кислых растворов превращены в цветные глины.
Среди термальных источников Срединно-Камчатской зоны поднятий по температуре, составу и дебиту выделяются Киреунские, с суммарным дебитом 30 л/сек и температурой 90—100°. Состав вод хлоридно-натриевый, минррализация до 1,65 г/л. Несколько севернее в долине р. Двухъюрточной выходят источники того же наименования с общим дебитом 32 л/сек и температурой до 78°. Состав вод хлоридно-сульфатно-натриевый, минерализация до 2,3 г/л. В бассейнах рек Анавгай и Быстрая выходят несколько групп источников (Анавгайские, Апапельские, Быстринские, Оксинские и Эссовские). Дебит источников колеблется от 2 до 7 л/сек, температура годы 48—55° (у Апапельских — до 96°), минерализация — от 0,8 до 3 г/л, состав сульфатно-хлоридно-натриевый и гидрокарбоиатно-сульфатно-натриевый. Реакция всех перечисленных источников Срединно-Камчатской зоны либо слабощелочная, либо нейтральная: pH изменяется от 6,7 до 8,1. Содержание кремнекислоты в них повышенное или высокое — от 74 до 237 мг/л, причем чем выше температура источников, тем больше в воде кремнекислоты.
К Восточно-Камчатской зоне поднятия приурочено наибольшее число геотермальных аномалий полуострова, что связано с активным действием многих вулканов (27 действующих вулканов из 28, находящихся на Камчатке). Здесь прослеживаются две основных линии крупных разломов северо-восточного простирания и несколько линий разломов северо-западного простирания. Последние особенно развиты в районе, тяготеющем к Срединному древнему массиву, который является связующим звеном между Срединно-Камчатским и Восточно-Камчатским поднятиями. Прогрев пород и вод в участках наиболее мощных термоаномалий происходит главным образом благодаря привносу глубинного тепла остывающих магматических очагов и связанных с ними парогазоводных флюидов. Конфигурация и интенсивность аномалий контролируются основными линиями разломов и расстоянием от действующих вулканов и скрытых, неглубоко залегающих очагов магмы…
Среди многочисленных групп термальных источников “Восточно-Камчатской зоны поднятий самыми мощными на всей Камчатке являются термальные источники долины р. Гейзерной и ее притока р. Шумной, расположенные между действующими вулканами Узон, Кихпиныч и Семячик. Здесь на относительно небольшом протяжении (до 3,5 км) выходит масса паровых струй, гейзеров и горячих источников с суммарным дебитом до 200 л/сек и температурой до 100° (Термальные воды СССР, 1963). Минерализация этих источников достигает 1,9 г/л, воды относятся к слабощелочным, кремнистым, хлоридно-натриевым. Ряд крупных групп термальных источников тяготеет к Петропавловскому району. Температура Начикинских, Карымшинских и Паратунских источников достигает 75—87°, минерализация 1,1 —1,5 г/л; состав их сульфатно-хлоридно-натриевый. Большие Банные паро-гидротермы нагреты, до 100° и более, а состав и минерализация воды такие же, как у первых. При разведочных работах, проводимых Камчатским геологическим управлением на Средне-Паратунских источниках, скважинами на поверхность выведена с глубины 300—500 м (в ряде скважин с глубины 1200—1400 м) вода с температурой 82—87° и суммарным дебитом до 300 л/сек. На Больших Банных источниках на глубине 200—300 м скважинами вскрыты паро-гидротермы с температурой до 150—170° и общим расходом более 160 кг/сек.
Близ самого г. Петропавловска-Камчатского термопроявлений не наблюдается, однако теплые источники (Тарьинские и др.) на юго-западном побережье Авачинской губы могут служить косвенным показателем того, что при выявлении с помощью геофизики благоприятных в геологоструктурном отношении участков здесь можно вскрыть термальные воды, пригодные для практических целей (теплоснабжение и др.). В районе Тарьинского источника с температурой 28° скважина глубиной 70 м вскрыла воды с температурой 38—40°, минерализация повысилась с 3 до 4,3 г/л, а состав вод не изменился (хлоридно-кальциево-натриевый).
Крупные ресурсы тепла имеют Паужетские источники, расположенные у подножия вулкана Камбального…
Кроме указанных источников следует упомянуть крупный очаг разгрузки — Жировские паро-гидротермы с общим расходом до 30 л/сек и температурой до 100°, а также термальные источники Саванские, Хадутинские и Нижне-Галыгинские, расходы которых достигают 10 — 15 л/сек, а температура 75—80°. Состав вод термальных источников от хлоридно-натриевого до хлоридно-сульфатно-натриевого с различным содержанием гидрокарбонатного иона. Все эти источники расположены к югу от г. Петропавловска-Камчатского и связаны с южной группой действующих вулканов Камчатки (Мутновский, Хадутинский, Штюбеля и др.).
Характерно, что у высокотермальных источников (100° и более) состав вод преимущественно хлсридно-натриевый (Паужетские, Гейзерные и др.). Состав менее нагретых источников преимущественно сульфатно-хлоридно-натриевый, с небольшими вариациями. Эти два типа термальных источников определяют гидрогеохимический облик терм Камчатки (табл. 4).
В кратерах действующих вулканов и на их склонах отмечены многочисленные парогазовые струи и фумарольные кислые термы (pH 1,7-3,3) с преобладанием среди анионов сульфатов, среди катионов — водорода, алюминия, аммония и железа. Температура этих терм обычно высокая, до 100°.
В. В. Иванов, ряд лет изучавший термальные воды и паро-гидротермы Камчатки и Курильских островов, отмечает, что для высоконагретых (от 100° и более) терм хлоридно-натриевого состава характерен азотно-углекислый состав газов, для сульфатно-хлоридно-натрневых терм — азотный, для фумарольных сульфатных — сероводородно-углекислый (Иванов, 1960, 1961, 1964, 1965).”

В Камчатском гидрогеологическом районе наиболее крупные термальные источники и пароводяные струи сосредоточены в пределах Восточно-Камчатского поднятия, где находятся все действующие вулканы Камчатского полуострова.  Все термальные источники Камчатки связаны с крупными зонами разломов, рассекающих толщи вулканогенно-осадочных пород (Гидрогеология СССР, Т.29).

Температура воды наиболее крупных источников колеблется от 60 до 100°С, а дебиты их от 10 до 30 л/с (Паратунские, Киреунские, Апапельские, Малкинские, Двухъюрточные и др.). Минерализация воды источников чаще менее 1 г/л, состав от гидрокарбонатно-сульфатного до хлоридного натриевого с содержанием кремнекислоты до 80 — 100 мг/л. Парогидротермы в естественных выходах имеют температуру 100°С и несколько более (Паужетские, Жировские, Узонские, Семячинские и др.), состав их хлоридный натриевый, минерализация 3 – 5 г/л. При вскрытии скважинами температура пароводяных смесей увеличивается до 150 — 200°С (Паужетские, Бол. Банные).

Термальные источники Камчатского края

Сайт для путешественников, где вы сможете найти полную информацию о природных термальных источниках.