ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2011, № 3, с. 13-33
УДК 556.3.01:551.263.037
ТИПИЗАЦИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ВУЛКАНИЧЕСКИХ РАЙОНОВ КАМЧАТКИ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВУЛКАНОГЕННЫХ БАССЕЙНОВ
© 2011 г. Ю. Ф. Манухин1, Л. Е. Павлова2
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9,
2ФГУ "ТФИ ДВО по Камчатскому краю" 683016 Петропавловск-Камчатский, ул. Беринга, 108, e-mail: manuhinu@mail.ru Поступила в редакцию 20.08.2009 г.
На основе геолого-структурных и гидрогеологических признаков в Камчатском регионе выделено три основных типа вулканогенных гидрогеологических структур: четвертичные вулканогенные бассейны (ВБ), неогеновые вулканогенные адбассейны (ВАБ) и артезианско-вулканогенные бассейны (АВБ). По морфогенетическим признакам первый тип подразделяется на шесть подтипов. Они и определяют особенности условий формирования ВБ. Всем им дана характеристика с позиций региональной гидрогеологии.
ВВЕДЕНИЕ
Обоснованная в настоящей статье типизация наложенных вулканогенных гидрогеологических структур Камчатки развивает теоретические представления и методические подходы к проблеме гидрогеологического районирования вулканических областей, основы которого были изложены в работах отечественных гидрогеологов [Зайцев, Толстихин, 1963; Кирюхин, Толстихин, 1987]. Ими разработан структурно-гидрогеологический принцип районирования и сформулировано общее понятие о наложенном характере вулканогенных гидрогеологических структур, основанием для которых служат гидрогеологические структуры невулканического происхождения. Руководствуясь этими принципами, в 1984 г нами произведено гидро-
1
геологическое районирование Камчатской области с выделением наложенных вулканогенных гидрогеологических областей. Результаты опубликованы в 1998 г [Павлова, Кирюхин, 1998]. В дальнейшем задача совершенствования типизации вулканогенных гидрогеологических структур с учетом их разнообразия и особенностей потребовала выделения типов и подтипов этих структур. Выполненный нами 2
впервые в 1988 г , и затем доработанный, совместный анализ структурно-гидрогеологических и мор-
1 Павлова Л.Е., Ефремова Л.А., Котельникова Т.К., Манухин Ю.Ф. Отчет по теме: "Гидрогеологическое районирование территории Камчатской области". Фонды ФГУ "ТФИ по Камчатскому краю". Инв. № 4773. 1984.
2 Павлова Л.Е., Ефремова Л.А., Манухин Ю.Ф., Рябко ТА., Котельникова Т.К. Типы гидрогеологических структур вулканических районов Камчатской области". Фонды ФГУ "ТФИ по Камчатскому краю". Инв. № 5247. 1988.
фогенетических признаков дал возможность выделить и представить к публикации три типа вулканогенных гидрогеологических структур и шесть подтипов четвертичных вулканогенных структур — шесть новых таксонов, обладающих определенными различиями с точки зрения региональной гидрогеологии. Кроме того, в статье дается гидрогеологическая характеристика выделенных подтипов вулканогенных бассейнов, основанная на большом фактическом материале, полученном производственными и научными организациями Камчатки в результате гидрогеологических съемок, геологоразведочных и научно-исследовательских работ более чем за полувековой период изучения подземных вод региона.
1. Типы и подтипы вулканогенных гидрогеологических структур. Камчатка — часть Тихоокеанского подвижного пояса, характеризующегося интенсивной тектонической активностью и повышенным вещественным и энергетическим обменом глубин с поверхностью, обеспечивающим вулканическую и гидротермальную деятельность. Положение и история формирования вулканических районов Камчатки напрямую связаны с развитием вулканических поясов: среднемиоцен-четвертичным Центрально-Камчатским, олигоцен-четвертичным Южно-Камчатским, позднемиоцен-плиоцен-четвертичным Восточно-Камчатским и плиоцен-четвертичной Толбачикско-Ключевской рифтогенной вулканической зоной, приуроченной к Центрально-Камчатскому рифту [Государственная геологическая карта Российской федерации, 2006]. Они занимают порядка 50% всей площади полуострова. В соответствии с геолого-структурным строением и особен-
Классификация скоплений подземных вод (по В.А. Кирюхину, Н.И. Толстихину [1987] с дополнениями и изменениями)
Типы Индекс типа Классы Номер класса
Пластовые П Поровые 1
Трещинно-поровые 2
Порово-трещинные 3
Трещинные 4
Трещинно-карстовые 5
Трещинно-жильные Т Регионально-трещинные воды:
зон выветривания 6
зон тектонической и литогенетической
трещиноватости
Карстово-жильные 8
Локально-трещинные воды зон тектонических 9
нарушений и приконтактовых инрузивных зон
Лавопирокластические Л Верхнелавовые, верхнетуфовые 10
Нижнелавовые, нижнетуфовые 11
Внутрилавовые 12
ностями гидрогеологических условий в регионе нами выделены три вулканогенные гидрогеологические области: Центрально-Камчатская — в границах Центрально-Камчатского вулканического пояса, Восточно-Камчатская, включающая в себя Восточно-Камчатский вулканический пояс и Толба-чикско-Ключевскую рифтогенную зону, а также Южно-Камчатская — в границах Южно-Камчатского вулканического пояса и южной оконечности Центрально-Камчатского рифта. В их пределах формируются вулканогенные гидрогеологические структуры, которые являются наложенными на гидрогеологические структуры основания, не связанные с неоген-четвертичным вулканизмом: артези-
3
анские и адартезианские бассейны, гидрогеологические массивы и адмассивы (рис. 1).
Многие исследователи (И.К. Зайцев, Н.И. Тол-стихин, М.Б. Голубовский), занимающиеся проблемами гидрогеологического районирования и гидрогеологии вулканогенов, находили существенную разницу между вулканогенными структурами и структурами основания и выделяли особый тип — "вулканогенный супербассейн" [Гидрогеология СССР, 1972]. В дальнейшем утвердился термин "вулканогенный бассейн". Он и будет использован нами для типизации четвертичных гидрогеологических вулканогенных структур.
Под вулканогенной гидрогеологической структурой в данной работе понимается связанная с молодым (неоген-четвертичным) вулканизмом структура, характеризующаяся общностью условий распространения и формирования подземных вод в ее пределах.
3 ад — приставка, обозначает понятие: близкий, подобный чему-либо.
Выделение типов вулканогенных гидрогеологических структур в Камчатском регионе основывается на принципе совместного анализа структурно-гидрогеологических и морфогенетических признаков. Главными определяющими признаками являются структурно-гидрогеологические, базирующиеся на классификации подземных вод по типам скоплений (таблица). Прямая зависимость типов скоплений подземных вод от возраста вулканогенных формаций позволяет в Камчатском регионе выделить два вулканогенных гидрогеологических яруса:
I — четвертичный — с развитыми в нем специфическими лаво-пирокластическими водами Л10-12, редко пластовыми поровыми П1 и трещинно-жиль-ными Т9 подземными водами;
II — неогеновый — с преимущественным развитием трещинно-жильных Т6, Т7, Т9, реже пластовых П3, П4, и весьма редко лаво-пирокластических Л10-11 подземных вод.
Гидрогеологическим структурам первого яруса соответствует типовое понятие вулканогенный бассейн (ВБ), второго — вулканогенный адбассейн (ВАБ). Помимо названных двух основных типов вулканогенных гидрогеологических структур в вулканических районах Камчатки выделен еще один тип структур: артезианско-вулканогенный бассейн (АВБ), приуроченный к тектоническим, вулкано-тектони-ческим и предгорным депрессиям. В нем порово-пластовые скопления подземных вод рыхлых четвертичных отложений различного генезиса, характерные для артезианских бассейнов, сменяются сверху вниз типами скоплений, присущими вулканогенным структурам ВБ и ВАБ.
Дальнейшее подразделение вулканогенных гидрогеологических структур Камчатки на подтипы, а это, в первую очередь, касается ВБ четвертичного
возраста, осуществляется по морфогенетическим признакам, дающим дополнительную информацию более высокого уровня о локальных условиях обводненности различных вулканических объектов, развитых на площади их распространения. К таким объектам относятся вулканы, группы вулканов, плато, кальдеры и другие вулканические постройки, имеющие пообъектно единую геологическую природу и общность геоморфологических и гидрогеологических признаков. Используя геохронологическую шкалу, отражающую сменяемость во времени на протяжении всего четвертичного периода типов морфоструктур в зависимости от особенностей развития вулканизма [Мелекесцев, и др., 1971], среди четвертичных вулканогенных бассейнов Камчатки по морфогенетическим признакам нами рассматриваются шесть подтипов: 1) бассейны стратовулка-нов от среднеплейстоценового до голоценового возраста (ВБ-1); 2) бассейны щитовых, щитообразных вулканов и платоэффузивов ранне-среднеплейстоце-нового возраста (ВБ-2); 3) бассейны щитовых вулканов позднеплейстоцен-голоценового возраста (ВБ-3); 4) бассейны четвертичных экструзий (ВБ-4); 5) бассейны вулканических нагорий, плато и равнин поздне-плейстоцен-голоценового возраста (ВБ-5); 6) бассейны игнимбритовых и пемзо-пирокластических плато и равнин от среднеплейстоценового до голоценового возраста (ВБ-6).
В настоящей статье охарактеризованы четвертичные вулканогенные бассейны, представляющие I гидрогеологический ярус и имеющие существенное значение для понимания региональных особенностей верхней зоны дренирования подземных вод Камчатки. При описании геологического строения и гидрогеологических условий вулканогенных бассейнов использованы материалы разномасштабных геологических и гидрогеологических съемок ПГО "Камчатгеология" и поисково-разведочных работ на подземные воды, выполненных различными геологическими организациями. Морфогенетическая характеристика подтипов вулканогенных бассейнов дается с привлечением материалов исследований Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
2. Вулканогенные бассейны четвертичного возраста (ВБ). Вулканогенные бассейны четвертичного возраста широко распространены во всех трех гидрогеологических областях, где занимают более 60— 70% их площадей. Они сложены различного состава водовмещающими вулканогенными порода
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.