Контроль типов гидротермальных систем и образующихся рудных месторождений

Кроме того, на некотором удалении зональность гидротермальных изменений может указывать на наличие более нормальной системы (рН-нейтральными гидротемами), где кислотность была нейтрализована взаимодействием вода-порода. Со временем система хай сульфидейшн может эволюционировать в нормальный тип лоу сульфидейшн. На малых глуб

инах интенсивность кислотного выщелачивания может приводить к образованию, так называемых «ноздреватых» кремнистых пород, обладающих большей пористостью, чем пористый кварц, и из которых фактически выщелочен весь кремнезём (рис 6).

Основное различие между системами этого типа и системами лоу сульфидейшн является то, что в системах хай сульфидейшн кислые первичные гидротермы (флюиды) поднимаются и, возможно, транспортируют золото, тогда как в других (вторичных) кислых гидротермах, фильтрующихся в недра системы, отложение золота происходит только тогда, когда они смешиваются с нейтральными первичными гидротермами. Отложение золота в системах хай сульфидейшн, в основном, обусловлено изменением рН, как вследствие смешения гидротерм, так и в результате реакции вода-порода. Следовательно, важно установить - формировались ли зоны ранних аргиллитов за счёт сульфатно-кислых первичных флюидов в системе хай сульфидейшн, или же за счёт вторичных сульфатно-кислых гидротерм выше расположенной системы лоусульфидейшн. К сожалению, очень внешне похожие породы могут быть образованы этими двумя очень разными типами гидротерм. Ключом к определению природы гидротермальных изменений системы могут быть следующие признаки:

- Морфология зон ранних аргиллитов. Первичные гидротермы, наиболее вероятно, могут образовывать круто падающие плоские зоны, тогда как вторичные гидротермы, по всей вероятности, образуют «литокровли» типа покровов. Однако это предположение не 100% надёжности.

- Зональность в пределах зон ранней аргиллизации и в их окрестности: рН восходящих кислых гидротерм самые низкие в наиболее глубоких недрах системы, тогда как рН восходящих вторичных сульфатно-кислых гидротерм будут повышаться с глубиной, поскольку нисходящие вторичные гидротермы нейтрализуются в результате взаимодействием со свежими вулканогенными породами.

- Отношение изотопов кислорода и серы в алуните. Систематика их обсуждалась Rye et al. (1992). Это позволяет оценить температуру формирования гидротермальных изменений, а также происхождение гидротерм.

- Минералогические текстуры: зоны крупного массивного кристаллического алунита в жилах ограничены распространением первичных сульфатно-кислых гидротерм. Однако эти гидротермы могут быть ответственны за распространение зон частичного замещения вмещающих пород, в связи, с чем более поздние текстуры не могут рассматриваться в качестве диагностического признака вторичных гидротерм. Супергенный алунит там, где он мелко кристаллический, имеет порцелановую (фарфоровидную) текстуру, а тогда как крупнокристаллический может быть пластичным.

- Сопутствующие минералы: присутствие фосфатных фаз, таких как вудхаузит, сванбергит, плюмбогуммит и гойязит. Зуниит, топаз и думортиерит, по-видимому, являются диагностическими признаками скорее первичных кислых гидротерм, а не вторичных.

Поскольку современные системы с помощью бурения слабо изучены, то и химический состав этих месторождений изучен недостаточно.

Предполагается, что современным аналогом эпитермальных месторождений хай сульфидейшн, является система Билиран (Lawless, Gonzales, 1982) и Алто Пик (Reyes et al., 1993) на Филиппинах с сольфатарами на поверхности, выделяющими HCl, SО2 и пар. Геологическое опробование скважин детально не производилось с точки зрения изучения минералообразования. Рудная минерализация хай сульфидейшн не была определена, но большая часть скважин бурилась до глубин более тех уровней, на которых она могла бы ожидаться в связи, с чем часть полезной информации все же была поучена на этих системах. Аналогично, рудная минерализация, представленная самородной серой и ковеллином, была изучена на старых неактивных фумарольных полях на вершине уснувшего вулкана Ауканквилча в Чили (Sillitoe, 1973).

Ещё есть другие вариации на эту тему там, где месторождения имеют высокие концентрации теллура. Рудник Имперор на Фиджи является таким классическим примером (рис. 4.7). С другой стороны он более похож на обычную островодужную систему. Предполагается, что месторождения этого типа занимают промежуточное положение между «адуляр-серицитовым» и «алунит-каолинитовым» типами систем.

Однако за исключением нескольких богатых теллуром месторождений, иногда наблюдается разрыв в химическим составе гидротермальных систем. В работе рассмотрены системы хай сульфидейшн и системы лоу сульфидейшн. Небольшое же количество гидротермальных систем занимают промежуточные позиции между ними (интермедиет-сульфидейшн). Причины этому были обсуждены Giggenbach (1992), который связал эти системы с моделью магматической дегазации (рис. 4.2, 4.4). Он показал, что магматические летучие или выделяются быстро при высоких температурах, образуя системы хай сульфидейшн, или задерживаются вблизи остывающих интрузий, формируя порфировые месторождения. Затем они отделяются путём выщелачивания инфильтрационными подземными водами с последующим значительным охлаждением этих участков интрузий, сопровождавшихся хрупким дроблением. Это означает, что при выделении летучих из интрузии фиксируется два резко отличающихся температурных режима: около 1000°С в первом случае и менее 400°С во втором. Наблюдаемые различия в химическом составе рудной минерализации могут быть объяснены этим процессом.

4.2.3Системы, питающиеся морской водой

На небольших низких островах, вблизи побережий и в подводной части гидротермальные системы питаются морскими водами, а не пресными. Отмечаются две главные характерные черты: высокое содержание хлора в образующихся гидротермах и возможное отложение ангидрита. Морская вода близка к насыщенности ангидритом, а ангидрит имеет ретроградную растворимость. Таким образом, когда морская вода нагревается, ангидрит может отлагаться, тем самым значительно снижая проницаемость водовмещающих толщ. Это может усилить влияние на гидрогеологию, что описано ниже.

Высокое содержание хлора благоприятствует переносу полиметаллов и серебра в виде хлоридных комплексов. Эти месторождения, следовательно, характеризуются высоким отношением серебра к золоту.

4.2.4Гидротермальные системы, подверженные эвапоритовому процессу

В редких случаях флюиды, фильтрующиеся в гидротермальные системы, могут образоваться или в эвапоритовом бассейне на поверхности, или в результате взаимодействия с эвапоритами вблизи поверхности. Это может приводить к образованию высоко концентрированных солевых рассолов. Главной причиной для упоминания этой редкой ситуации является то, что одна из таких систем интенсивно разведывалась с целью использования геотермальной энергии на Солтон Си в Калифорнии в США. Были изучены гидротермальные изменения и рудообразование на этой системе, поскольку она является необычным примером взаимодействия вода-порода, в результате которого образуются высокотемпературные гиперсолёные рассолы, вскрытые буровыми скважинами в недрах гидротермальной системы. Здесь получены интересные аналогии с порфировой рудной минерализацией. Однако пределы стабильности гидротермальных минералов, полученные на этой системе, следует применять с осторожностью при работе на других гидротермальных системах, поскольку химический состав гидротерм в них может сильно отличаться от гидротерм Солтон Си.

 Скачать реферат