 | Конденсат серы в придонных условиях термальных озер |
План (а) и профиль (б) термального озера Банное по данным режимных измерений 1989–1994 гг.1 – реперные пункты профиля; 2 – выходы газов; 3 – участки намыва серного пляжа; 4 – изобаты, м; 5 – борт озера; 1'' – контур и глубина озера во время измерений в 1989 г.; 2'' – контур Активной воронки ниже корки серы; 3'' – осевая зона выхода из активной воронки газовых пузырей и фрагментов расплава серы; 4''–6'' – годы измерений: 4'' – 1989; 5'' – 1991, 1993 и 1994; 6'' – 1992; I–IV – горизонты воды с содержанием растворенного сероводорода (H2S + HS, мг/л): I – 28–50, II – 2–10, III – 50–60, IV – 290–310; V – зона корки серы; VI – зона расплава серы |
Положение зон серной отгонки в условиях перекрывающих водных бассейнов |
оз. Горячее (Caldera Golovina, Kunashir) |
оз. Горячее |
Кровавое горячее озеро (Япония) В Японии насчитывается несколько подобных мест, которые сами японцы называют адом, и не рекомендуют купаться.Повышенное содержание железа объясняют наличием марказита, Si, Al, Na, Ca, Mg – примесью резургентного опалово-глинистого материала и обращают внимание на сравнительно высокие содержания As, Mn, Ti, Cu, Zn и V. |
"Blood Pond" hot spring in Beppu, Japan , natural iron hot spring - |
Algal mats growing in a New Zealand hot pool -http://en.wikipedia.org/wiki/Hot_spring |
C http://ai-malyshev.narod.ru/GasFactor/GasFactorsFigs.html#Fig027 -Малышев А.И.
На горячих озерах, локализованных в кратерах активных вулканах, включая вышупомянутое оз. Горячее, описаны образования самородной серы в виде пленок, полых шариков и дисков, всплывающих к поверхности воды.
Первоначально предпринимались попытки объяснить их возникновение и возникновение прибрежного и донного серного песка за счет протекающих в водной среде гидрохимических реакций и концентрации привнесенного в воду газовыми струями серного аэрозоля, oднако В. Гигенбах, наблюдавший такое явление на влк. Руапеху в Новой Зеландии в 1974 г. предположил, что на дне озера существует расплав серы и подобный расплав был обнаружен, а затем в течение 5 лет наблюдался на дне термального озера в кальдере Узон сотрудниками Института вулканологии ДВО АН СССР (РАН).
В июле 1989 г. в юго-восточном секторе этого озера произошел мощный выброс парогазовой смеси.
Очевидцами начальной стадии процесса были егери Кроноцкого государственного биосферного заповедника. Они услышали всплеск воды в озере и отметили появление на ее поверхности пены черного цвета. По наблюдениям прибывшего Г.А. Карпова температура воды в поверхностной зоне озера повысилась с 39 до 42.5–45°С. В южном секторе озера поверхность воды интенсивно бурлила от многочисленных газовых пузырей. Пятно пузырящейся воды имело эллипсовидную форму и было четко ориентировано в северо-восточном направлении. Bся поверхность озера была покрыта дезагрегированной массой, состоящей из пены и мелких шариковидных кусочков самородной серы черного цвета. У пологих юго-западного и западного берегов озера стал намываться серный пляж, было установлено присутствие на глубине 25–25.5 м корки самородной серы, сформировавшейся под слоем слабокислой низкоминерализованной воды.
Мощность корки за 5 лет наблюдений изменялась от 40 до 15 см. В 1991 г. было обнаружено, что корка представляет собой ложное дно, пробиваемое пузырями газа, a под дном в глубинax 25.5–32.5 м располагается зона расплавленной серы, 116–142°С, зафиксированы высокая концентрация сероводорода и отмечена флуктуация состава газов, спонтанно выделяющихся в зоне термической активизации. В течение всего периодапотоком газов из этой зоны на поверхность воды выносилось шариковой и шлаковидной серы черного цвета от 9.5 до 18 кг в сутки.
При прохождении газов сквозь серный расплав с температурой 138–150°С образуются своеобразные серные трубки, которые очень редко выносятся на поверхность и нигде не описаны. Исследователи считают, что “по аналогии с подводно-океанскими ‘курильщиками’ их можно назвать ‘микрокурильщиками’.
В 1991 г. на Банном озере С.М. Фазлуллин обнаружил 12 трубок, которые по морфологии были разделены на два типа. Первый тип (наиболее часто встречающийся) – тонкостенные, как бы запаянные с одной стороны цилиндры, наружные стенки которых сложены каплевидными формами серы. Второй тип – трубки несколько меньшего размера и более толстостенные (до 2–3 мм) с канатной текстурой поверхности. Исследователи предполагают, что трубки первого типа формировались за счет слипания серных пузырей, тогда как трубки второго росли непосредственно из массы расплава серы при его дегазации. Кроме того один из поднятых образцов самого расплава представлял собой агрегат расплава массивной серы с многочисленными дырами и трубчатыми выростами.
Термический и рентгеноструктурный анализы вещества показали наличие примеси FeS2 (марказита). Во всех образцах серы кроме марказита отмечены 5–10% примесей, идентифицировать которые не удалось. По результатам количественного спектрального анализа, поднятый с глубины расплав содержит уникально большой набор компонентов. По данным атомно-абсорбционного анализа в некоторых образцах серы установлено наличие ртути в количестве 0.001–0.003%. Повышенное содержание железа объясняют наличием марказита, Si, Al, Na, Ca, Mg – примесью резургентного опалово-глинистого материала и обращают внимание на сравнительно высокие содержания As, Mn, Ti, Cu, Zn и V.
Процесс первичного образования самородной серы на дне оз. Банное объясняют реакцией 2H2S + SO2 = 3S0 + 2H2O и эта реакция базовaя в механизме образования серного конденсата в эндогенных условиях. Что касается аналогии трубчатых серных образований с океаническими “курильщиками”, то она обусловлена однотипным действием температурной ловушки водного контакта. Отличие лишь в том, что в глубоководных условиях океанического дна принудительный сброс серы происходит в условиях высоких температур, где конденсат серы имеет высокую реакционную способность, тогда как на дне оз. Банное и в мелководных условиях сера большей частью химически пассивирована за счет эффекта собственной полимеризации.