Гидротермальные месторождения

Под гидротермальными растворами – гидротермами – понимают нагретые до 200-600°С многокомпонентные газово-жидкие растворы сложного состава, циркулирующие под поверхностью земли и участвующие в перемещении и отложении минерального вещества. Основной компонент гидротерм – вода.

Вода гидротермальных растворов имеет смешанное происхождение. Ее источников много и они разнообразны по своей природе.

Главный источник - вода, отделяющаяся от магматических расплавов в процессе остывания изверженных пород.

Большая часть воды освобождается во время разложения гидратов при процессах метаморфизма.

Захороненная вода находится в пористом пространстве древних осадков, погруженных в глубинные части земной коры.

Атмосферная вода проникает в глубинные слои земной коры, нагревается, минерализуется и приобретает свойство гидротермальных растворов. Морская вода может быть вовлечена в гидротермальный процесс в тех случаях, когда в придонной части моря или океана внедряются магматические массы, создающие местные очаги разогрева.

В многообразии гидротермальных процессов важны источники рудного вещества. Источником является та ближайшая область, из которой вещество поступает в зону образования данного месторождения.

Считается, что существует три основных источника минеральных веществ, мобилизующих различные рудные месторождения.

Магматический источник рудообразующих веществ характерен для рудных месторождений ранней стадии магматизма. Они являются производными магмы и отделяются от нее при подъеме и остывании в верхних зонах земной коры. Это высокотемпературные минералы: магнетит, гематит, пирротин, пирит, касситерит, вольфрамит, шеелит, молибденит, золото, халькопирит, графит, апатит, турмалин, топаз, берилл.

Следующая группа – ассимиляционные магматические источники рудообразования. Они возникают при переплавлении нижней части осадочной оболочки земной коры и ассимилируют все ее элементы. Месторождения этого типа имеет большое практическое значение. В них сосредоточена главная масса цветных металлов: свинец, цинк, медь, молибден, олово, вольфрам, литий, тантал, большая часть серебра и золота. Почти 100% добычи таких не рудных ископаемых как: горных хрусталь, плавиковый шпат, магнезит, тальк – образуется благодаря гидротермальным процессам растворения, переноса и отложения вещества.

К внемагматическому источнику гидротермальных месторождений относятся фильтрационные. Они обусловлены заимствованием рудообразующих веществ из вмещающих пород на пути циркуляции гидротермальных растворов. Заимствование путем расширения пород и растворения в гидротермальном растворе чаще всего бывает частичным. Это характерно для таких элементов как: кремний, кальций, магний, калий и хлор. Месторождения железа и марганца обычно являются результатом полного заимствования вещества из горных пород.

Металлогенные элементы гидротермальных месторождений могут быть позднее извлечены из пород гидротермальными растворами и переотложены в виде рудных залежей. Такое явление известно для гидротермальных месторождений урана, цинка, свинца, золота, никеля, кобальта и ряда других металлов.

В состав гидротермальных растворов кроме воды входят углекислота, кремнекислота и хлориды щелочей. В значительно меньших концентрациях наблюдаются фтор, кальций, литий, магний, а из газовых компонентов – азот, водород, метан. Для некоторых типов гидротерм характерно присутствие соединений серы. Химический состав гидротерм при всем их разнообразии можно определить соотношением элементов катионной (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и анионной (Сl^-, SO₄^2-, HCO^3-) группах. Обычно состав и содержание катионов зависит от состава вмещающих пород, что свидетельствует о большой роли обменных реакции между гидротермальными растворами и контактирующими их породами.

Перенос минеральных соединений в гидротермальных растворах осуществляется в виде комплексных соединений, главные из которых галоидные (хлоридные, фторидные), гидросульфидные и карбонатные. Для каждого из комплексов характерна область существования рН, где они существуют в достаточных для переноса концентрациях. Разложение комплексных соединений того или иного металла наблюдается с понижением температуры, а осаждение рудных компонентов вследствие разложения комплекса, происходит при падении давления и нейтрализации растворов.

Формирование гидротермальных месторождений связано с переносом рудных компонентов на расстояние от нескольких метров до десятков километров. Локализация месторождений в земной коре происходит до глубины 5 км.

Размеры тел гидротермальных полезных ископаемых изменяются в широких пределах. Кварцевые жилы Березовского месторождения на Урале имеют длину 2-3 км. Материнская кварцевая жила в Калифорнии протягивается на 200 км.

Доказательством формирования рудных залежей при циркуляции подземных минеральных вод служат горячие источники на Камчатке. Подсчитано, что за 100 тысяч лет они вынесли на поверхность Земли (в тыс.т): мышьяка 26, сурьмы 5, ртути 2,5, цинка 2, свинца и меди по 2,5.

На Курильских островах горячие источники выделяют в год серной кислоты более 250 тыс.т., соляной кислоты более 100 тыс.т., железа 13 тыс.т.

Грандиозные фумаролы «Долины десяти тысяч дымов» на Аляске ежегодно выделяют свыше миллиона тонн соляной кислоты и около 200 тыс.т. плавиковой кислоты.

Скважина глубиной 2 км в Южной Калифорнии представляет собой высококонцентри-рованный (36%) гидротермальный раствор, в котором 2 г/т серебра, 15 г/т меди, 100 г/т свинца и 700 г/т цинка.

При постоянной циркуляции подземных вод происходит отложение огромного количества минералов самых различных полезных ископаемых. Поэтому гидротермальные месторождения имеют крупное значение в добыче цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов.

Дата добавления: 2015-07-21