Классификация гидротермальных образований

Среди гидротермальных образований выделяют несколько генетических групп. По температурам образования:

- высоко- (400-300^оС),

- средне- (300-200^оС)

- низкотемпературные - (200-50^оС).

Соответственно температурам выделяют ассоциации:

- гипотермальные

- мезотермальные

- эпитермальные ассоциации.

Однако исследования последних лет доказали, что на одном месторождении один и тот же минерал может давать близкие парагенетические ассоциации при разных температурах.

Представляется более правильным делить гидротермальные ассоциации минералов по характеру их связи с магматическим очагом на 3 основных группы:

1. плутоногенные, связанные с интрузивными образованиями;

2. вулканогенные, связанные с вулканическими образованиями;

3. телетермальные, без видимой связи с магматизмом.

Плутоногенные гидротермальные ассоциации минералов образуются путем отложения из ювенильных растворов. Связаны с кислыми и умеренно кислыми магматическими породами. Глубина их образования 0,5-5 км. Т= 420-50^оС, Р~ 3000-4000 кг/см² – высокие. Наиболее высокотемпературные выделяются в кровле интрузии это касситеритовые, касситерито-вольфрамитовые и молибденитовые ассоциации, образующие жилы в грейзенизированных породах.

Такое же происхождение имеют Ag-Co-Ni, Ag-Co-Ni-Bi-U (никелин, прустит, кобальтин, висмутин, шмальтин, настуран) месторождения Саксонии (ГДР), Со-Ni-As (никелин, шмальтин, блеклая руда) месторождения Ховуаксы (Тува); золото-кварцевые жилы Якутии, Забайкалья и т.д. Эти типы месторождений в настоящее время дают 56-68% мировой добычи Мо и U.

Вулканогенные гидротермальные ассоциации образуются в тесной связи с наземными породами среднего андезит-дацитового состава. Глубина их не более 1-2 км. Проникают и принимают участие метеорные воды. Характерны коллоидные осадки с типичными коллоидными структурами. Встречаются отложения киновари из горячих источников, реальгара; кварц-халцедоновые жилы с золотом (Забайкалье); серебро-полиметаллические месторождения (Мексика); медно-порфировые месторождения (Узбекистан). Для последних характерна ассоциация: халькопирит, борнит, энаргит, блеклая руда, молибденит. С этими месторождениями связано 45 % мировой добычи меди.

Телетермальные ассоциации минералов не имеют видимой связи с магматическими образованиями, но обнаруживают четкий литологический контроль, т.е. преимущественную приуроченность к определенным вмещающим породам. Минеральный состав их прост: 1-3 главных рудных минерала. В формировании рудных компонентов главное значение придается эманациям веществ с большой упругостью паров диффундирующих с очень глубоких частей Земли. Месторождения низкотемпературные. Ассоциации: киноварно-антимонито-аурипигментовые (HgS - Sb₂S₃ - As₂S₃) с флюоритом, баритом, кварцем. Галенит-сфалеритовые с баритом; золото - серебряные (Ag - Au), Алдан. Эти месторождения дают 95 % мировой добычи ртути, 80% мировой добычи сурьмы, 40 % мировой добычи свинца и цинка.

В природе много ассоциаций промежуточного типа.

Современные гидротермальные процессы минералообразования наблюдаются в области рифтовых долин срединно-океанических хребтов. Здесь океаническая кора постоянно обновляется за счет излияния мантийных базальтов. Распространены высокотемпературные (до 350°С) гидротермальные источники, вода которых обогащена металлами и газами. Это так называемые «черные и белые курильщики», представляющие собой усеченные конусы, высотой десятки метров, из вершины которых бьют струи горячих растворов и столбы черного дыма. С этими источниками связано современное образование на океаническом дне сульфидных руд цинка, меди, свинца и других ценных металлов. Кроме «черных курильщиков» существуют и «белые курильщики» - тип относительно низкотемпературных гидротермальных источников в гидротермальных полях на океаническом дне. Они сложены в основном ангидритом и другими сульфатами, в отличие от черных курильщиков, в которых преобладают сульфиды.

Есть на дне океана и неактивные, давно потухшие гидротермальные постройки. Они представляют собой скопления металлов, общей массой миллионы тонн, в определенных условиях они могут сохраниться. По расчетам А.П. Лисицина на долю этих рудных сооружений приходится более 99 % от общего количества сульфидных руд, происхождение которых связано со срединными хребтами [4].

При гидротермальных процессах широко распространены изменения вмещающих пород, которые получили специальные названия по развитию какого-либо минерала, или комплексов минералов. Обычно замещения носят метасоматический характер, часто проявляется зональность.

Наиболее характерные гидротермальные изменения вмещающих пород:

1. Серицитизация – это развитие мелкочешуйчатого мусковита, прежде всего, по полевому шпату. Является поисковым признаком для руд: Cu, Pb, Zn, Au и Ag.

2. Березитизация – это образование вторичной серицит-кварцевой породы с пиритом развивается по кислым, средним, основным породам, является поисковым критерием на золото - кварцевые жилы.

3. Лиственитизация – это образование вторичной карбонатной породы с хромовой слюдкой (фукситом), хлоритом и примесью рудных минералов пирита, гематита за счет ультраосновных пород, является поисковым критерием для месторождений золота.

4. Хлоритизация – это процесс преобразования Mg-Fe минералов в хлориты. Вместе с хлоритом присутствуют кварц, серицит, развивается по средним породам. Поисковый признак для касситерит-сульфидных руд.

5. Серпентинизация – это развитие серпентина, хризотил-асбеста, магнезита за счет ультраосновных пород.

6. Окварцевание – приводит к образованию вторичных кварцитов за счет кислых и средних лав, туфов. Окварцевание сопровождается образованием корунда, андалузита, кварца, диаспора, алунита, пирофиллита, серицита, образующих псевдоморфозы замещения первичных минералов. С вторичными кварцитами связаны месторождения указанных выше минералов, а также Pb, Zn, Cu, Ag и Au.

7. Каолинизация – это результат замещения первичных минералов породы минералами глин: гидрослюдами, монтмориллонитом, каолинитом. Кремнезем выделяется в виде скрытокристаллических разностей, при этом железо и титан исходный переходит в пирит и рутил.

Гидротермально измененные породы имеют большое поисковое значение.

Гидротермальные изменения пород происходят вдоль трещин или ослабленных зон, секущих вмещающие породы и представляют собой продукты сложного взаимодействия постмагматических гидротермальных растворов с породообразующими минералами. При этом в зависимости от состава растворов и пород, на которые они воздействуют, формируется характерный тип минералообразования.

3.4.5 МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

И ИХ МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ

Метаморфизм – это преобразование пород под действием термодинамических факторов эндогенного происхождения.

Главные причины – тектонические процессы и магматизм. Метаморфические процессы выражаются в основном в обезвоживании и перекристаллизации пород.

Основные факторы метаморфизма: температура, давление - стрессовое и петростатическое (за счет вышележащих толщ), химически активные вещества.

Метаморфические горные породы очень широко распространенны. Ими практически полностью сложены фундаменты платформ и их обнажающиеся части – щиты. Можно уверенно сказать, что в строении земной коры самыми распространенными являются метаморфические породы.