Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
V V V V
3 |^UJ4 §да^5 [Q}?
Рис 129. Схема формирования гидротермального месторождения с участием морских вод. По X. Омато и Р. Раю.
1 — породы основания; 0 — субмаринные вулканические породы; 3 — шток рнолнта; 4 — морская вода; 5 — сульфидная руда; 6 — циркуляция ра-
Концепция образования гидротермальных месторождений с участием морской воды приложпма только к субмариниому вулканогенному гидротермальному рудообразованию и в силу этого имеет ограниченное значение.
Формы переноса минеральных соединений в гидротермальных растворах
Химический состав 'рудообразующих гидротермальных растворов точно не известен. О нем косвенно можно судить по составу современных термальных источников и составу газово-жидких включений в минералах гидротермального происхождения. Химические типы минеральных вод районов современного вулканизма упоминались выше (см. с. 234). Что касается газово-жидких включений в гидротермальных минералах, то благодаря исследованиям А. Захарченко, Г. Грушкина, А. Лисицына, С. Малинко, В. Наумова, Г. Наумова, Т. Сущевской и других, о их сводной химической характеристике можно сказать следующее. Они представляют собой водные растворы хлоридов, фторидов, бикарбонатов, сульфатов и силикатов щелочных и щелочноземельных металлов, их гидратов, кремнезема и насыщены углекислотой. В растворах, помимо Si02, преобладают Na+, K+, Ca+2, Mg+2; в значительных количества^ находятся Cl-, HCOjTi SO4^2. в малых количествах присутствуют металлы (Fe, Mn, Ni, Со, Cu, Pb, Zn, Mo, W, Sn, Ag, Li, Ba, Sr, V, Ti и др.). В жидких включениях в кварце повышенные концентрации кремнезема зависят от наличия хлоридов и бикарбонатов. Во включениях среди сульфидов отмечается повышенное количество сероводорода и сульфатов щелочных и щелочноземельных металлов,. Во включениях флюорита характерны фториды, а во включениях полевых шпатов преобладают калий и кремнезем.
По данным В. Наумова и Г. Наумова, намечается следующая тенденция в «изменении состава и концентрации растворов включений с изменением температуры. Низкотемпературные (до 200°С) растворы обычно являются слабо минерализованными (до 5—10 %). Сред-нетемпературные (200—35O0C) отличаются /повышенным содержанием углекислоты и большей концентрацией растворенных веществ (до 20—25%). В высокотемпературных растворах резко возрастает концентрация хлоридов натрия и калия, достигая 50—70%. Соответственно их плотность меняется от 0,8 до 1,2 г/см3.
Точка зрения А. Бетехтина о том что газово-жидкие растворы включений представляют собой «отработанные гидротермальные растворы», якобы не отражающие их первичный состав, не обоснована, ибо, как показал И. Ходаковский, в аргументации этого положения не учитываются механизм образования минералов из растворов и принцип диссоциации растворенных соединений.
Принимая во внимание общее состояние знаний о химии растворов и данные о минеральных ассоциациях гидротермальных месторождений, можно высказать суждения о вероятных формах переноса минеральных веществ в гидротермальных растворах.
Существуют четыре основные гипотезы переноса вещества гидротермальными растворами.
Гипотеза переноса минеральных веществ в истинных растворах минералов, слагающих гидротермальные руды, предусматривает воз-можность кристаллизации минералов из их растворов по мере падения температуры и возрастания концентрации, подобно отложению солей из испаряющейся рапы. Однако эта ігипотеза наталкивается на непреодолимое препятствие, связанное с чрезвычайно низкой растворимостью подавляющего большинства гидротермальных минералов. Так, например, растворимость сульфидов., согласно экспериментам, по одним данным составляет от п •1O-5 до м-ДО-8, а но другим даже от
Я-10-8 до n-10-27. Эти данные подтверждаются термодинамическими расчетами, выполненными А. Капустинским, Дж. Ферхугеном, Р. Гар-релеом, Р. Рафальским, Г. Чаманоким и др.
Вследствие чрезвычайно низкой растворимости !Природных сульфидов металлов в истинных водных растворах требуется совершенно невероятное количество воды, которое должно пройти через жильную полость для того, чтобы фбразовались сульфидные рудные тела. Р. Гар-релс отмечает, что для отложения нескольких тонн сульфидной медной руды между стенками такой полости должно пройти количество воды, равное Средиземному морю. По расчетам Л. Фирсова, для образования золотоносных кварцевых жил в одном из районов Восточной Сибири потребовалась бы отдача воды из слоя магмы мощностью 100 км.
По отношению к сульфидам несколько видоизмененный вариант рассматриваемой гипотезы представляет концепция Ф. Смита, согласно которой перенос металлов может осуществляться в виде раствори* мых двойных сернистых соединений типа HgS •2Na2S, CuS-Na^S и др. По растворимости сульфидов тяжелых металлов в сернистом натрии выделяются три группы: 1) плохо растворимые в расплавах сернистого натрия (железо, молибден); 2) хорошо растворимые в расплавах, но плохо растворимые в растворах этого соединения (цинк, свинец, медь, серебро, висмут, кадмий и др.); 3) хорошо растворимые как в расплавах, так и в растворах сернистого натрия (ртуть, мышьяк, сурьма). Таким образом, эта концепция ограничивается возможностью приложения только к трем последним металлам.
