Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Для колчеданных залежей характерно уменьшение температуры рудообразования от центральных к периферическим частям залежей. В этом же направлении, по наблюдениям Н. Еремина,' снижается концентрация кобальта в сульфидах железа, железа в сфалерите, а также сурьмы и серебра в блеклых рудах.
Физико-химическая характеристика рудообразующих растворов. На диаграмме состояния воды и минерализованного водного раствора, построенной в координатах давления и температуры, проведены изобары А и В (рис. 188). Изобара в 20 МПа примерно соответствует 1 км литостатического и 2 км гидро-
статического давления. На такой глубине, начиная примерно с 45O0C и ниже, рудообразующий раствор будет жидким. Изобара 5 МПа отвечает 200 м литостатического и 500 м гидростатического давления. На этих глубинах, наиболее характерных для колчеданного рудообразования, от высокой температуры до 220—2750C рудообразующий раствор будет газообразным и лишь ниже— жидким. Газообразное состояние рудообразующего раствора соответствует природной картине выделения вулканических эксгаляций и характеру включений в рудообразующих минералах некоторых колчеданных руд, состоящих, например, на Кузнечихинском месторождении Урала при комнатной температуре на 50—75% из газовой фазы и гомогенизирующихся при нагревании в газовый раствор.
По данным С. Набоко, газы современных вулканов на 98% состоят из воды, а также из углекислоты и серы, содержащихся в форме S, H2S, SO2, SO3 и COS, кроме того, хлора, фтора и водорода. В них растворены кремний, алюминий, щелочные и щелочноземельные металлы, а также металлические элементы. Окислительные и восстановительные способности вулканических газов определяются отношениями CO2:СО и H2)OrH; высокотемпературные газы из-за преобладания СО и H2 имеют восстановительную способность, а низкотемпературные— окислительную. Состав газов эволюционирует по мере течения поствулканического процесса. Вначале преобладают высокотемпературные ультракислые существенно галоидные газы, богатые алюминием и кремнием, затем они сменяются менее высокотемпературными и менее кислыми сульфатно-хлоридными эксгаляциями и, наконец, уступают место относительно низкотемпературным слабокислым хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатным возгонам.
По аналогии с современными вулканическими эксгаляциями можно полагать, что по мере развития поствулканического гидротермального процесса происходило снижение температуры и кислотности растворов. В направлении снижения кислотности эволюционировал и химический состав гидротермальных растворов, которые, фильтруясь из рудоподводящих каналов в боковые породы, вступали с ними в химическое взаимодействие.
Этот процесс исследован Р. Ларджем. Он рассматривает два типа обстановок отложения колчеданных руд (рис. 189). Первая обстановка соответствует формированию гидротермально-метасоматиче-ских руд на путях подъема рудообразующих растворов и характеризуется температурой более 270аС, средним значением рН и преобладанием восстановительной серы над окисленной. Вторая обстановка отвечает накоплению вулканогенных гидротермально-осадочных руд
в а
10 20
ДаЬлеиие. МПа
Рис. 188. Кривые состояния воды (H2O) и минерализованного водного .раствора (MH2O).
К — точка критического состояния воды (*=374°С, P= =21,8 МПа); К7 — приблизительная точка критического состояния минерализованного водного раствора {і= =500°С, P=25 МПа)
на дне водоема и характеризуется резко снижающейся температурой^ переходом от умеренно-кислых к щелочным растворам, при ведущей роли сульфатной серы (рис. 190).
Этапы рудообразования. В общей истории колчеданного рудообразования достаточно отчетливо намечаются три этапа.
Первый (предрудный) этап обусловлен высокотемпературными кислыми, по-видимому, истинными газовыми растворами, скорее всего близкими по составу и общей физико-химической характеристике к ранним минерализованным галоидным газам современных поствулканических процессов. В этот этап не происходит заметного привноса вещества, но осуществляется интенсивная перегруппировка минеральной массы вулканогенных пород, по которым протекают растворы. Вследствие различной степени подвижности породообразующих элементов и их реакционной способности в этих условиях возникает мета-соматическая колонна гидротермально измененных пород. Наиболее характерна полная колонна,, состоящая из четырех зон (по мере удаления от рудоподводяще-го канала): 1) кварцитовая, 2) кварц-серицитовая, 3) серицит-хлоритовая, 4) хлоритовая, или пропилитовая (рис. 191). При переходе от первой к четвертой зоне снижается температура процесса от 400 до 2000C и кислотность раствора от 4—5 до 6— 8рН.
Кварцитовая зона образуется под воздействием наиболее высокотемпературных и ультракпслых растворов вследствие выноса из нее щелочей, щелочноземельных элементов и железа, пересыщения ее кремнеземом и глиноземом (с обособлением последнего в виде корунда, андалузита, диаспора, пирофиллита), а также выделения галогенидов (в форме топаза, апатита, зуниита, флюорита).
Кварц-серицитовая зона связана с выносом тех же элементов, но происходит накопления калия, извлеченного из предыдущей зоны.
