Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Инфильтрационный перенос может происходить при наличии напора, величина которого в соответствии с формулой Бернулли для ламинарного потока определяется как
У
где H — напор, р — давление, у— средняя плотность раствора, L — длина потока, v—скорость течения, g — ускорение силы тяжести.
При малой скорости фильтрации раствора в горных породах вели-
чина — несущественна, а средняя плотность раствора (у) близка к 1, поэтому напор будет зависеть от давления на пути движения гид-260
ротермального раствора т. е. (перемещение колонны гидротермального раствора будет определяться градиентом давления. Диффузионный перенос оценивается по формуле Фика
I = D gradC,
где / — плотность диффузионного потока (количество вещества, проходящего через единицу сечения), D — коэффициент диффузии, С — концентрация вещества. Таким образом, диффузионный перенос веществ целиком зависит от градиента- их концентрации на путях гидротермальной миграции. Исходя из этих предпосылок построены модели перемещения вещества !при формировании гидротермальных месторождений. Среди инфильтрационных моделей можно указать следующие:
1) геологи, высоко оценивающие участие вадозных вод в гидротермальном процессе (А. Германов, А. Овчинников и др.)» полагают, что івосходящее движение гидротерм обусловлено гидростатическим напором, возникающим в бассейнах гидротермальных вод артезианского типа;
2) иногда в качестве причины миграции гидротермальных растворов рассматривается тектонический стресс, способный отжимать раствор из водусодержащих пород но принципу фильтр-іпрессинга;
3) геологи, считающие, что гидротермальные растворы отделяются от магматического очага сразу в жидкой фазе, ссылаются на лито-статичеакий напор как на вероятную причину их подъема. Выжимающее давление столба вышележащих пород на магматический очаг способно, по мнению Л. Грейтоиа, поддержать весь вертикальный столб-рудного флюида и сохранить еще резерв такой же величины для преодоления трения во время его циркуляции;
4) к диффузионным моделям относится схема, выдвинутая А. Бе-техтиным. Он связывает возможность перемещения гидротерм с образованием вакуума в раскрывающихся на глубине трещинах, засасывающего гидротермальные растворы. В литературе уже обращалось внимание на то, что при таком механизме возможно заполнение тектонических полостей гидротермальным раствором, но исключается его циркуляция. В этом случае транспортировка рудообразующих веществ-возможна лишь но законам диффузии. Вероятно, диффузионное питание может происходить при гидротермальном рудообразовании, но роль этого процесса, его объем и возможность Полного обеспечения материалом, необходимым для образования рудных залежей, остаются невыясненными;
5) в качестве наиболее убедительной причины восходящего движения гидротермальных растворов рассматривается давление парообразной фазы, накапливающейся при внедрении и раскристаллизации магмы, гидравлически связанной со столбом сконденсированного раствора. Эту точку зрения разделяют большинство геологов.
Причины и способы отложения вещества из гидротермальных раствороа
Накопление минеральных їм асе гидротермальными растворами может быть обусловлено различными причинами: 1) обменные реакции веществ, находящихся в растворе; 2) обменные реакции «веществ, при смешении растворов; 3) обменные реакции между растворами и боковыми породами; 4) изменение рН среды; 5) коагуляция коллоидов; 6) фильтрационный эффект; 7) сорбция; 8) воздействие естественных электрических полей; 9) изменение температуры гидротермальной системы; 10) изменение давления системы.
Как справедливо отметил А. Бетехтин, наибольшее значение для гидротермального минералонакопления имеют обменные реакции, в том числе окислительно-восстановительные, как между соединениями, на-
годящимися в растворе, так «и между ними и боковыми породами. Однако вопреки настойчивому стремлению А. Бетехтина доказать доминирующую роль в этом процессе обменных реакций «веществ самого раствора, согласиться с этим трудно. Невозможно представить длительное совместное существование їв растворе соединений, легко реагирующих друг с другом, с выпадением в осадок труднорастворимых минералов, представляющих собой продукты их реакции. Это было показано при анализе выдвинутой А. Бетехтиным схемы накопления сульфидов по способу обменных реакций между галоидами металлов и сероводородом.
Вероятно, значительно чаще происходят обменные реакции между смешивающимися растворами, в частности, от смешения гидротермальных растворов, поступающих из глубины, с подземными водами разных уровней их циркуляции. Достаточно широко распространены обменные реакции между веществом, привносимым в растворе, и боковыми породами,
Хорошо известен случай локализации арсенопирит-шеелитовых руд К'ти Теберды на Кавказе в зависимости от состава боковых пород, впервые исследованный А. Пэком и Л. Лукиным. Здесь богатое оруденение сконцентрировано на пересечении гидротермальными кварцевыми жилами амфиболитов. При этом отмечается изменение амфиболитов, выражающееся в превращении роговой обманки в бурую слюду, обусловленное химическими реакциями породы с металлоносными растворами. Из боковой породы были заимствованы калий, алюминий, железо, фтор, вошедшие в состав биотита. Освободившийся при этом кальций роговой обманки вошел в состав плагиоклаза, образующего оторочки кварцевых жил, шеелита, сфена, апатита, граната и кальцита жильной массы.
