Phase and chemical composition of high-temperature sublimates of Avachinsky volcano (Kamchatka)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

This work presents results of studying sublimates (mineral phases deposited from volcanic gases) that were collected in silica glass tubes placed in high-temperature fumaroles at the Eastern fumarole field of Avachinsky volcano (Kamchatka) in 2013–2023. The concentration distributions of 62 elements along the length of the tubes (along the temperature gradient) were studied by ICP-MS and ICP-AES methods. 35 phases of sublimates corresponding to natural minerals and 7 phases of sublimates for which no natural analogues are known were diagnosed. A general mineral sequence with decreasing temperature is as follows: Na and K halides; Na, K, Ca sulfates; sulfides; X-ray amorphous As-S glass and Tl, Pb, Bi halides. The most common phases are As-S glass, SiO2, NaCl, KCl, Na2SO4‒K2SO4; rare phases are KCdCl3, K2Pb(SO4)2, Tl(I,Cl,Br), Pb2Tl(Cl,I,Br)5, PbTl3(Cl,I,Br)5, Pb(Cl,I,Br)2, Tl3BiI6, ReS2, Pb-Zn-Cd-In sulfides and AgI.

Sobre autores

E. Plutakhina

Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS

Email: peu@kscnet.ru
bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006 Russia

N. Malik

Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS

Email: malik@kscnet.ru
bulvar Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006 Russia

I. Nikolaeva

Lomonosov Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: peu@kscnet.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia

Bibliografia

  1. Бычкова Я.В., Синицын М.Ю., Петренко Д.Б. и др. Методические особенности многоэлементного анализа горных пород методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология. 2016. № 6. С. 56–63. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2016-6-56-63
  2. Заварицкий А.Н. Вулкан Авача на Камчатке и его состояние летом 1931 г. // Труды ЦНИГРИ. 1935. № 35. С. 3–36.
  3. Иванов Б.В. Андезиты Камчатки. Справочник химических анализов вулканитов и основных породообразующих минералов. М.: Наука, 2008. 364 с.
  4. Кирсанов И.Т., Медведева Г.Г., Серафимова Е.К. Фумарольная деятельность Авачинского и Корякского вулканов // Бюлл. вулканол. станций. 1964. № 38. С. 3–32.
  5. Коржинский М.А., Ткаченко С.И., Булгаков Р.Ф., Шмулович К.И. Составы конденсатов и самородных металлов в сублиматах высокотемпературных газовых струй вулкана Кудрявый (остров Итуруп, Курильские острова) // Геохимия. 1996. № 12. С. 1175–1182.
  6. Логинов В.А., Гонтовая Л.И., Сенюков С.Л. Авачинско-Корякская группа вулканов: геофизическая неоднородность литосферы и глубинные процессы (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2023. № 1. С. 32–43. https://doi.org/10.31857/S0203030622700031
  7. Малик Н.А., Зеленский М.Е., Округин В.М. Температура и состав газа фумарол вулкана Авачинский (Камчатка) в 2013–2016 гг. // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. Вып. 33. № 1. С. 21–33.
  8. Малик Н.А., Некрасова М.Ю. Комплексные исследования активности Авачинского вулкана в 2013 – начале 2020 гг.: наземные, видео и сейсмические наблюдения // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. Вып. 46. № 2. С. 41–54. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2020-2-46-41-54
  9. Малик Н.А., Плутахина Е.Ю., Николаева М.Ю. Вынос микроэлементов фумаролами Авачинского вулкана (Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2024. Вып. 63. № 3. С. 74–90. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2024-3-63-74-90
  10. Мелекесцев И.В., Брайцева О.А., Двигало В.Н., Базанова Л.И. Исторические извержения Авачинского вулкана на Камчатке (попытка современной интерпретации и классификации для долгосрочного прогноза типа и параметров будущих извержений). Ч. II (1926‒1991 гг.) // Вулканология и сейсмология. 1994. № 2. С. 3–23.
  11. Мелекесцев И.В., Литасова С.Н., Сулержицкий Л.Д. О возрасте и масштабе катастрофических извержений типа направленного взрыва вулкана Авачинский (Камчатка) в позднем плейстоцене // Вулканология и сейсмология. 1991. № 2. С. 3–11.
  12. Мелекесцев И.В., Селиверстов Н.И., Сенюков С.Л. Информационное сообщение об активизации в октябре 2001 г. вулкана Авачинский на Камчатке и проведенных исследованиях // Вулканология и сейсмология. 2002. № 2. С. 79–80.
  13. Мороз Ю.Ф., Гонтовая Л.И. Глубинное строение района Авачинско-Корякской группы вулканов на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2003. № 4. С. 3–10.
  14. Округин В.М., Малик Н.А., Плутахина Е.Ю. Экспериментальное изучение распределения химических элементов на Авачинском вулкане (2013–2014 гг.) // Материалы XXXII Крашенинниковских чтений. Петропавловск-Камчатский, 2015. С. 261–266.
  15. Округин В.М., Малик Н.А., Плутахина Е.Ю. и др. Новые данные о возгонах и сублиматах Авачинского вулкана (2014–2015 гг.) // Материалы XIX региональной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 400–405.
  16. Плутахина Е.Ю. Минеральный состав сублиматов лавовых потоков Толбачинского Трещинного извержения 2012–2013 гг. (ТТИ-50, Камчатка) // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. Вып. 20. Апатиты, 2023. С. 179–184. https://doi.org/10.31241/FNS.2023.20.021
  17. Плутахина Е.Ю., Малик Н.А. Фумарольная сера Авачинского вулкана (Камчатка) // Материалы V Всероссийской школы молодых ученых “Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия”. Черноголовка: ИПХФ РАН, 2014. С. 88–90.
  18. Плутахина Е.Ю., Малик Н.А. Новые данные о возгонах и сублиматах Авачинского вулкана (2014–2015 гг.) // Материалы XIX Региональной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 400–405.
  19. Плутахина Е.Ю., Малик Н.А. Новые находки в сублиматах Авачинского вулкана // Материалы XXVI Региональной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2023. С. 162–163.
  20. Серафимова Е.К. Минералогия возгонов вулканов Камчатки. М.: Наука, 1979. 167 с.
  21. Серафимова Е.К., Овсянников А.А., Муравьев Я.Д. Вулканические эксгаляции вулкана Авачинский в постэруптивном процессе после извержения в 1991 г. // Вулканология и сейсмология. 2002. № 4. С. 22–30.
  22. Ткаченко С.И., Портер Р.П., Коржинский М.А. и др. Изучение процессов рудо- и минералообразования из высокотемпературных фумарольных газов на вулкане Кудрявый, остров Итуруп, Курильские острова. // Геохимия. 1999. № 4. С. 410–422.
  23. Фирстов П.П., Шакирова А.А., Максимов А.П. и др. Особенности сейсмической активизации Авачинского вулкана в конце 2019 г. // Доклады Российской Академии наук. Науки о Земле. 2021. T. 497. № 2. C. 165–170. https://doi.org/10.31857/S268673972104006X
  24. Africano F., Bernard A. Acid alteration in the fumarolic environment of Usu volcano, Hokkaido, Japan // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2000. V. 97. P. 475–495. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(99)00162-6
  25. Africano F., Bernard A., Korzhinsky M. High temperature volcanic gas geochemistry (Major and minor elements) at Kudryavy Volcano // Vulcanica. 2003. V. 1. P. 87–94.
  26. Africano F., Van Rompaey G., Bernard A., Le Guern F. Deposition of trace elements from high temperature gases of Satsuma-Iwojima volcano // Earth Planets and Space. 2002. V. 54 (3). P. 275–286. https://doi.org/10.1186/BF03353027
  27. Bernard A.A., Le Guern F. Condensation of volatile elements in high-temperature gases of Mount St. Helens // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1986. V. 28. P. 91–105.
  28. Bernard A.A., Symonds R.B. The specification of trace metals in high temperature gases from Usu volcano Japan EOS // Transactions of the American Geophysical Union. 1988. V. 69. P. 514.
  29. Fischer T.P. Fluxes of volatiles (H2O, CO2, N2, Cl, F) from arc volcanoes // Geochemical Journal. 2008. V. 42. P. 21–38. https://doi.org/10.2343/geochemj.42.21
  30. Garavelli A., Laviano R., Vurro F. Sublimate deposition from hydrothermal fluids at the Fossa crater-Vulcano, Italy // European Journal of Mineralogy. 1997. V. 9(2). P. 423–432.
  31. Hinkley T.K., Lamothe P.J., Wilson S.A. et al. Metal emissions from Kilauea, and a suggested revision of the estimated worldwide metal output by quiescent degassing of volcanoes // Earth and Planet. Sci. Lett. 1999. V. 170. P. 315–325.
  32. Le Guern F., Bernard A. A new method for sampling and analyzing volcanic sublimates – application to Merapi volcano, Java // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1982. V. 12. P. 133–146. https://doi.org/10.1016/0377-0273(82)90008-7
  33. Malik N.A. A decade (2013–2023) of direct sampling from high-temperature fumaroles at Avacha Volcano, Kamchatka: Gas geochemistry, seasonal and long-term variations // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2024. V. 455. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2024.108179
  34. Mason E.M., Edmonds M., Hammond S. et al. Chalcophile element degassing at an active continental arc volcano // Geochim. Cosmochim. Acta. 2024. V. 367. P. 72–86. https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.12.014
  35. Okrugin V.M., Favero M., Liu A. et al. Smoking gun for thallium geochemistry in volcanic arcs: nataljamalikite, TlI, a new thallium mineral from an active fumarole at Avacha Volcano, Kamchatka Peninsula, Russia // American Mineralogist. 2017. V. 102. P. 1736–1746. https://doi.org/10.2138/am-2017-6057
  36. Oskarsson N. The chemistry of Icelandic lava incrustations and the latest stages of degassing // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1981. V. 10. P. 93–111.
  37. Quisefit J.P., Toutain J.P., Bergametti G. et al. Evolution versus cooling of gaseous volcanic emissions from Momotombo Volcano, Nicaragua: Thermochemical model and observations // Geochim. Cosmochim. Acta. 1989. V. 53. P. 2591–2608. https://doi.org/10.1016/0016-7037(89)90131-2
  38. Symonds R.B., Reed M.H., Rose W.I. Origin, speciation, and fluxes of trace-element gases at Augustine volcano, Alaska: insights into magma degassing and fumarolic processes // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. V. 56. P. 633–657. https://doi.org/10.1016/0016-7037(92)90087-Y
  39. Taran Y.A., Bernard A., Gavilanes J.-C. et al. Chemistry and mineralogy of high-temperature gas discharges from Colima volcano, Mexico. Implications for magmatic gas–atmosphere interaction // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2001. V. 108. P. 245–264. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(00)00289-4
  40. Taran Y., Zelenski V., Chaplygin I. et al. Gas emissions from volcanoes of the Kuril Island arc (NW Pacific): geochemistry and fluxes // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2018. V. 19. № 6. P. 1859–1880. https://doi.org/10.1029/2018GC007477
  41. Toutain J.P., Aloupogiannis P., Delorme H. et al. Vapor deposition of trace elements from degassed basaltic lava, Piton de la Fournaise volcano, Reunion Island // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1990. V. 40. P. 257–268. https://doi.org/10.1016/0377-0273(90)90124-X
  42. Williams-Jones A.E., Heinrich C.A. Vapor transport of metals and the formation of magmatic-hydrothermal ore deposits // Economic Geology. 2005. V. 100. P. 1287–1312. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.100.7.1287
  43. Yudovskaya M.A., Tessalina S., Distler V.V. et al. Behavior of highly-siderophile elements during magma degassing: A case study at the Kudryavy volcano // Chemical Geology. 2008. V. 248. P. 318–341. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2007.12.008
  44. Yudovskaya M.A., Distler V.V., Chaplygin I.V. et al. Gaseous transport and deposition of gold in magmatic fluid: evidence from the active Kudryavy volcano, Kurile Islands // Mineralium Deposita. 2006. V. 40. P. 828–848. https://doi.org/10.1007/s00126-005-0034-6
  45. Zelenski M., Bortnikova S. Sublimate speciation at Mutnovsky volcano // European Journal of Mineralogy. 2005. V. 17. P. 107–118.
  46. Zelenski M.E., Fischer T.P., de Moor J.M. et al. Trace elements in the gas emissions from the Erta Ale volcano, Afar, Ethiopia // Chemical Geology. 2013. V. 357. P. 95–116. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.08.022
  47. Zelenski M., Kamenetsky V.S., Taran Y., Kovalskii A.M. Mineralogy and origin of aerosol from an arc basaltic eruption: Case study of Tolbachik volcano, Kamchatka // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2020. № 21. 30 p. https://doi.org/10.1029/2019GC008802
  48. Zelenski M., Malik N., Taran Yu. Emissions of trace elements during the 2012–2013 effusive eruption of Tolbachik volcano, Kamchatka: enrichment factors, partition coefficients and aerosol contribution // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2014. V. 285. P. 136–149. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2014.08.007.
  49. Zelenski M., Simakin A., Taran Yu. et al. Partitioning of elements between high-temperature, low-density aqueous fluid and silicate melt as derived from volcanic gas geochemistry // Geochim. Cosmochim. Acta. 2021. V. 295. P. 112–134. https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.12.011
  50. Zelenski M.E., Zubkova N.V., Pekov I.V. et al. Cupromolybdite, Cu3O(MoO4)2, a new fumarolic mineral from the Tolbachik volcano, Kamchatka Peninsula, Russia // European Journal of Mineralogy. 2012. V. 24 (4). P. 749–757. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2012/0024-2221

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».