КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 23-27-00127
НазваниеИсследования магмо-газо-водопроводящих систем активных вулканов
РуководительКирюхин Алексей Владимирович, Доктор геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Камчатский край
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2023 г. - 2024 г. |
Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-115 - Гидрогеология
Ключевые словаВулкан, фракинг, магма, сейсмичность, извержение, гидротермальный, моделирование, геофлюиды, продуктивный, резервуар, Ключевской
Код ГРНТИ38.61.05
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Цель проекта - разработка и применение геотермофлюидомеханических моделей для: (1) количественного описания условий формирования и функционирования магмо-газо-водопроводящих систем и резервуаров под активными вулканами на примере вулканов Ключевской и Безымянный, (2) оценки геотермального и эруптивного потенциала вулкана Безымянный. Решение первой группы задач будет осуществляться Frac-Digger методом по сейсмологическим данным КФ ФИЦ ЕГС РАН, верификация геометрии систем транспорта геофлюидов (магмы, газа и воды) - по хронологии фактических извержений вулканов, петрологическим и другим доступным геолого-геофизическим данным. Для решения второй группы задач будет дополнительно использовано TOUGH2-моделирование. В процессе выполнения работы планируется получение следующих результатов: (1) 3D распределение и хронология инжекций даек и силлов, предшествующих извержениям вулканов Ключевской (включая побочные извержения) и Безымянный в 2000-2022 гг: (2) Оценка геомеханического состояния под вулканами в моменты их извержений и в периоды относительного покоя; (3) верификация 3D моделей функционирования магмо-газо-водопроводящих систем вулканов Ключевской и Беззымянный по петрологическим и другим доступным данным; (4) Будет выполнена оценка геотермального потенциала Безымянного вулкана для получения геоэлектрической энергии; (5) Планируется разработка методики прогнозирования эруптивной активности вулканов Ключевской и Безымянный по данным мониторинга их магматической активности и с учетом сезонного изменения условий атмосферного водного питания.
Ожидаемые результаты
В процессе выполнения работы планируется получение следующих результатов: (1) 3D распределение и хронология инжекций даек и силлов, предшествующих извержениям вулканов Ключевской (включая побочные извержения) и Безымянный в 2000-2022 гг: (2) Оценка геомеханического состояния под вулканами в моменты их извержений и в периоды относительного покоя; (3) верификация 3D моделей функционирования магмо-газо-водопроводящих систем вулканов Ключевской и Безымянный по петрологическим и другим доступным геофизическим данным; (4) Будет выполнена оценка геотермального потенциала Безымянного вулкана для получения геоэлектрической энергии; (5) Планируется разработка методики прогнозирования эруптивной активности вулканов Ключевской и Безымянный по данным мониторинга их магматической активности и сезонного изменения условий атмосферного водного питания.
Значимость;
(1) Тестирование метода идентификации активных разломов и магматических инжекций (даек и силлов) (Frac-Digger метод) по каталогам сейсмических данных КФ ФИЦ ЕГС РАН Ключевской группы вулканов (наиболее продуктивной по числу и объему извержений в Курило-Камчатской вулканической области).
(2) Геометризация фильтрационного пространства под активными вулканами для понимания условий последующего формирования продуктивных геофлюидных (геотермальных, нефтяных и газовых) резервуаров сложного строения и рудных месторождений гидротермального типа.
(3) Термогидродинамическое TOUGH2 моделирование высоокотемпературных геотермальных резервуаров в
структуре Безымянного вулкана с целью оценки их пригодности для геотермального электроснабжения и оценки
потенциала катастрофического кальдерообразующего извержения
(4) Разработка методики прогнозирования катастрофических извержений по динамике и режиму магматических
инжекций под активными вулканами
(5) Рассмотрение гидравлической связи между магматическими системами Ключевского и Безымянного вулканов (10 км по горизонтали) в качестве аналога гидравлической связи между Верхне-Паратунским и Средне-Паратунским продуктивными геотермальными резервуарами (13 км по горизонтали, оба резервуара в жерловой субвулканической формации супер-кальдеры Леонова). Важно для определения дальнейшей стратегии эксплуатации указанных геотермальных месторождений.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Выполнена идентификация процессов транспорта магматического вещества в Земной коре на основе различных методов, в том числе Frac-Digger сейсмотомографии, петрологическим и ИК-спутниковым данным — на примере 11-ти извержений вулкана Ключевской 2003-2021 гг и 17-ти извержений вулкана Безымянный 2000-2020 гг., запитанных из магматической системы Ключевского вулкана. Это важно для прогноза эруптивной и магматической активности вулканов, поиска и разработки рудных, углеводородных и геотермальных месторождений.
В августе 2023 г проведены рекогносцировочные полевые работы в районе вулканов Ключевской и Шивелуч, выполнены маршруты на моногенные кратеры побочных извержений 1932 г (Киргурич,Туйла, Биокось) и в ЮВ сектор вулкана Шивелуч, опробование разгрузок холодных источников у подножья Ключевского вулкана в русле р. Камчатка.
Результаты опубликованы в статьях:
A. V. Kiryukhin, O. V. Bergal-Kuvikas, M. V. Lemzikov Magmatic activity of Klyuchevskoy volcano triggering eruptions of Bezymianny volcano based on seismological and petrological data / Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 2023. – Vol. 442. – P. 107892. – DOI 10.1016/j.jvolgeores.2023.107892. – EDN TBFAMM.
Кирюхин, А. В., Бергаль-Кувикас, О. В., Лемзиков, М. В., & Журавлев, Н. Б. (2023). Магматическая система Ключевского вулкана по сейсмическим данным и их геомеханической интерпретации. Записки Горного института, 263, 698-714. https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16305
Публикации
1. Кирюхин А.В., Бергаль-Кувикас О.В., Лемзиков М.В. Magmatic activity of Klyuchevskoy volcano triggering eruptions of Bezymianny volcano based on seismological and petrological data Elsevier B.V., Vol. 442. – P. 107892 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2023.107892
2. Кирюхин, А. В., Бергаль-Кувикас, О. В., Лемзиков, М. В., Журавлев, Н. Б. Магматическая система Ключевского вулкана по сейсмическим данным и их геомеханической интерпретации Издание Горного университета, 263, 698-714 (год публикации - 2023)
3. - Ключевской вулкан на Камчатке взял под контроль извержения соседнего вулкана Безымянный https://indicator.ru/earth-science, https://indicator.ru/earth-science/klyuchevskoi-vulkan-na-kamchatke-vzyal-pod-kontrol-izverzheniya-sosednego-vulkana-bezymyannyi-17-10-2023.htm?fbclid=IwAR2tnPYKvYU1j9webuaTQ_adEu1bDBNrSxZbXzF3jFs5B_35WgnSqblWWhA (год публикации - )