Геология полезных ископаемых - Старостин В.И.
ISBN 5-211-03498-8
Скачать (прямая ссылка):
Хлоридно-борнокислотные растворы на плутоногснных гидротермальных месторождениях формировали кварц-турмалиновые матасоматиты. Г.П.Зарайским экспериментально получены колонки их образования, аналогичные природным. Они возникли под воздействием растворов, состоящих из борной кислоты, хлоридов, натрия, калия, железа и магния на гранодиориты при тем-
16*
123
пературах 300—6000C и давлении I МПа. В условиях повышенной кислотности для образования кварц-турмалиновых мстасо-матитов необходимы высокие концентрации борной кислоты в растворе.
Хлоридно-сулъфатпо-бикарбонатные растворы активно циркулировали в трсщинно-поровом пространстве пород на заключительном постинтрузивном периоде становления магматических (гранитоидных) комплексов. В их деятельности намечается два этапа — ранний кислотный и поздний щелочной. В ранний кислотный этап процессы минералообразования протекали при pH = 1—5,5. Формировались березиты (кварц, серицит, анкерит, пирит) по кислым породам; листвениты (карбонаты, кварц, тальк, пирит) по ультраосновным породам; ссрицитолиты, ар-гиллизиты, алуниты и кварциты. В поздний щелочной этап при pH = 5,5—13,0 образовывались адуляриты, альбититы, хло-ритолиты и карбонатные метасоматиты.
В зависимости от кислотности среды минералообразования установлено три варианта рядов дифференциальной подвижности элементов: 1) для кислых и близнейтральных условий К, Na, Ca, Mg, Fe, Si, Al, Ti ; 2) для щелочной среды: К, Na, Si, AI1 Ca, Mg, Fe, Ti; 3) для условий высокой щелочности: Si, Al, Ti , К, Na, Ca, Mg, Fe.
Зональность гидротермальных месторождений с момента появления учения о рудных месторождениях привлекла внимание ведущих ученых в связи с важностью этой проблемы для поисков промышленного оруденения. Первые схемы были предложены французом Дс Лоне (1900 г.) и содержали три зоны, располагавшихся вокруг интрузива: I) Sn — Bi — Mo, 2) Pb — Zn — Ag -Ni - Со, 3) Au - Hg.
Затем англичанин В.Эммонс (1924 г.) разработал концепцию о последовательном отложении в порядке обратном растворимости минералов по мерс понижения температуры растворов, удалявшихся от материнского плутона. Им выделено 16 зон. В ядерных высокотемпературных зонах отлагались минералы Sn, W, As, Bi1 а во внешних низкотемпературных — Ag, Au, Sb, Hg. В целом, несмотря на критику эта концепция в значительной степени сохранила свою актуальность и в наше время. С.С.Смирнов предложил пульсационную гипотезу зональности. Он и отличие от эммонсовской считает, что гидротермальный процесс носит прерывистый стадийный характер, существенно осложняющий общую эволюцию рудоносной флюидной системы. В настоящее время стало очевидным, что нет одного или даже нескольких определяющих факторов. На зональность рудоотложения влияют многочисленные факторы и она различна для разных классов и
124
групп месторождений, формировавшихся в отличающихся текто-номагматических обстановках. По В.И.Смирнову следует прежде всего различать зональность первого рода, обусловленную стадийностью процесса и второго рода, связанную с фациальной последовательностью выпадения из раствора минералов. При исследовании зональности необходимо учитывать масштабный (региональная, локальная) и объемно-векторный (вертикальная, горизонтальная, в плоскости жил и др.) принципы.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
РУДООБРАЗОВАНИЯ.
Движения рудоносных растворов, находящихся в форме взвесей, коллоидов и молекулярных соединений, контролируется пористостью, проницаемостью, температурой и давлением среды рудообразо ван ия.
Пористостью называют совокупность пространств между твердой фазой сухой породы. Различают общую (абсолютную), эффективную и дифференцированную се разновидности. Общая представляет собой всю пустотность породы — открытые и закрытые поры. Эффективная часть порового пространства, в котором при заданных условиях происходит циркуляция жидкостей и газов. Дифференцированная пористость характеризует количество (объем) пор различных размеров. Даже в сообщающихся порах размером меньше 10'2см при обычных поверхностных условиях движение жидкостей не происходит.
Проницаемость — свойство пород пропускать жидкости, газы и их смеси благодаря перепаду давления. Она оценивается при помощи специального коэффициента (измеряется в см2, м2). Практической единицей является дарси (Д) или миллидарси (мД). Дарси представляет такую проницаемость, при которой через поперечное единичное сечение (1 см2 ) при перепаде давления 1 Па/1 см за 1 с протекает 1 см3 жидкости с вязкостью 1 сантипуаз. Проницаемость зависит от пористости. К высокопроницаемым относятся породы, имеющие больше 1Д, а к непроницаемым меньше 0,1 мД. Пористость и проницаемость пород при гидротермальном метасоматозе и нагревании увеличиваются.
Температуры гидротермального процесса изменяются в интервале 700—25°С. К наиболее продуктивным относится диапазон 400— 100°С. На образование среднего месторождения необходимо 810 КДж тепловой энергии. Это в несколько тысяч раз превышает количество энергии, поступающей в отрезок времени рудообразования как средний тепловой поток. Нужны аномальные тепловые поля. Температуры определяют, исследуя: 1) флю
