Когда эти гидротермальные системы располагаются вблизи моря, и, следовательно, в них происходит фильтрация морской воды, то может формироваться гидрогеологический барьер. При нагревании из морской воды отлагается ангидрит, который впоследствии изолирует приток морской воды в гидротермальную систему (рис..10). Поскольку морская вода не может непосредственно влиять на минералообразование, то отложение ангидрита фокусирует поток гидротерм и способствует отложению минералов. Этот процесс является важным фактором в образовании крупного эпитермального месторождения на острове Лихир в Папуа Новая Гвинея. Процесс может периодически повторяться.
Островодужный тип гидротермальных систем.
Этот тип гидротермальных систем располагается на островных дугах Тихоокеанского огненного кольца. Они характерны для Индонезии и Филиппин (рис. 4.11). В последние 20 лет описываемые системы хорошо изучены с точки зрения извлечения геотермальной энергии.
На островных дугах отдельные андезитовые стратовулканы являются главными ландформными конструкциями, а большие вулканотектонические депрессии менее обычны для них. Здесь гидротермальные системы часто встречаются на больших высотах, но их питание метеорными водами осуществляется из районов с низким рельефом. Таким образом, пьезометрическая поверхность высокотемпературных гидротерм располагается существенно ниже дневной поверхности. Протяжённые латеральные растёки гидротерм - это норма. Первичные нейтрально-хлоридные гидротермы не проявляются на дневной поверхности в центре системы, а могут встречаться лишь на удалении на несколько километров. Гейзериты и гидротермальные изменения, производимые нейтрально-хлоридными гидротермами, следовательно, не встречаются на дневной поверхности над зоной восходящих потоков, а могут находиться по периферии латеральных потоков. Проекции восходящих гидротерм на дневной поверхности часто ассиметричны и отдельные потоки от них простираются по нескольким главным направлениям, определяемым тектоникой, и совпадают с региональным потоком подземных вод.
Большая мощность вулканогенных пород над зоной восходящего потока гидротерм означает, что имеется значительный потенциал для формирования вторичных гидротерм. Там, где гидротермальные газы образуют наиболее сосредоточенный восходящий поток, в результате окисления H2 S, будут формироваться низкотемпературные сульфатно-кислые гидротермы. Эти гидротермы могут фильтроваться обратно в гидротермальный резервуар по структурным каналам (поскольку они низкотемпературные и тяжелее первичных гидротерм, образовавшего их резервуара), или могут растекаться латерально, образуя сульфатно-кислые горячие источники. Возможность проявления гидротермальных взрывов в этих гидротермальных потоках ограничена. В районах с сильными дождями восходящие водяной геотермальный пар и газы могут конденсироваться в связи, с чем встречаются районы эмиссии холодного газа (kaipohan). Поскольку растворимость СО2 и H2 S различны, то происходит отделение СО2 в латеральных потоках. В результате этой дегазации и поглощения углекислого газа выше расположенными грунтовыми потоками образуются зоны бикарбонатных гидротерм.
Там же сульфатно-кислые гидротермы вступают во взаимодействие с первичными нейтрально-хлоридными гидротермами, в результате чего появляется возможность отложения больших количеств ангидрита, для которого кальций извлекается из первичных гидротерм, а сульфат из вторичных. Этот процесс обусловливает формирование верхнего водоупорного горизонта напорной гидродинамической гидротермальной системы. В системах этого типа золото переносится только в первичных гидротермах, а не в перекрывающих их зонах кислых гидротерм. Вероятность гидротермального брекчирования в зонах восходящих гидротерм более ограничена, чем в системах, связанных с кислыми породами. Следовательно, отложения золота в этих зонах имеют низкие концентрации и рассеяны. Однако имеется значительный потенциал для отложения золота вдоль границы между потоком восходящих гидротерм и выше расположенных низкотемпературных терм, таких, например, как Комсток или Крид (рис..12), формирующих растёки эпитермальных месторождений лоу сульфидейшн. Там, где растекающиеся первичные гидротермы достигают дневной поверхности в районах пониженного рельефа, они могут продуцировать гидротермальные взрывы и брекчирование таким же способом, как это происходит в системах, связанных с кислым вулканизмом. Однако растекающиеся гидротермы представляют собой маломощный поток, часто ограниченный по латерали и относительно низкотемпературный. Таким образом, образующиеся золотые месторождения могут местами быть богатыми, но, обычно, не распространяются глубоко и ограничены по латерали. Ранее отмечалось преобладание жильных кальциевых цеолитов (подчинённого количества Mn) в золотых месторождениях Суматры и предлагали их в качестве индикаторов таких «сателлитовых» зон кипения, которые являются результатом частичного отделения газов вдоль растёков (Lawlessetal., 1995).
Магматические интрузии, нагревающие гидротермальную систему островодужного типа, в отличие от систем континентального типа, располагаются ближе к дневной поверхности. Следовательно, доля магматических летучих компонентов в этих системах обычная. Гидротермы минерализованы и, по-видимому, более кислые. Связи с подстилающими порфировыми месторождениями более тесные. На малых глубинах системы могут образовать эпитермальные месторождения хай сульфидейшн, но лишь в тех случаях, когда содержат дегазирующую гидротермально-магматическую систему, и в ней отсутствуют конвективные гидротермальные ячейки.
Характерные черты гидротермальных систем островодужного типа свидетельствуют, что эти системы менее подходят для образования золотых месторождений, чем системы континентального типа, oncefossil. Фактически, они больше, так как имеют латеральные потоки. По вертикали они менее распространены. Потенциальные места отложения золота или более ограничены пространственно, в связи с чем, не способны к образованию промышленных месторождений, или занимают большие объёмы и отложение руды рассеяно на этом пространстве. Высокий рельеф и локализация этих систем в цепи тропических островов, для которых характерны обильные осадки, обусловливают интенсивные эрозионные процессы. Километр эрозионного среза в течение деятельности гидротермальной системы - это обычное явление. В результате этого может происходить наложение разновременной зональности гидротермальных изменений, что приводит к большим трудностям в интерпретации строения гидротермальных систем этого типа. Для них характерны обширные перекрывающие зоны кислотных изменений, но обычно они без рудные, с точки зрения наличия золотой минерализации. Если их не интерпретировать с большой тщательностью, то они не могут быть использованы в качестве индикаторов промышленных руд в других местах этой же системы.
Кордильерский тип гидротермальных систем.
Этот тип гидротермальных систем представляет собой разновидность систем островодужного типа. Они располагаются там, где андезитовый вулканизм локализуется на краю континентальной плиты, как, например, в Андах, или в зоне столкновения дуга-континент, как, например, в Новой Гвинее, или геологическая структура простирается достаточно протяженно в виде горной цепи, как, например, Филиппинская кордильера (рис. 4.13).
В этих структурах встречаются гидротермальные системы, которые имеют характерные черты первых двух типов, описанных выше. К этому типу относятся золотомедные месторождения северного Лусона (Филиппины). Они имеют водное питание на высоких абсолютных отметках. Следовательно, уровень воды в системе высокий и поэтому могут происходить гидротермальные извержения, что приводит к образованию богатой рудной минерализации. Это способствует образованию диатрем и других вулканических проявлений. Предполагается, что влияние повторяющихся магматических инъекций и приток магматических летучих в гидротермы являются важными факторами при образовании промышленного рудообразования. Минерализация первичного порфирового типа может быть перекрыта поздней эпитермальной рудной минерализацией, в особенности, там, где скорость эрозии большая.
Подводно-морские месторождения.
Месторождения массивных сульфидов, размещенные в вулканитах (VHMS), или месторождения типа Куроко, образуются в том случае, когда гидротермальная система разгружается на морское дно на большой глубине, и которая слишком значительна для формирования острова (рис..14). Эти месторождения будут описаны более детально в следующей главе. Здесь они упоминаются с целью продемонстрировать, как они сопрягаются с последовательным рядом, описанных выше, гидротермальных систем.
Месторождения этого типа более тесно связаны с вулканизмом, чем большинство месторождений других типов. Предположительно они имеют непосредственную связь с магматическими инъекциями. По этой причине их минералогия напоминает минералогию систем хай сульфидейшн. В тех местах, где высокотемпературные рассолы смешиваются с морской водой, породы, могут иметь очень высокие концентрации сульфидов (т.н. более 95%) и для них обычно характерны осадочные текстуры. Под этими образованиями располагается зона гидротермальных изменённых вмещающих пород, аналогичная зонам, характерным для континентальных (островодужных) гидротермальных систем, но с некоторыми особенностями. Гидротермальные извержения - здесь редкое явление, так как их проявление ограничено давлением воды. Однако наблюдается проявления гидротермального брекчирования. Барит и ангидрит часто обильны. Месторождения этого типа имеют более высокие промышленные концентрации полиметаллов, а не золота, хотя здесь отмечаются большие зоны с умеренными его концентрациями. Поскольку эти месторождения образуются в осадочно-накопительных структурах, то по мере того, как они образуются, могут быть постоянно погребёнными толщами вулканогенных и осадочно-вулканогенных пород. Это означает, что ранее образованный материал подвергается воздействию постепенного нагревания, по мере накопления этих толщ. Таким образом, прогрессирующее наложение гидротермальных изменений является обычной характеристикой этих месторождений (в отличие от ретроградного наложения обычного для эпитермальных месторождений, обусловленного эрозией и остыванием гидротермальной системы). Этот процесс может вызвать обширную ремобилизацию рудных элементов, содержащихся в толщах вулканитов и осадочно-вулканогенных породах с сохранением следов первичных структур и геохимических характеристик.
Месторождение на острове Уетар в Индонезии имеет подводно-морское происхождение, но отличается некоторыми особенности, характерными для эпитермальных месторождений. Другие месторождения, аналогичного генезиса, в дуге Банда и Сангихе разведывались, но не дали промышленных запасов, в отличие от месторождения Бинебаз на острове Сангихе. Очевидно, эти непромышленные месторождения образованы в мелком море.
Химический состав пород
Месторождения, размещённые в вулканогенных/метаосдочных породах
Химический состав пород, относится к таким факторам, которые принимаются в качестве «само собой разумеющихся» для гидротермальных систем. Как уже упоминалось, большинство изверженных пород находится в примерном равновесии с высокотемпературными гидротермами. Основные породы могут быть более склонными к изменениям обычными гидротермами, чем породы с высоким содержанием кремнезёма (кислые), хотя степень кристалличности, проницаемость и размер обломков также важны. Кислые туфы, которые имеют мелкие обломки, высокую проницаемость и, в основном, сложены витрофировым материалом, также очень склонны к гидротермальным изменениям.
Изверженные породы более необычного состава более склонны к гидротермальным изменениям и образованию вторичных (гидротермальных) минералов. Ультрамафиты могут быть благоприятными вмещающими породами для рудного минералообразования. Другие эмпирические взаимоотношения между составом вмещающих пород и рудной минерализацией, такие как обычная связь между калиевыми базальтами и золотом, могут быть причиной, но скорее являются двумя раздельными индикаторами, связанными с одной и той же геологической структурой. Метаморфизованные вулканиты, осадки континентальных или вулканических источников и метаморфизованные осадки, аналогичного происхождения, не отличаются от вулканогенных пород их породивших и, таким образом, склонны к такого же типа гидротермальным изменениям и рудному минералообразованию. Различия в гидротермальных изменениях и рудной минерализации являются больше всего следствием разницы физических характеристик вмещающих пород, таких как проницаемость.
Месторождения типа карбонатного замещения.
Эти месторождения встречаются там, где гидротермы проходят чрез карбонатные породы, вызывая обширные кремнистые замещения. Гидротермальная система может быть любого, описанного ранее, типа. Во многих ископаемых конвективных ячейках главных типов гидротермальных систем рудная минерализация может находиться в виде месторождений карбонатного замещения.
В большинстве этих месторождений рудная минерализация близка синхронной рудной минерализации изверженных пород, хотя здесь могут быть некоторые сомнения, что этот тип минерализации карбонатного замещения является продолжением рудной минерализации в изверженных породах. Однако также имеются месторождения, где не проявляется близость с одновременной рудной минерализацией в изверженных породах и происхождение этих месторождений менее определенное.
Низко- и среднетемпературные месторождения этого типа имеют аналог в прошлой классификации, такой как месторождения типа Карлин и предполагаемые эпитермальные месторождения. Однако глубокое бурение на месторождениях Невады показало мощности руд значительно большие, чем характерные для эпитермальных месторождений. Недавние исследования флюидных включений показывают флюидные давления, значительно превышающие давления, характерные для мало глубинных типичных эпитермальных месторождений (Kuehn, Rose, 1995). Следовательно, эти месторождения могут представлять другой класс.
Месторождения, образованные взаимодействием высокотемпературных гидротерм с карбонатными породами, называются скарнами. На этой стадии мы просто приведём некоторые основные характеристики месторождений типа Карлин и скарнов. Они будут обсуждаться более детально позднее.
Месторождения типа Карлин.
Месторождения этого типа располагаются там, где средне- и низкотемпературные гидротермы проходят через карбонатные породы, вызывая обширные кремнистые замещения. Хорошо известные примеры представлены в западных штатах США, в континентальных странах (возможно вследствие больших скоплений известняков, обычных для континентальных границ). Также известны примеры таких месторождений и в Индонезии (Мезел на Сулавеси) и в Малазийской (Залив) андезитовой островной дуге (Sillitoe,1990).
В островодужных известняках может быть более ограниченное присутствие этих месторождений по окраинным рифам вулканических островов и, таким образом, эти рудопроявления могут создавать обманчивое впечатление перспектив разведочных работ, поскольку они содержат локальные аномалии высоких концентраций золота.
Предполагается, что в месторождениях типа Карлин химическое взаимодействие гидротерм и вмещающих пород является важным фактором, контролирующим отложение золота. Некоторые слои селективно обогащены рудной минерализацией. Рудоносные зоны окремнены, в основном, в относительно низкотемпературную фазу деятельности гидротермальной системы. Халцедон в виде яшмы и барит здесь обычны. Может встречаться флюорит. Гидротермальное брекчирование менее важный процесс, чем в большинстве эпитермальных месторождений, но часто встречается брекчия растворения. Кипение может обусловливать рудообразование, но этот процесс является второстепенным. Рудная минерализация могла контролироваться литологией вмещающих пород в совершенно неуловимой форме, по мере того, как вовлекались, как проницаемость, так и химический состав. Было доказано, что детальная корреляция рудной минерализации с осадочными фациями является полезным способом разведки в США.
Эти месторождения могут иметь очень низкие концентрации золота (средние оценки 2.5 ррм), но могут быть очень крупными по объёму руды (средний размер 5 100 000 тонн). Золото очень тонкозернистое (субмикронные частицы), которое наряду с очевидной связью с природой гидротермальных изменений, является главной причиной, затруднившей интерпретацию этих изменений в течение многих лет.
В США сильное супергенное окисление было важным процессов, происходившем в этих месторождениях. Оно не являлось обязательно присутствующим процессом, характерным для аналогичных месторождений в островодужных структурах. Недавно, по мере того, как горная добыча на месторождениях США достигла больших глубин, было определено, что супергенное окисление на этих месторождениях распространялось на более глубокие горизонты, чем это ранее предполагалось. Следовательно, наша точка зрения на первоначальную гипогенную природу месторождений изменилась. И некоторые, более старые публикации на эту тему, вводят в заблуждение. Возможно, что наша идея, нацеленная на месторождения типа Карлин в островодужных структурах, нуждается в ревизии, если учесть всё, что выше сказано.
В отличие от большинства эпитермальных медно-порфировых месторождений, эти месторождения имеют низкие концентрации полиметаллов. Месторождения часто аномальны по концентрациям As, Sb, Tl, и Hg и, которые могут служить в качестве геохимических индикаторов при разведке. Другие элементы, которые имеют повышенные концентрации (но не обязательно могут быть геохимическими индикаторами), представлены Ba, F и иногда W, Mo, Sn.
Скарны
Скарны, как и месторождения типа Карлин и эпитермальные месторождения, имеют сходные взаимоотношения с порфировыми месторождениями. Различие только в температуре гидротерм. Они образуются в результате взаимодействия высокотемпературных около магматических гидротерм с карбонатными породами. Гидротермы уравновешиваются с вмещающими породами по химическому составу, а в породах могут происходить процессы метасоматоза и образования рудной минерализации, сопряжённой с этими процессами.
Различается много типов скарнов. Их минералогия контролируется составом вмещающих пород, температурой гидротерм, количеством проходящих через породу гидротерм и их составом. Мы ограничим обсуждение, в основном, скарнами, связанными с порфировой рудной минерализацией, хотя не обязательно присутствие промышленной рудной минерализации, чтобы образовались промышленные скарны. Номенклатура. Скарны, размещённые в породах, окружающих интрузию, известны, как экзоскарны. Там, где интрузия изменена, то их называют эндоскарнами. Это вполне обычно, поскольку составы гидротерм заметно изменяются, когда они взаимодействуют с карбонатами и могут затем реагировать с веществом интрузии.
Скарны называются прогрессивными, если они представлены комплексом более высокотемпературных минералов, чем во вмещающих породах и ретроградн ыми, если высокотемпературные минералы наложены на комплекс низкотемпературных минералов.
Однак это такое отличие, которое может быть не уместно применять в некоторых случаях, поскольку процесс образования скарнов может идти самопроизвольно через изменение температуры, со временем приводит к образованию наложенных минеральных комплексов. Кроме того, скарны с гидратными минералами иногда описывались, как ретроградные, т. к. не ясно образовались ли они или нет из высокотемпературных минералов. Следовательно, эти выводы должны использоваться осторожно. Так как они носят генетический характер.
Скарны могут классифицироваться на близ интрузивный (проксимальный) и удалённый (дистальный) типы.
Состав. Почти чистые известняки или мраморы - это Са-силикатные породы, иначе говоря, породы волластонит-кальцит-кварцевого состава. Аргиллитовые известняки или известняки с долей вулканического материала могут формировать скарны с более разнообразной минералогией, возможно содержащей гранаты, амфиболы, эпидот и пироксены. Они являются переходными к роговикам, которые образованы в результате высокотемпературной контактовой перекристаллизации без значительного метасоматоза. Доломитизированный известняк будет образовывать скарны с магнезиальными минералами, такими, как форстерит, периклаз или магнезиальные пироксены с ретроградными серпентинитом, тальком и бруститом.
Температура гидротермальных изменений является очевидным фактором, влияющим на минералогию. При пониженных температурах могут образоваться такие комплексы минералов, как кальцит-амфибол-кварц, присутствие в их составе пироксенов и волластонита является свидетельством их высокотемпературности. Состав гранатов часто зональный поперек месторождения. Зональность, образованная таким путём, может быть важна для направления разведочных работ. Это касается локализации рудных зон, но в связи с разнообразием скарновых месторождений трудно определить общие закономерности этого процесса. Зональность гидротермальных изменений может быть специфичной для месторождения.
Количество гидротерм, проходящих через породы, будет зависеть от её проницаемости и степени гидратации (обводнённости) родоначальной магмы. Некоторые магмы продуцируют большое количество флюидов, в то время как другие магмы относительно сухие. Аналогично, когда происходит выделение большого количества бора и фтора, происходит грейзенизация, однако, в некоторых случаях этого
29-04-2015, 01:09