Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Бели изменение режима серы при гидротермальном рудообразовании происходит во времени, то режим кислорода меняется также в пространстве. Его концентрация, или парциальное давление сильно увеличивается снизу вверх по пути восходящего движения гидротермальных растворов. В связи с этим происходит окисление ионов. S2 до «[SO4]2", меняется соотношение концентрации этих анионов в пользу последних. Поэтому в верхних частях месторождений создаются условия, предпочтительные для отложения не сульфидов, а сульфатов, например барита, столь характерного для вершин гидротермальных тел. Кроме того, к верхним частям гидротермальных месторождений сульфидные соединения могут вытесняться окисными, а ,последние по мере перемещения с нижних горизонтов на верхние—переходить от низших степеней окисления к высшим, формирующим все более и более высоковалентные соединения.
Комбинации в соотношениях химически активных серы и кислорода в гидротермальных растворах приводят к тому, что труднорастворимые соединения одних металлов выпадают в осадок и накапливаются, а .легкорастворимые соединения других металлов сохраняются в растворе, не осаждаются и не входят їв естественные минеральные
шарагенетические ассоциации гидротермальных руд. Например, медь и цинк в условиях режима серы, обусловленного (высокой концентрацией в растворе химически активного аниона, выпадают їв виде сульфидов, создавая крупные месторождения этих металлов. Когда такой режим нарушается воздействием кислорода с окислением ионов серы до [SO4]2-, возникают сульфаты меди и цинка, как легкорастворимые соединения не выпадающие из раствора и не создающие месторождений этих металлов. При дальнейшем нарастании парциального давления кислорода и переходе к кислородному режиму реакции обмена и разложения с участием меди и цинка в гидротермальных растворах не протекают и месторождения этих металлов также не образуются.
Металлы, способные в природных условиях давать как сернистые, так и кислородные соединения, к которым принадлежат железо, олово и др., в случаях низкой концентрации кислорода в гидротермальных растворах, насыщенных сероводородом, выпадают главным образом в •виде сульфидов, а в условиях высокой концентрации кислорода — в форме окислов. Металлы, обладающие резко выраженным сродством к кислороду, например уран или вольфрам, но не образующие в природных условиях сульфидов, в сильно восстановительной среде, насыщенной сероводородом, способны мигрировать с гидротермальными растворами до тех пор, пока не будет достигнута в них концентрация кислотных ионов, достаточная для осаждения. Ряд металлов, например золото, серебро, висмут, мигрирующих в растворах в виде ионов, в восстановительных условиях выпадают в самородном состоянии в соответствии с их высокими окислительно-восстановительными потенциалами.
Различные металлы обладают различным сродством к сере и кислороду. Поэтому в ходе гидротермального рудообразования металлы с более высоким сродством выпадают ів соответствующих соединениях при прочих равных условиях ранее остальных, а в случае более позднего появления способны вытеснять металлы с меньшим сродством из ранее выделившихся соединений, замещая катион /слабого сродства более сильным. По А. Маракушеву и Н. Безмену, ряд металлов по снижающемуся сродству ik кислороду іпри температуре 3000C состоит из Be2, Mg2, Li2, Al3, Nb2, Mn2, Cr3, Zn3, Sn4, W4, Fe3, Fe2, Со2, Ni2; Sb3, Pb2, Cu1, Hg2, Pt2, Ag2, Au3; ряд снижающегося сродства к сере при той же температуре включает Zn2, Mo4, Sn2, Fe2, Pb2, Cu1, Ni2, Со2, Fe4, Sb3, Hg2.
Парагенетические ассоциации гидротермальных рудных месторождений
Соотношения металлов, серы, кислорода и других элементов, возникающие при различных физико-химических условиях гидротермального рудообразования, отражаются на составе выпадающих из растворов минералов, формирующих естественные парагенетические сообщества.
Состав таких сообществ регулируется рядом параметров, среди которых важнейшими являются концентрация химических элементов и форма их нахождения в растворе, температура, давление, рН и Eh среды рудообразования. Для исследования естественных парагенети-ческих ассоциаций гидротермальных руд, выполненных X. Борхертом, X. Мервиным, А: Бетехтиным, Г. Кулерудом, X: Мак-Кинстри, Р: Гар-релсом, А.Маракушевым и другими исследователями на основе макро-микроскопического изучения руд, а также экспериментальных и расчетных данных, применяются различные диаграммы полей минеральных равновесий. Среди таких диаграмм наиболее распространены ортогональные схемы в координатах давление — температура, концентра-
as
їм
80
60
го
ция элемента — температура, концентрация элемента — давление, рН— Eh, а таїкже 'барицентрические треугольники (трехкомпонентные) или тетраэдры (четырехкомпонентные) при анализе состава — парагенезиса.
На диаграмме «давление — температура» намечаются поля устойчивости минералов и :их групп в зависимости от температуры и давления или адекватной ему газовой фугитивности (рис. 131). Минеральные ассоциации, возникающие при меняющихся температуре и давлении, изображены на рис. 132.
