Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, по мере остывания магматического расплава, с момента достижения предела растворимости происходит расщепление силикатной и водной составляющих с последующим длительным непрерывным отделением воды из магмы при нарастании интенсивности этого процесса к концу раскристаллизации. По П. Родионову, при исходном содержании воды в магме 2% из интрузива, застывающего на глубине 10 км, отделение воды начинается при 93% раскристаллизации, а застывающего на глубине 2 км—'при 50% раскристаллизации. При этом в абиссальных условиях расплав будет постепенно переходить в жидкий гидротермальный раствор, а їв гипабиссальнььх и приповерхностных условиях от него будет отделяться газовая фаза по принципу вскипания. При исходном количестве воды в магме в 10 % такое вскипание будет происходить с глубины 20 км, їв 6 % — с глубины 10 км, в 3 % —с глубины 3 км, в 1 % —? глубины 1 км. При этом может отделиться от 6 до 115 кг воды на тонну силикатного расплава (А. Кадик, Е. Лебедев, Н. Хитаров). При перманентном отделении воды из магмы должен меняться состав растворенных в ней и выносящихся за пределы магматического очага минеральных соединений, фиксирующихся впоследствии в гидротермальных месторождениях.
Такая избирательная и меняющаяся во времени экстракция металлов из остывающей магмы обусловлена, по заключению А. Мараку-шева, эволюцией окислительно-восстановительной и кислотно-щелочной обстановки магматически-флюидных систем то мере их охлаждения.
Уверенность в отделении минерализованных водных растворов от остывающего магматического силикатного расплава, приводящем к образованию гидротермальных месторождений, укрепляется в связи с экспериментальными исследованиями Д. Хейнриха, И. Рябчикова, В. Уолла, К. Бернэма. Эти исследователи полагают, что количество металлов, выносимых из магмы водными растворами и формирующих гидротермальные месторождения, строго соответствует количеству отделяющихся от нее водных растворов и хлоридов. По данным И. Рябчикова и др., при затвердевании гранитного штока средней величины (около 100 км3) в магматогенный водный раствор переходит, например, количество цинка, вполне достаточное для образования крупного месторождения этого металла с запасами в 500 тыс. т.
Физическая характеристика г идр от ермальных растворов. Отделение воды из магмы начинается при температуре, превышающей критическую температуру воды, равную 374°С. При этих условиях вода может существовать только в парообразном состоянии. Известно, что выпаривание с последующей конденсацией применяется для очистки воды от растворенных в ней веществ. Поэтому способность паров воды растворять и переносить минеральные соединения подвергалась сомнению. Однако исследование двух- и трехкомпонент-
ных систем с одним или двумя летучими (Г. Мори), а также эксперименты Н. Хитарова, Ф. Сыром'ятникова, Л. Овчинникова, Г. Мори, И. Ингерсона, Г. Гиллингелса, Ф. Штрауба .и др. подтвердили возможность такого !переноса. Экспериментальные кривые растворимости кремнезема в паре показаны на рис. 123. Экспериментальные данные о растворимости некоторых соединений в паре при температуре 5000C и давлении 100 МПа сведены в табл. 27.
Таблица 27
Растворимость разнообразных соединений в паре при 5000C и 100 МПа.
По Г. Мори
Соединение
Растворимость 1 -10—° частей
Соединение
Растворимость 1-Ю-6 частей
UQ2
Сь2
FcfcOfe
80,0.
AIaO3
Pb(SO4
110,0
SnO2
3,0»
BeO
120Ю
NiO
2о,о
СаСОз
l,2,Q,0t
CaSQ+
20,0
ZnS
204,0
2,а,с
SiO2
26Q0-0-
Ta12O5
зао
Na12SO4
430Oj3O-
BaSO4
4ft0
GeO3
8700,0
20
Присутствие углекислого газа повышает растворимость окиси олова в 25 раз, окиси железа в 4 раза и понижает растворимость кремнезема на 20 %.
К. Крауекопф провел теоретические исследования транспортировки металлов магматическим паром при температуре 6000C для оценки роли этого явления при г00 гидротермальном рудообразовании. Пропорцио- ,8° нальные количества ком- feo понентов пара оценива- *fto -лись по результатам ана- го лизов газов, полученных 1100 при нагревании извержен- ^ g0 ных пород, по расчетам общего количества лету- ^ 80 чих веществ, поступаю- **о щих из недр Земли, и на основе законов термодинамического равновесия парообразной фазы с минералами в прогретой зоне интрузивного контакта. Концентрация летучих металлов и металлических соединений в паре рассчитывалась по термодинамическим данным, исходя из предположения, что пар насыщен металлами и при этом сохраняется равновесие с обычными металлсодержащими минералами, встречающимися в гидротермальных месторождениях.
Эти исследования показали, что .магматические газы при 6000C могут перенести в парообразном состоянии такое количество металлов, которое достаточно для образования рудных месторождений. Металлы могут находиться в парообразном состоянии в виде сульфидов, окислов, хлоридов, фторидов и в элементарной форме.
Все обычно встречаемые металлы, для которых получены соответствующие термодинамические данные, оказываются наиболее ле-
