Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В мае и августе 2024 г. в результате трех восхождений были проведены исследования на фумаролах Авачинского вулкана. Проводился отбор газа и газового конденсата режимных высокотемпературных фумарол Восточного поля, а также низкотемпературных фумарол в северо-западной части гребня кратера. Был проведен эксперимент по отбору проб конденсата газа в кварцевые барботеры и барботеры из боросиликатного стекла из одной фумаролы, с целью определения влияния на состав конденсата выщелачивания элементов (в первую очередь, бора) кислым раствором из боросиликатного стекла. Была установлена и снята кварцевая трубка из фумаролы №2 (480°С) с накопленными сублиматами. Проведен отбор частиц аэрозоля из фумарольных шлейфов, а также естественных инкрустаций с поверхности и из закопушек глубиной до 0.5 м на Восточном и Западном фумарольных полях. В результате обобщения и интерпретации результатов анализов проб в 2024 г. были опубликованы две статьи в рецензируемых журналах (https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2024.108179 и http://www.kscnet.ru/journal/kraesc/article/view/818), еще одна статья сдана и проходит рецензирование в журнале "Вулканология и сейсмология". Полученные в 2024 г. результаты можно свести к следующему: - Исследован микроэлементный состав конденсатов высокотемпературных газов Авачинского вулкана. Количество проанализированных элементов – 72. Суммарная средняя концентрация микроэлементов (не считая S, Cl, F, Si) в конденсатах – 87 мг/л, максимальная – 210 мг/л, среди которых преобладают В, К, Na, Br, As, I. Большое количество проб (25), отобранных в течение нескольких лет, позволило оценить пределы вариаций концентраций элементов, их зависимость от температуры фумарол и сезона отбора. На основе полученного авторами (самого многокомпонентного для данного вулкана) анализа образца лавы 1991 г., включающего 60 элементов, были рассчитаны факторы обогащения для элементов в конденсате газа относительно породы вулкана, нормированные на магний. Они позволили определить элементы, для которых характерен перенос в шлейфе в виде летучих соединений (Te, I, B, Br, Cd, As, Re, Se, Bi, Tl, Hg, Sn, Sb, Pb и др.) и в виде силикатного аэрозоля (Ti, Fe, Ga, Al, Ca, Mn, РЗЭ и др.). - Изучен микроэлементный состав сублиматов (минеральных отложений из вулканических газов), осевших в четырех кварцевых трубках, установленных в выходы фумарол, методами ICP-MS и -AES. Получены распределения концентраций 62 элементов по длине 1.5 м трубок (по зонам 10-30 см), т.е. вдоль температурного градиента. Зоны максимальных концентраций элементов соответствуют участкам распространения их собственных фаз. Сопоставление валовых составов сублиматов четырех трубок и состава породы вулкана показало, что количество породообразующих (за исключением Na и К) и других труднолетучих элементов (РЗЭ, Sr, Zr, Hf, Nd, Ta, U, Th и др.) в сублиматах трубок определяется количеством попавшего в них силикатного аэрозоля (частичек породы): от 2 до 12 мас.%, а разная степень обогащения сублиматов относительно породы летучими элементами определяется температурой фумарол, в которые устанавливали трубки, температурой на выходе трубок и др. причинами. Валовые составы сублиматов трубок использовались для учета потерь при отборе конденсата газа за счет осаждения минеральных фаз в пробоотборной системе; скорректированные таким образом концентрации микроэлементов использовались для оценки их выноса фумаролами вулкана. - Методами СЭМ и рентгеновской дифракции изучен фазовый состав сублиматов, осажденных в 8 кварцевых трубках, помещенных в высокотемпературные выходы фумарол Авачинского вулкана. Диагностировано 35 фаз сублиматов, соответствующих природным минералам, и 7 фаз, для которых не известно природных аналогов. Показана общая минеральная последовательность с понижением температуры: галогениды Na и K; сульфаты Na, K, Ca; сульфиды; рентгеноаморфное As-S стекло и галогениды Tl, Pb, Bi. Наиболее распространенные фазы: As-S стекло (<70% общего веса сублиматов), SiO2, NaCl, KCl, Na2SO4-K2SO4; более редкие фазы: (K,Cd)4Cl6, K2Pb(SO4)2, Tl(I,Cl,Br), Pb2Tl(Cl,I,Br)5, PbTl3(Cl,I,Br)5, Pb(Cl,I,Br)2, Tl3BiI6, ReS2, сульфиды Pb-Zn-Cd-In и AgI. Для B, Rb, Li и V собственные минералы не найдены. - Методами СЭМ и рентгеновской дифракции изучен фазовый состав возгонов/инкрустаций (твердых фаз, осаждающихся из газа в естественных условиях, и продуктов реакции газ-порода и вода-порода) фумарольных полей Авачинского вулкана. Главный минерал фумарол – самородная сера, в тесной ассоциации с ней на высокотемпературных полях диагностирован арсеносульфурит (As,S). В меньшей степени распространены: опал (SiO2*nH2O), гипс (CaSO4*2H2O), кристобалит (SiO2), алуноген (Al2(SO4)3×17H2O), галотрихит (FeAl2(SO4)×22H2O), пиккерингит (MgAl2(SO4)×22H2O), гематит (Fe2O3), галит (NaCl), сассолин (B(OH)3), ангидрит (CaSO4), алунит (KAl3(SO4)2(OH)6), пирит (FeS2), нашатырь (NH4Cl), годовиковит (NH4(Al,Fe)×(SO4)2), барит (BaSO4), халькопирит (CuFeS), киноварь (HgS), сильвин (KCl), наталиямаликит (TlI), аурипигмент (As2S3), англезит (PbSO4), тенардит (Na2SO4), натроалунит (NaAl3(SO4)2(OH)6), реальгар (AsS), арканит (K2SO4), афтиталит ((K,Na)3Na(SO4)2), лафоссаит (Tl(Cl,Br)), галенит (PbS), гринокит (CdS), рениит (ReS2), висмутин (Bi2S3) и селен-теллуровые шарики. Впервые для этого вулкана описаны гексагональные таблитчатые кристаллы с эмпирическими формулами K0,25(NH4)0,75(As2O3)2I и K0,5(NH4)0,5As4O6Cl, вероятно являющиеся мауризиодиниитом и лукабиндиитом, соответственно, их исследования продолжаются. Полученные по проекту результаты члены научного коллектива представили на трех очных российских конференциях: XXVII ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога (ИВиС, Петропавловск-Камчатский http://www.kscnet.ru/ivs/publication/volc_day/2024/art21.pdf), Всероссийской конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика Д.С. Коржинского «Физико-химические факторы эндогенного петро- и рудогенеза: новые рубежи» http://www.igem.ru/korzhinskiy_125/files/programma.pdf и XIII Российской молодёжной научно-практической школе «Новое в познании процессов рудообразования» http://www.igem.ru/periodic/news/news_24/programma.pdf (ИГЕМ, Москва). Материалы конференций входят в базу РИНЦ.