Файл: Борисов, О. Г. Экструзии и связанные с ними газо-гидротермальные процессы.pdf

Т а б л и ц а 57

исимость хими некого и минералогического изменения пород от положения экструзивных куполов различного состава по отношению к главном) ,улканическому каналу

176

177

наложения терм различного состава на одни и те же породы, но они не исключены и наблюдались нами на ряде вулканов. Термо­ граммы зонально измененных пород различного типа даны на рис. 21, № 113— 144.

Характер изменения пород

в зависимости от положения

экструзивного купола

Экструзия лавы может происходить не только из центрального кратера. Очень часто экструзивные куполы развиваются на склонах вулкана и даже у его подножия. Состав лавы этих куполов, даже если они и связаны общим вулканическим очагом, может быть различным. Если формирование их происходит при активном центральном кратере, то состав боковых (латеральных) куполов будет более основной (как на вулкане Шивелуч), если при за­ купоренном жерле, то более кислый (вулканы Безымянный, Кихпиныч и др.).

В зависимости от состава лавы находится и состав газо-гидро- терм. Как правило, лава боковых куполов более холодная, процесс экструзии заканчивается формированием небольших куполов и сла­ бой газо-гидротермальной деятельностью. Очень редко процессы гидротермального воздействия продолжаются длительное время, а если и продолжаются (купол Каран), то по своему составу иосят углекислотный характер. Процессы галогенокислотного выщелачи­ вания практически не проявляются, а сернокислотного проявляются в очень слабой степени; метасоматическое преобразование пород проявляется в каолинизации и монтмориллонитизацин. II даже эти процессы преобладающе связаны с экструзиями среднего состава. Около экструзий кислого состава возможны лишь весьма непродол­ жительные выделения га.тогенокислотных или сернокислотных эма­ наций в основном за счет дегазации самих лав. Исключение состав­ ляют кислые экструзии в связи с крупными вулкано-тектоническими

экструзивных куполов относительно главного подводящего канала вулкана, являющегося основным поставщиком не только лавы, но и вулканических эманаций. В табл. 57 показана зависимость со­ става газо-гидротерм и измененных пород от состава экструзивных куполов и их положения относительно главного подводящего канала вулкана.

178

Зональность и энергетическая направленность

по разрезу), вмещающие породы постепенно сменяются в разрезе метасоматическими с полным изменением своего первоначального минералогического состава. Горизонтальный ряд обычно представ­ лен более полным набором метасоматических зон; площадь их развития достигает нескольких сот метров, а в отдельных случаях и нескольких десятков квадратных километров. Вертикальная зональность в конкретных разрезах в лучшем случае представлена

степени становление магматического очага, его остывание и крис­ таллизацию. В этих условиях, а тем более на поверхности, пре­ обладающими реакциями, согласно принципу Ле-Шателье, должны быть реакции экзотермические, стремящиеся компенсировать убыль энергии. В то же время в пределах определенной области около внедрившегося горячего тела не исключены реакции, имею­ щие в обычных поверхностных условиях эндотермическую направ­ ленность.

В настоящее время большинство исследователей считает, что вертикальная зональность пород отражает изменение режима кислотности газо-гпдротерм при их приближении к земной по­ верхности прежде всего за счет реакции окисления первичного магматического сероводорода. Горизонтальная зональность обра­ зуется при диффузии терм различной степени кислотности во вме­ щающие породы на всем интервале их движения к поверхности. В идеальном случае получается «зональный клин», обращенный острием вниз к первоначальному источнику газо-гидротерм (Вла­ сов, Василевский, 1964). Отсюда, по мере увеличения эрозионного среза, «осевые зоны» должны выпадать из общего ряда зональ­ ности, центральные зоны сужаются, а краевые относительно цент­ ральных расширяются. Если следовать принципу, положенному в основу клиновидной зональности, то химические реакции, приво­ дящие к смене метасоматических зон, в ряду горизонтальной зональности должны иметь направленный экзотермический харак­ тер, т. е. идти с выделением тепла и образованием минералов с максимальной величиной изобарного потенциала, а химические реакции вертикального ряда метасоматитов (снизу вверх) — эндо­ термический характер, если полагать, что в приповерхностных условиях температура значительно выше, чем на некоторой глу­ бине от поверхности, если же она понижается, то порядок реакций должен быть иной.

Напомним читателю еще раз классический ряд минералов, образующих метасоматические колонки.

179

ряды минералов без учета свободной энергии реальных процессов минералообразован'ия, то мы должны прийти ,к выводу, что дейст­ вительно в горизонтальном ряду намечается вполне закономерная смена минералов, у которых значение AZ возрастает при умень­ шении температуры. В вертикальном ряду намечается чередование зон с различными значениями AZ минералов, т. е. можно говорить о чередовании эндотермических и экзотермических реакций.

Рассмотрим конкретные реакции возможного природного мета-

He исключена и реакция совместного образования алунита и као­ линита по полевому шпату и менее вероятно по монтмориллониту (нужен привнос К и А1).

(Реакции образования алунита с повышением температуры уско­

= -2 ,7 1 .

180

(Верхний предел pH образования каолинита по реакции ана­ логичной (42) равен 7,52.)

Таким образом, pH образования минералов отражает общий парагенетический ряд минералов в ряду вертикальной зональности, а соответственно, и общую тенденцию к повышению кислотности терм. Этот ряд следующий: полевой шпат— монтмориллонит — каолинит— каолинит+алунит — алунит — кварц.

Реакция образования каолинита эндотермична, но, по-види­ мому, она возможна за счет тепла, выделенного при образовании монтмориллонита; последующие реакции все экзотермичны. Не исключено, что вместо каолинитовой зоны может развиваться зона каолинит-алунитовых пород непосредственно по первичным поро­ дам. Эта реакция экзотермична и при достаточном содержании в

термах иона SO4 - возможна при рН <7,24, т. е. в условиях об­

разования монтмориллонита. Такие случаи в природе отмечаются. Широкий диапазон pH образования алунита довольно часто под­ тверждается его совместным нахождением с сульфидами железа, pH образования которых может лежать в этих же пределах.

образования сульфидов, соответственно, поднимается. Образование измененных пород в ряду горизонтальной зональ­

ности за счет инфильтрации гидротерм, поступающих от главного

18.