Файл: Кормилицын, В. С. Рудные формации и процессы рудообразования (на примере Забайкалья).pdf

При формировании месторождений оловянно-вольфрамовой фор­ мации (системы I класса) проходимый растворами путь, по существу, ограничивался самими рудоносными интрузивами или ближайшим надынтрузивным пространством. Многие исследователи [2, 8, 198], изучавшие такие месторождения в Забайкалье, Казахстане, Алтае и других регионах, приходят к общему выводу, что связанные с лейкократовыми гранитами редкометальные месторождения апогранитового, пегматитового, грейзенового и гидротермального типов представляют собой лишь отдельные этапы проявления одного и того же процесса медленной магматической дистилляции гранит­ ного расплава, кристаллизовавшегося в несколько различных условиях глубинности по принципу полузакрытых систем. При этом процессы рудообразования протекали в исключительно благоприят­ ных условиях для взаимного диффузионного обмена компонентами между остаточными рудоносными растворами и еще горячими вме­ щающими породами.

Судя по характеру месторождений, текстурам и структурам руд, эти процессы протекали в замедленном темпе и при повышенном давлении, за исключением тех случаев, когда в конце формирова­ ния рудных жил в результате мгновенного повторного раскрытия трещин не возникали условия разреженного пространства. При этом поведение растворов и ход минералообразования, как показали исследования В. Ф. Барабанова [7], зависели от степени увели­ чения объема жильных полостей.

Характерно, что типичные редкометальные месторождения, воз­ никшие в отмеченных выше условиях, как правило, не образуют рудных штокверков. Процессы околорудного гидротермального изме­ нения вмещающих пород в них пространственно тесно связаны с ме­ стами локализации руд и во времени развивались синхронно с рудообразованием.

Принципиально иными путями, способами, темпом движения и особенностями отложения минерального вещества характеризова­ лись растворы, из которых образовались месторождения других рудных формаций (рудоносные системы I I класса). Геологические данные о строении рудных полей и тел, также об особенностях со­ става и строения руд указывают, что при формировании золотых, молибденовых, свинцово-цинковых, оловорудных, флюоритовых и про­ чих эндогенных месторождений рудоносные растворы проходили значительные расстояния от мест зарождения до приповерхностных областей разгрузки. Они двигались в виде струй по системам глу­ боко проникавших трещин, и стимулом этого движения, так же как и для магматических расплавов, вероятно, была разница в тем­ пературах и давлениях, постоянно существующая между глубинными и приповерхностными зонами земной коры. Предполагается, что на этом многокилометровом пути в растворах происходили различ­ ные превращения, связанные с их эволюцией, а также обусловлен­ ные взаимодействием между компонентами первичных и поровых растворов зоны проникновения метеорных вод.

278

В отличие от месторождений оловянно-вольфрамовой формации рассматриваемые месторождения имеют не только иной состав руд, но и совершенно другое строение рудных полей и рудных тел, иное распределение минерализации в пространстве и специфические тек­ стуры и структуры руд. Жильные и трубчатые тела таких месторо­ ждений нередко образуют фокусирующиеся на глубине пучковые структуры. Наряду с ними в рудных полях часто отмечаются своеоб­ разные трубчатые, конические и иные по форме тела эксплозивных брекчий, на основе которых нередко возникают зоны штокверкового

в корневых частях интрузивных и субвулканических штоков или пучковых роев даек.

Минеральное вещество рассматриваемых месторождений обычно дифференцировано по составу, что находит выражение в горизон­ тальной и вертикальной зональности в распределении различной минерализации в пределах рудных узлов и месторождений, в зональ­ ном строении отдельных рудных тел, в образовании рудных столбов и т . д., вплоть до мономинеральных гнезд, шлиров и сгустков, обо­ гащенных определенными рудными и нерудными минералами. Ре­ зультаты процессов дифференциации минерального вещества в таких

Таким образом, мезозойские рудные формации Забайкалья и ана­ логичные им формации других рудных регионов являются резуль­

развития которых представлены в природе значительно шире и раз­

рудообразования отмечается, что наиболее трудными и теоретически слабо разработанными являются проблемы форм и способов пере­ носа минерального вещества рудоносными растворами и общего

279»

При изучении состава гидротермальных рудоносных растворов и форм переноса ими вещества руд камень преткновения — чрезвы­ чайно низкая растворимость большинства рудных минералов и осо­ бенно сульфидов в истинных водных растворах. Наглядным приме­ ром может служить киноварь. К. Краускопф [278] эксперимен­ тально установил, что этот минерал не растворяется в чистой воде при температурах 250—300° С и давлении 30 ат, но начинает раство­ ряться при тех же параметрах в насыщенном углекислотой рас­ творе и достигает максимальной растворимости (10~1 9 моль/л) при 400° С. Получив такие данные, К. Краускопф подсчитал, что для отложения 1 т киновари потребовалось бы 10 2 8 л такого раствора. Если эту цифру перевести в привычные для любого человека масштабы измерений, то оказывается что она соответствует стократному коли­ честву воды всех океанов нашей планеты. Подобные расчеты дела­ лись и для других сульфидов [212] и всегда получались астрономи­ ческие цифры объемов воды. Ясно, что при формировании эндоген­ ных месторождений такие количества растворов по трещинам не могли циркулировать.

Учитывая это и используя наблюдения над минеральными обра­ зованиями и газовыми выделениями в областях современной вулкани­ ческой деятельности, обильный фактический материал по самим гидротермальным месторождениям, некоторые экспериментальные исследования и достижения таких наук, как электрохимия, кристал­ лохимия, коллоидная и физическая химия, А. Г. Бетехтин [18] высказал свою гипотезу переноса вещества в гидротермальных растворах, которая сводится к следующему. Гидротермальные рас­ творы представляются истинными, т. е. ионно-и молекулярно-дисперс- ными, но в достаточной мере концентрированными водными раство­ рами, способными переходить в коллоидное состояние с образова­ нием гелей при понижении температуры и давления. Повышенная концентрация тяжелых металлов в таких растворах объяснялась тем, что ведущей формой переноса металлов являются комплекс­ ные, легкорастворимые галоидные соединения металлов (с участием С1 и F). Он предполагал, что в водном растворе наряду с галогенидами переносится сероводород, который при высоких температурах существует в виде недиссоциированных молекул, а при падении тем­ пературы подвергается электролитической диссоциации с образова­ нием химически активных анионов серы. Последние путем обмен­ ной реакции с галогенидами образуют труднорастворимые сульфиды, выпадающие в осадок.

По представлениям А. Г. Бетехтина, рудоносные растворы не проходили газовой фазы развития и сразу же отделялись от остыва­ ющих интрузивных тел в жидком виде. Таким образом, А. Г. Бетех­ тин отошел от представлений В. А. Николаева [153] и С. С. Смир­ нова [212] о магматической дистилляции и вернулся к «эволюцион­ ной» концепции происхождения гидротермальных растворов, которая была сформулирована К. Феннером [241] следующим обра­ зом: при кристаллизации магмы образуется все более и более раз­

ово

бавленный остаточный раствор, состоящий главным образом из воды, наряду с которой находятся в растворе подобные вулкани­ ческим эманациям летучие вещества вместе с некоторым количеством силикатного материала и металлогенных элементов, которые позже и образуют рудные тела. В логически последовательном развитии этой идеи предполагается, что водно-магматические растворы такого происхождения, мигрирующие вверх от магмы, образуют в ранней стадии дайки пегматитовой и аплитовой фаций, а в более поздней — рудоносные кварцевые жилы. Таким образом, предполагается непре­ рывная последовательность от концентрированного раствора, обра­ зующего магму, до разбавленного раствора, которому приписывается рудоотложение.

Гипотеза К. Феннера в 40-е—50-е годы текущего столетия имела почти всеобщее признание. Развитие ее положением А. Г. Бетехтина о галоидных формах переноса сульфидов металлов придало этой гипотезе всеобщую популярность, сохранившуюся до настоя­ щего времени.

Однако гипотеза галоидного переноса металлов обладает рядом существенных недостатков [206]. Она объясняет перенос и условия отложения сульфидов, но, по существу, не проясняет вопрос о пере­ носе и возникновении других труднорастворимых рудных и неруд­ ных минералов. Да и с сульфидами дело, как оказывается, обстоит не так просто. В рудах многих сульфидных месторождений мы не находим ощутимых признаков участия галоидов. Я. И. Ольшан­ ский и В. В. Иваненко [163] установили, что диссоциация серо­ водорода при охлаждении водных растворов не возрастает, а умень­ шается. Это означает, что совместное нахождение хлоридов метал­ лов и сероводорода в растворе не решает вопроса о формах переноса и условиях образования сульфидов. Поэтому для объяснения гене­ зиса сульфидных месторождений гипотезу А. Г. Бетехтина вряд ли можно применить.

Рудоносные растворы, из которых образовались главные место­ рождения сульфидов тяжелых металлов (рудоносные системы I I класса), судя по геологическим данным, были весьма концентри­ рованными. Об этом свидетельствует сложный состав руд многих месторождений жильного типа, возникших в результате одноакт­ ного заполнения жильного пространства рудоносным раствором; диф­ ференциация рудной массы на мономинеральные скопления, ука­ зывающая на явления распада сложных растворов; отсутствие при­ знаков циркуляции растворов по трещинам и т. д. Над рудными телами таких месторождений мы обычно не находим заметных сле­ дов прохождения больших объемов «отработанных» остаточных рас­ творов (кроме ореольных предрудных изменений вмещающих пород, часто пространственно обособленных от рудных скоплений). По­ этому более правы те исследователи, которые полагают, что металлы и их сульфиды, а также другие компоненты руд переносились, скорее всего, в особых формах, в сложных многокомпонентных рас­ творах.

281