Гидротермальное минералообразование

Все магматогенные процессы заканчиваются проявлением гидротермальной деятельности. Как правило наиболее богаты водой кислые магмы.

Типы вод:

Ювенильные воды - гидротермальные растворы, обособляющиеся по мере снижения t˚ в ходе кристаллизации магм. Богаты летучими компонентами (HF, HCl и тд) => кислая среда. Из магматического очага она заимствуют эл-ты, не вошедшие в породообразующие минералы (W, Mo, Sn, Be, U, Th, Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Bi и тд)

Вадозные воды:

а) Воды, высвобождающиеся при обезвоживании осадочных и др. пород при погружении на глубину при метаморфизме.

б) Поверхностные (метеорные) воды. Их состав полностью зависит от пород, через которые они проходят, но это не значит, что они изначально чистые. (Например, из-за антропогенного воздействия на поверхность оседает столько ртути, сколько её добывают за год).

Некоторые особенности:

Гидротермами хорошо переносится SiO2, плохо- Al2O3

Характерные катионы: Cu, Pb, Zn, Hg, Au, Fe, Co, Ni, As, Sb, Bi. Характерные щелочные и щелочно-земельные элементы: Na, K, Ca, Mg, Ba

По мере продвижения меняется кислотность, Eh (за счет увеличивания содержания О2 по мере продвижения раствора к поверхности)

Формы переноса:

а) Ме переносятся в комплексном виде [Au¹Cl2ˉ¹]¯, [Au³Cl4¯¹]¯

б) Коллоидные растворы хар-ны для низких t˚.

Причины отложения:

Верхний предел температуры гидрот. растворов определяется критической температурой воды и водных растворов – 375 - 400°С. Постепенное снижение t˚, влияя на растворимость, приводит к минералообразованию. Нижним пределом являются близповерхностные процессы с участием водных растворов – вадонозных. Гидротермальным может считаться раствор, если его t˚ выше t˚ вмещающих пород, причем прогрев обеспечивается за счет внутреннего тепла Земли)

Р меняется от 1 атм. до 1500 атм. и более (Кольская сверхглубокая скважина – 13 км. – там обнаружены продукты гидротермальной деятельности). Снижение является более важной причиной минералообразования, чем снижение Т, т. к. может происходить гораздо быстрее. (Например, Присутствие при высоком Р растворенной углекислоты приводит к образованию легкорастворимого Ca[HCO₃]₂, но если вседствие тектонических подвижек произойдет сброс Р, то растворенная СО₂ улетучится («вскипание» раствора), произойдет отложение кальцита: Ca[HCO₃]₂ → Ca[CO₃]↓ + CO₂↑ + H₂O.

Изменение кислотности (Δ pH) сдвигает равновесие Δ Еh

Формы отложения: наиболее характерные формы отложения- жилы

Секреционные – заполнение открытых трещин (последовательное нарастание минералов на стенки, возникает полосчатость из-за смены одних минералов другими)

Крустификационные жилы – если нарастание идет вокруг обломков породы, попавших в трещины.

Брекчированные жилы - образуютя при многократном дроблении вмещающих пород и образовавшегося жильного материала и последующем новом отложении минералов.

Метасоматические. Растворы, просачиваясь вдоль тонких трещин взаимодействуют с минералами вмещающих пород, растворяют, разъедают их (резорбция) и на их месте отлагают другие минералы. Рост минералов будет происходить от трещины (от осевой части жилы) в сторону вмещающей породы. Метасоматические жилы имеют неровные, неотчетливые контакты с вмещающими породами. Состав метасоматических жил часто меняется при переходе из одной вмещающей породы в другую.

Залежи. Возникают при просачивании растворов или диффузии вещества через породы. Минералообразование идет путем отложения в порах и за счет реакции с вмещающими породами.

По температурам жилы делятся на:

1) Высокотемпературные (гипотермальные) 300-400°С. (Mo, Bi, Au, Sn)

2) Среднетемпературные (мезотермальные) 150-350°С. (Zn, Pb, Cu, Fe, Ni, Ag)

3) Низкотемпературные (эпитермальные) ниже 200°С. (As, Sb, Hg)

По типу источника и области разгрузки выделяются:

1) Плутоногенный тип. Гидротермы связаны с глубинными магматическими очагами. Кристаллизация на глубине, часто неподалеку от материнской интрузии. Формирование высоко- и средне- t˚ гидротермальную минерализацию.

а) Высоко-t˚ Qu жилы, пространственно и генетически тесно связанные с грейзенами и имеющие аналогичную минерализацию: касситерит, вольфрамит, молибденит, сфалерит, берилл, висмутин. Нерудные – кварц, флюорит, топаз, иногда в зальбандах жил – мусковит, калишпат.

б) Средне-t˚ пятиметальная формация. Кварц-карбонатные и карбонатные жилы с минералами Ag, Co, Ni, Bi, U: кобальтин, никелин, шмальтин, саффлорит, раммельсбергит, прустит-пираргирит; урезанная Со-Ni-As формация (Хову-Аксы, Тува); Ag-Co-Ni формация (Кобальт, Онтарио, Канада).

в) Средне-t˚ полиметаллическая формация (Zn, Pb, Cu часто с Ag). Рудный Алтай, Забайкалье, Северный Кавказ. Полиметаллическая минерализация, наложенная в гидротермальную стадию на скарны (Тетюхе, Дальнегорск, Приморье).

г) Средне-высоко-t˚ золотокварцевые местрождения Якутии, Северо-Востока России.

2) Вулканогенные гидротермальные ассоциации формируются за счет гидротерм, связанных с близповерхностными магматическими очагами, часто имеющими выход на поверхность (вулканы). Формирование гидротерм за счет ювенильных и метеорных вод.

а) Кварцевые порфиры: КПШ, Q, сфалерит. Медно-порфировое оруденение в кварцевых порфирах или близповерхностных гранитах (Сорское месторождение, Хакасия).

б) Кварц-халцедоновые жилы с золотом (Балей, Забайкалье).

в) Оловоносные или олово-висмутовые жилы, иногда с колломорфным касситеритом – деревянистым оловом (Приморье, Хинган).

г) Антимонит-вольфрамитовые жилы (Зопхито, Северный Кавказ).

3) Телетермальные гидротермальные низко-t˚ образования не имеют видимой связи с магматизмом. Это растворы, далеко ушедшие от источника. Месторождения Hg, Sb, As – киноварь, антимонит, реальгар, аурипигмент, кварц, кальцит, флюорит. (Хайдаркан, Кадамджай (Средняя Азия), Акташ (Горный Алтай), Терлиг-Хая (Тува).)