Грязевулканические флюиды керченско-таманской области: геохимические реконструкции и региональные тренды. сообщение 1. геохимические особенности и генезис грязевулканических вод

Лаврушин В.Ю.; Айдаркожина А.С.; Сокол Э.В.; Челноков Г.А.; Петров О.Л.

doi:10.31857/S0024497X21060045

Инд. авторы:	Лаврушин В.Ю., Айдаркожина А.С., Сокол Э.В., Челноков Г.А., Петров О.Л.
Заглавие:	Грязевулканические флюиды керченско-таманской области: геохимические реконструкции и региональные тренды. сообщение 1. геохимические особенности и генезис грязевулканических вод
Библ. ссылка:	Лаврушин В.Ю., Айдаркожина А.С., Сокол Э.В., Челноков Г.А., Петров О.Л. Грязевулканические флюиды керченско-таманской области: геохимические реконструкции и региональные тренды. сообщение 1. геохимические особенности и генезис грязевулканических вод // Литология и полезные ископаемые. - 2021. - № 6. - С.485-512. - ISSN 0024-497X.
Внешние системы:	DOI: 10.31857/S0024497X21060045; РИНЦ: 46506551;
Реферат:	rus: Проанализированы химические и изотопные (δ¹⁸О и δ²Н) характеристики воды из 42 грязевых вулканов Керченско-Таманской области (Крымско-Кавказский регион). С использованием Mg-Li гидрохимического геотермометра оценены температуры формирования грязевулканических вод (t(Mg-Li) = = 40‒134°С). Установлено, что в балансе грязевулканических флюидов значительную долю (до 80% в общем объеме) составляют дегидратационные воды, выделяющиеся в процессе трансформации смектита в иллит. Они характеризуются низким содержанием Cl-иона, высокими значениями δ¹⁸О от +13 до +17‰ и δ²Н от –25 до –20‰. Для них также характерны высокие концентрации ${\text{{\CYRN}{\CYRS}{\CYRO}}}_{3}^{ - }$, В, Li, Ва и других микроэлементов. Показано, что значения δ¹⁸О в воде, концентрации ${\text{{\CYRN}{\CYRS}{\CYRO}}}_{3}^{ - }$ и В увеличиваются с ростом температур флюидогенерации. eng: The chemical and isotopic characteristics (δ¹⁸O and δ²H) of water from 42 mud volcanoes of the Kerch-Taman region (Crimean-Caucasus region) were analyzed. The formation temperatures of mud-volcanic waters were estimated using the Mg-Li hydrochemical geothermometer (t(Mg-Li) = 40–134°C). It is revealed that dehydration waters released during the transformation of smectite into illite, play significant role in the mud-volcanic fluids balance (up to 80% of the total volume). These waters are characterized by low Cl-ion contents, high concentrations of HCO₃, B, Li, Ba and other trace elements. The values of δ¹⁸O vary from +13 to +17‰, and δ²H vary from –25 to –20‰, VPDB. It is shown that the values of HCO₃, B and δ¹⁸O depend on the fluid generation temperatures.
Ключевые слова:	In water; Kerch and Taman peninsulas; грязевые вулканы; δ¹⁸О и δ²Н в воде; Керченский полуостров; δ¹⁸O and δ²H; mud volcanoes; таманский полуостров;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.485-512
Цитирование:	1. Алиев Ад.А., Гулиев И.С., Дадашев Ф.Г., Рахманов Р.Р. Атлас грязевых вулканов мира. Баку: Nafta-Press, 2015. 322 с. 2. Валяев Б.М., Гринченко Ю.И., Ерохин В.Е. и др. Изотопный облик газов грязевых вулканов // Литология и полез. ископаемые. 1985. № 1. С. 72–87. 3. Вед И.П. Климатический атлас Крыма. Симферополь: Таврия-Плюс, 2000. 118 с. 4. Гемп С.Д., Дуброва Н.В., Несмелова З.Н. и др. Изотопный состав углерода углеродсодержащих газов (СН₄ и СО₂) грязевых вулканов Керченско-Таманской области // Геохимия. 1970. № 2. С. 243–247. 5. Губкин И.М., Федоров С.Ф. Грязевые вулканы Советского Союза и их связь с генезисом нефтяных месторождений Крымско-Кавказской геологической провинции. М., Л.: Изд-во АН СССР. 1938. 44 с. 6. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: смектиты, смешаннослойные образования. М.: Наука, 1990. 214 с. 7. Ершов В.В., Левин Б.В. Новые данные о вещественном составе продуктов деятельности грязевых вулканов Керченского полуострова // Докл. РАН. 2016. Т. 471. № 1. С. 82–86. 8. Киквадзе О.Е., Лаврушин В.Ю., Покровский Б.Г., Поляк Б.Г. Изотопный и химический состав грязевулканических газов Таманского полуострова и проблема их генезиса // Литология и полез. ископаемые. 2014. № 6. C. 525–538. 9. Ковалевский С.А. Грязевые вулканы Южно-Каспийского региона (Азербайджан и Туркмения). Баку: Азтоптехиздат, 1940. С. 200. 10. Лаврушин В.Ю., Поляк Б.Г., Прасолов Э.М., Каменский И.Л. Источники вещества в продуктах грязевого вулканизма (по изотопным, гидрохимическим и геологическим данным) // Литология и полез. ископаемые. 1996. № 6. С. 625–647. 11. Лаврушин В.Ю., Kopf A., Deyhle A., Степанец М.И. Изотопы бора и формирование грязевулканических флюидов Тамани (Россия) и Кахетии (Грузия) // Литология и полез. ископаемые. 2003. № 2. С. 147–182. 12. Лаврушин В.Ю., Дубинина Е.О., Авдеенко А.С. Изотопный состав кислорода и водорода вод грязевых вулканов Тамани (Россия) и Кахетии (Восточная Грузия) // Литология и полез. ископаемые. 2005. № 2. С.143–158. 13. Лаврушин В.Ю. Подземные флюиды Большого Кавказа и его обрамления / Отв. ред. Б.Г. Поляк // Тр. ГИН РАН. Вып. 599. М.: ГЕОС, 2012. 348 с. 14. Лаврушин В.Ю., Гулиев И.С., Киквадзе О.Е., Алиев Ад.А., Поляк Б.Г., Покровский Б.Г. Воды грязевых вулканов Азербайджана: изотопно-химические особенности и условия формирования // Литология и полез. ископаемые. 2015. № 1. С. 3–29. 15. Никитенко О.А., Ершов В.В. Глобальные закономерности формирования изотопного состава (δ18О, δD) грязевулканических вод // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2017. № 2. Вып. 34. С. 49-60. 16. Поляк Б.Г., Лаврушин В.Ю., Киквадзе О.Е., Иоффе А.И. Изотопы гелия в подземных флюидах Кавказского региона // Мониторинг, наука и технологии. 2012. № 1. С. 28–42. 17. Попков В.И. Складчато-надвиговые дислокации. М.: Научный мир, 2001. 136 с. 18. Попков В.И. Чешуйчато-надвиговое строение Северо-Западного Кавказа // Докл. РАН. 2006. Т. 411. № 2. С. 223–226. 19. Селецкий Ю.Б. Дейтерий и кислород-18 в проблеме формирования вод грязевых вулканов // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1991. № 5. С.133-138. 20. Туголесов Д.А., Горшков А.С., Мейснер Л.Б. и др. Тектоника мезо-кайнозойских отложений Черноморской впадины. М.: Недра, 1985. 215 с. 21. Хорн Р. Морская химия (структура воды и химия гидросферы). М.: Мир, 1972. 400 с. 22. Шнюков Е.Ф., Соболевский Ю.В., Гнатенко Г.И., Науменко П.И., Кутний В.А. Грязевые вулканы Керченско-Таманской области (атлас). Киев: Наукова думка, 1986. 148 с. 23. Шнюков Е.Ф., Шереметьев В.М., Маслаков Н.А., Кутний В.А., Гусаков И.Н., Трофимов В.В. Грязевые вулканы Керченско-Таманского региона. Краснодар: ГлавМедиа, 2005. 176 с. 24. Якубов А.А., Григорьянц Б.В., Алиев А.Д. и др. Грязевой вулканизм Советского Союза и его связь с нефтегазоносностью. Баку: ЭЛМ, 1980. 165 с. 25. Chelnokov G. A., Bragin I. V., Kharitonova N. A. Geochemistry of mineral waters and associated gases of the Sakhalin Island (Far East of Russia) // J. Hydrol. (Amst). 2018. V. 559. P. 942–953. 26. Dählmann A., de Lange G. J. Fluid-sediment interactions at Eastern Mediterranean mud volcanoes: a stable isotope study from ODP Leg 160 // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. V. 212(3–4). P. 377–391. 27. Giggenbach W.F. Isotopic shifts in waters from geothermal and volcanic systems along convergent plate boundaries and their origin // Earth Planet. Sci. Lett. 1992. V. 113(4). P. 495–510. 28. Giggenbach W.F. Variations in the chemical and isotopic composition of fluids discharged from the Taupo Volcanic Zone, New Zealand // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1995. V. 68. P. 89–l16. 29. Karandashev V.K., Leikin A.Yu., Khvostikov V.A., Kutseva N.K., Pirogova S.V. Water Analysis by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry // Inorg. Mater. 2016. V. 52. № 14. P. 1391–1404. 30. Kharaka Y.K., Mariner R.H. Chemical Geothermomethers and Their Application to Formation Waters from Sedimentary Basins // Thermal History of Sedimentary Basins, Methods and Case Histories. N.Y.: Springer-Verlag, 1989. P. 99–117. 31. Kikvadze O.E., Lavrushin V.Yu., Pokrovskii B.G., Polyak B.G. Gases from mud volcanoes of western and central Caucasus // Geofluids. 2010. V. 10. P. 486–496. 32. Kikvadze O.E., Lavrushin V.Yu., Polyak B.G. Chemical geothermometry: application to mud volcanic waters of the Caucasus region // Frontiers of Earth Sciences. 2020. V. 14. P. 738-757. 33. Kopf A. Significance of mud volcanism // Rev. Geophys. 2002. V. 40. P. B-1–B-49. 34. Kopf A., Deyhle A., Lavrushin V.Yu. et al. Isotopic evidence (He, B, C) for deep fluid and mud mobilization from mud volcanoes in the Caucasus continental collision zone // Int. J. Earth. Sci. (Geol. Rundsch.). 2003. V. 92. P. 407-425. 35. Maekawa T. Experimental study on isotopic fractionation in water during gas hydrate formation // Geochem. J. 2004. V. 38. P. 129–138. 36. Martinelli G., Dadomo A. Geochemical Model of Mud Volcanoes from Reviewed Worldwide Data // Mud Volcanoes, Geodynamics and Seismicity (Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Mud Volcanism, Geodynamics and Seismicity Baku, Azerbaijan 20-22 May 2003) // Springer. 2005. Series IV: Earth and Environmental Series. V. 51. P. 211-220. 37. Nakayama N., Tsunogai U., Ashi J., Gamo T. Stable isotope anomalies and low chloride concentrations in pore water of CH4-rich sediments at the Tanegashima mud volcano, Japan // American Geophysical Union Fall Meeting. 2004. Abstract #OS23B-1309. 38. Polyak B.G., Tolstikhin I.N., Yakovlev L.E., Marty B., Cheshko A.L. Helium isotopes, tectonics and heat flow in the Northen Caucasus // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. № 11. P. 1925–1944. 39. Revil A. Genesis of mud volcanoes in sedimentary basins: a solitary wave-based mechanism // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29(12). P. 81–84. 40. Reyes A.G., Christenson B.W., Faure K. Sources of solutes and heat in low-enthalpy mineral waters and their relation to tectonic setting, New Zealand // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2010. V. 192(3–4). P. 117–141. 41. Saintot A., Angelier J. Plio-Quarternary paleostress regimes and relation to structural development in the Kertch-Taman peninsulas (Ukraine and Russia) // J. Struct. Geol. 2000. V. 22. P. 1049–1064. 42. Sokol E., Kokh S., Kozmenko O. et al. Mineralogy and geochemistry of mud volcanic ejecta: a new look at old issues (a case study from the Bulganak field, Northern Black Sea) // Minerals. 2018. V. 8. P. 344. 43. Sokol E.V., Kokh S.N., Kozmenko O.A., Lavrushin V.Yu., Belogub E.V., Khvorov P.V., Kikvadze O.E. Boron in an onshore mud volcanic environment: Case study from the Kerch Peninsula, the Caucasus continental collision zone // Chem. Geol. 2019. V. 525. P. 58–81. 44. Zonenshain L.P., Le Pichon X. Deep basins of the Black Sea and Caspian Sea as remnants of Mesozoic back-arc basins // Tectonophysics. 1986. V. 123. P. 181–211.