Контрольные вопросы

1. Что такое альбитит?

2. Что такое грейзен?

3. К каким геологическим структурам приурочены альбититы и грейзены?

4. Каков минеральный состав альбититов?

5. Каков минеральный состав грейзенов?

6. Какие формы залежей образуют альбититы?

7. Какие формы залежей образуют грейзены?

2.1.6. Гидротермальные месторождения

Гидротермальные месторождения создаются циркулирующими под поверхностью Земли горячими минерализованными газово-жидкими растворами. Скопления полезных ископаемых гидротермального происхождения возникают как вследствие отложения минеральных масс в пустотах горных пород, так и в связи с замещением последних. Поэтому форма тел гидротермальных месторождений зависит, с одной стороны, от морфологии рудовмещающих полостей, а с другой – от очертаний замещаемых пород. Наиболее типичны для гидротермальных месторождений различные жилы, распространены также штоки, гнезда, штокверки, линзы, пластообразные залежи и сложные комбинированные тела. Размеры их изменяются в очень широких пределах: от первых сантиметров до первых метров и десятков метров по мощности, до десятков-сотен метров и первых километров по протяженности.

Пустоты в горных породах, используемые для гидротермального рудообразования, разделяются на сингенетичные и эпигенетичные. К сингенетичным относятся: 1) промежутки между зернами породообразующих минералов; 2) плоскости напластования; 3) миаролитовые пустоты и пузыри эффузивов. Эпигенетичные пустоты разделяются на нетектонические и тектонические. Среди нетектонических могут быть указаны: 1) пустоты растворения; 2) пустоты, возникающие при изменении объема горных пород; 3) пустоты, образующиеся при кристаллизации и перекристаллизации минеральных масс; 4) пустоты брекчий оседания; 5) пустоты вулканических брекчий. К тектоническим принадлежат: 1) полости межпластового и внутрипластового отслоения; 2) общая тектоническая трещиноватость горных пород; 3) отдельные разломы. Наибольшее значение для локализации гидротермального оруденения имеют тектонические пустоты.

Гидротермальные месторождения формируются из горячих газовых и жидких растворов. Большинство исследователей считает, что растворителем является вода с растворенными в ней минеральными солями и газами. Рудообразующие растворы могут принадлежать к взвесям, коллоидам и молекулярным (истинным) растворам. Взвеси, или суспензии, к которым обычно относятся растворы с размером частиц дисперсной фазы, превышающим 0,1 мкм, не имеют существенного значения при гидротермальном рудообразовании. Хотя, продвигаясь по зонам предрудного и интрарудного дробления, гидротермальные растворы могут взмучиваться тонкими продуктами тектонического дробления, переносить и отлагать их на путях своего движения. Коллоидные растворы с размером частиц дисперсной фазы от 0,1 мкм до 1 нм играют более существенную роль в гидротермальном рудообразовании. Дисперсной средой рудообразующих растворов служит вода, и они относятся к гидрозолям. Как правило, это гидрофильные коллоиды с мицеллами различных соединений металлов, стабилизированных неорганическими электролитами. Формируются они обычно конденсационным путем и, коагулируясь, образуют гели. При дальнейшем синерезисе и окристаллизации возникают метаколлоидные минеральные массы. Истинные, или молекулярные, растворы с размером находящихся в них ионов, групп ионов и молекул от 1 до 0,1 нм являются самыми существенными источниками гидротермального рудообразования.

Вода гидротермальных растворов может иметь тройное происхождение: магматическая (ювенильная) вода, вода метаморфического происхождения и метеорная (вадозная) вода глубокой циркуляции. Магматическая вода отделяется от магматических расплавов в процессе их застывания и формирования изверженных пород. Количество воды в магме может быть приблизительно оценено по его содержанию в быстро излившихся и застывших магмах. Так, в липаритовых перлитах и обсидианах вода находится в количестве от 0,2 до 4 %, иногда составляя 8–10 %. По разного рода подсчетам, кислые магмы содержали не менее 2 %, в некоторых случаях до 10 % воды, основные – не менее 1 %, иногда до 5–6 %. Метаморфическая вода формируется вследствие метаморфизма горных пород на глубине под воздействием возрастающих давления и температуры. Ее происхождение связано с мобилизацией вод, захороненных в поровом пространстве, и с дегидратацией гидроксилсодержащих минеральных масс. В свежих слабо метаморфизованных осадочных породах может находиться поровая, пленочная, капиллярная, интерминеральная и конституционная вода. Количество всех этих форм воды может достигать 30 % и более веса породы. На низких ступенях метаморфизма резко сокращается количество свободной воды; на высоких ступенях, при температуре выше 300 ⁰С, выносится вода остальных форм. В интенсивно метаморфизованных породах содержание всех форм воды редко составляет более 1–2 %. Метеорная вода свободной циркуляции может при соответствующих гидрогеологических условиях проникать в глубинные части земной коры, нагреваться, минерализоваться и приобретать свойства гидротермальных растворов. Такие воды могут возникать как в результате их разогрева внутренним жаром Земли, так и благодаря их прогреву и минерализации при процессах глубинного магматизма.

Источники минеральных веществ гидротермальных растворов также могут иметь тройное происхождение. Они могут быть ювенильными магматическими, ассимиляционными магматическими и фильтрационными внемагматическими. Ювенильные магматические источники рудообразующих веществ являются производными первичной подкоровой базальтоидной магмы, отделяющимися от нее при подъеме и остывании в верхних зонах земной коры. Таковы источники железа, марганца, титана, ванадия, хрома, никеля, меди и платиноидов магматических месторождений перидотитовой и габбровой формаций. Ассимиляционные магматические источники рудообразования связаны с гранитоидной магмой, возникшей при переплавлении нижней части осадочной оболочки Земли. Состав месторождений, связанных с этой магмой, существенно зависит от химизма переплавленных пород. Таким образом образуются гидротермальные месторождения вольфрама, олова, бериллия, лития, ниобия и тантала. Фильтрационные внемагматические источники обусловлены заимствованием рудообразующих веществ из боковых пород на путях циркуляции гидротермальных растворов. Таким путем заимствуются обычно петрогенные элементы (Al₂O₃, SiO₂, MgO, FeO, Fe₂O₃, K₂O, Na₂O, CaO), в меньшей степени рудные компоненты (As, Sb, Hg, Pb, Cu, Zn).

Минеральное вещество гидротермальных месторождений накапливается в процессе выполнения открытых полостей и замещения боковых пород или метасоматоза. Метасоматоз, согласно Д.С. Коржинскому, представляет собой такое замещение горной породы с изменением химического состава, при котором растворение старых минералов и отложение новых происходит почти одновременно, так что замещаемая порода все время сохраняет твердое состояние. Метасоматоз осуществляется при обязательном участии газообразных и жидких пленочных (поровых) растворов, просачивающихся через породы, приносящих замещающие компоненты и выносящих замещаемые соединения. Возможны два типа такого перемещения компонентов: при помощи диффузионного или инфильтрационного метасоматоза. Основное значение при метасоматозе имеет инфильтрационная доставка замещающих компонентов; роль же диффузии сводится к выравниванию концентраций компонентов раствора на участках замещения. При этом объем, в общем случае, остается неизменным, но в то же время не исключается некоторая метасоматическая «усадка» минеральной массы с ее повышением коэффициента пористости или разрастание объема с механическим уплотнением прилегающих пород.

Вокруг рудных тел гидротермального генезиса вмещающие их породы обычно содержат повышенное против нормального количество тех металлов, которые входят в состав руд. Площади с таким повышенным содержанием металлов, окаймляющие рудные тела, называются ореолами рассеяния. Они бывают первичными и вторичными. Первичные ореолы рассеяния образуются при формировании месторождений и представляют собой обычно тонкую спорадическую вкрапленность, иногда мелкие прожилки рудных минералов, рассеянные во вмещающих породах и не всегда улавливаемые глазом. Вторичные ореолы рассеяния образуются при окислении и разрушении верхних частей рудных тел в приповерхностных зонах в связи с разносом в этих условиях рудного материала.

Начальная температура гидротермального рудообразования составляет около 700–600 ⁰С, постепенно понижаясь, опускается до 50–25 ⁰С. Наиболее обильное гидротермальное минералообразование происходит в интервале температур 400–100 ⁰С. Максимальные глубины формирования гидротермальных месторождений составляют более 6,5 км.

В группе гидротермальных месторождений выделяются три класса: плутоногенный, вулканогенный и амагматогенный, или телетермальный (стратиформный).

Плутоногенные гидротермальные месторождения связаны с кислыми, умеренно кислыми и умеренно щелочными гипабиссальными изверженными породами всех стадий геосинклинального периода, а также активизированных платформ. В этом классе месторождений намечаются кварцевый, карбонатный и сульфидный подклассы. Они формировались, главным образом, на глубине 1–5 км. С ними связаны крупные месторождения следующих рудных формаций: кварц-золотой, кварц-арсенопирит-золотой, кварц-пирит-золотой, кварц-турмалин-золотой, кварц-касситеритовой, кварц-халькопиритовой, кварц-молибденитовой, кварц-шеелитовой, кварц-уранитовой, галенит-сфалерит-халькопирит-пиритовой, сульфидно-настурановой, баритовой, горного хрусталя и др. Месторождения этого класса находятся в России (Кочкарь и Березовское на Южном Урале, Онон и Ималка в Забайкалье, Сорское в Сибири, Садон на Кавказе), за рубежом (Казахстан, Узбекистан, Армения, США, Канада, Чили, Перу, Мексика, Филиппины, Иран, Югославия, Германия и др.).

Вулканогенные гидротермальные месторождения связаны, главным образом, с наземным, преимущественно андезит-дацитовым вулканизмом поздней стадии геосинклинального этапа, а также с щелочными и трапповыми магматическими формациями активизированных платформ. Среди них наиболее характерны месторождения, приуроченные к жерлам вулканов и их периферии. Сюда относятся месторождения полиметаллической золото-серебряной, касситерит-вольфрамит-висмутин-аргентитовой, халькопирит-энаргит-халькозиновой, флюорит-бертрандитовой, молибденит-флюорит-настурановой, киноварной, алунитовой, исландского шпата и других формаций. Подобные месторождения встречаются в России (Чукотка, Камчатка) и за рубежом (США, Канада, Чили, Перу, Мексика, Филиппины, Япония, Новая Зеландия, Румыния, Чехия и др.).

Амагматогенные гидротермальные месторождения находятся на площадях развития осадочных формаций, вне видимой связи с интрузивами. К ним относятся месторождения борнит-халькопиритовой, галенит-сфалеритовой, антимонит-киноварной, флюоритовой, реальгар-аурипигментовой формаций. Такие месторождения имеются в России (Удокан в Сибири, Сардана в Якутии) и за рубежом (Казахстан, Замбия, Заир, Мексика, Канада, Ирландия, Австрия, Болгария, Польша и др.).

Гидротермальные месторождения имеют огромное значение для добычи многих полезных ископаемых. Из них извлекается подавляющая часть меди, свинца, цинка, сурьмы, молибдена, ртути, серебра, кадмия и лития, а также значительная доля золота, кобальта урана, олова, вольфрама. Сюда же относится значительная часть видов неметаллического сырья: хризотил-асбест, магнезит, флюорит, барит, горный хрусталь, исландский шпат, флогопит, графит, апатит.

Изучив данный раздел, студент-заочник должен знать:

- какие месторождения относятся к разряду гидротермальных;

- чем обусловлена форма тел гидротермальных месторождений;

- типы пустот в горных породах, используемых для гидротермального рудообразования;

- происхождение воды гидротермальных растворов;

- происхождение минеральных веществ гидротермальных растворов;

- роль метасоматоза в гидротермальном рудообразовании;

- какие гидротермальные месторождения относятся к плутоногенным;

- какие гидротермальные месторождения относятся к вулканогенным;

- какие гидротермальные месторождения относятся к амагматогенным;

- при каких температурах происходит гидротермальное рудообразование;

- какие полезные ископаемые связаны с гидротермальными месторождениями.