ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
которого вошло радиоактивное серебро. Синтезированный ар гентит был помещен в сероводородный раствор. Раствор по местили в левую часть запаянной кольцевидной стеклянной трубки, отделенной от правой шторкой, которая раствор не пропускала. Внутрь кольца была помещена свинцовая пласти на, не пропускавшая жесткие радиоактивные лучи из левой части трубки в правую. Предполагалось, что серебро, перей дя в раствор, должно образовать комплексное соединение ти па MhHS и другие комплексы, пока еще точно неизвестные.
Я- И. Ольшанский пришел к выводу, что поскольку сереб ро является радиоактивным, то его суммарная растворимость может быть измерена с помощью радиометра. Для того, что бы проверить это предположение, из левой части трубки раст вор переливался в правую и на радиометре, приставленном к правой части трубки, сразу же проявилась радиоактивность, интенсивность которой легко была определена путем прямых отсчетов на радиометре. Этим экспериментом была установле на достаточно высокая суммарная растворимость комплекс ных соединений металлов, достигающая нескольких мг на литр.
Результаты по суммарной растворимости компонентов в гидротермальных растворах в рассматриваемом эксперименте соответствуют данным, полученным при определении концен трации металлов, находящихся в составе газово-жидких вклю чений в рудных минералах. Проведенные исследования пока зали, что концентрация отдельных металлов в упомянутых включениях колеблется от первых единиц до 20 мг/л. а в не которых случаях и более.
В настоящее время все исследователи пришли к единому мнению, что металлы переносятся в гидротермальных раст ворах в виде комплексных соединений. Это представление подтверждается также результатами изучения естественных минерализованных горячих источников. К подобным образо ваниям, например, относятся минерализованные источники Челекена. Согласно данным Л. М. Лебедева и Ю. Ю. Бугельского (1968), в минерализованных водах Челекена находится ряд металлов с максимальным содержанием: свинца — 30, цинка — 8, кадмия — 2,3 и мышьяка — 1 мг/л. Минерализо ванные воды разгружаются вдоль разрывов и площадь их распространения составляет 4 км2 и 8 км. В пределах выяв ленных гидрохимических аномалий в скважинах, магист ральных трубах и других коптажных сооружениях отлагаются современные рудные минералы, представленные самородным свинцом и сульфидами железа, цинка и свинца. Свинец на-
30
'клнлнвается как вблизи устьев скважин, так и на различных глубинах, образуя вместе с песчано-глинистым материалом пробки в стволах окважин. В трубах эксплуатационных колонн свинец образует пористые коры толщиной от нескольких мил лиметров до 1 см. В ряде скважин происходит отложение жильных минералов — кальцита (СаС03) и барита (BaS04), которые за 1—2 года полностью закупоривают скважину.
Исследователи термальных вод Челекена не только де тально изучили состав минерализованных термальных вод, но и подошли к изучению форм переноса металлов. Ими было подмечено, что евинец и цинк, входящие в состав термальных вод, ведут себя по-разному при взаимодействии металлосо держащих вод с водами верхних горизонтов, обогащенных сероводородом. При смешении этих вод цинк из растворов вы падал в виде натечных кор сфалеритов и содержание метал лов вследствие этого уменьшалось с 3,6 мг/л до 0,3 мг/л. Со держание же свинца в термальных водах после их смешения с сероводородными водами снизилось с 4,17 мг/л до 3,95 мг/л, т. е. практически не менялось. Галенит лишь в виде ничтож ных мельчайших включений был установлен в сфалерите. Проведенные специальные эксперименты показали, что сви нец в исследуемых термальных водах мигрирует не в коллоид ной форме, а'в виде истинных растворов в простых или комп лексных ионах с небольшим радиусом. Предполагалось, что наиболее вероятны хлоридные комплексные ионы типа РЬСЦ2-. Проведенные эксперименты по фильтрации термаль ных вод Челекена через колонки с ионообмеными смолами подтвердили высказанное предположение о миграции метал лов в виде хлоридных комплексных ионов. Близкие данные получены и при изучении ряда других минерализованных, ис точников в США и в некоторых других странах.
Суммируя все имеющиеся данные, приходим к выводу, что основной формой переноса металлов гидротермальными раст ворами являются комплексные соединения и что эти раство ры, обладая слабощелочными или нейтральными свойствами, могут быть достаточно концентрированными.
Зональность гидротермального оруденения
Долгое время многие исследователи рудных месторожде ний придерживались схемы зональности В. Эммонса, соглас но которой в общей сложности намечается шестнадцать зон, закономерно расположенных в горизонтальном сечении во круг куполов батолитов гранитоидов и сменяющих друг дру-
31
га по вертикали. Зоны эти следующие: Г-я—пустая, 2-я—оло во; 3-я—вольфрам; 4-я—молибден и висмут, 5'-я—мышьяк; 6-я — золото; 7-я медь, уран, никель, кобальт; 8-я — медь (тетраэдритовые жилы); 9-я — цинк, частично свинец и медь; 10-я — свинец; 11-я — серебро; 12-я —• безрудная; 13-я — зо лото и серебро (теллуриды); 14-я — сурьма; 15-я — ртуть; 16-я — пустая: халцедон, кварц, барит и флюорит. Возникают все эти зоны в связи с эволюцией единой порции рудоносных растворов, поступающих в верхние горизонты земной коры и постепенного выпадения из них (по мере уменьшения их тем пературы) рудных и жильных минералов. С. С. Смирнов. (1937) убедительно показал, что упомянутая схема зонально сти В. Эммонса в природе не наблюдается. Иногда лишь вы являются две из отмеченных зон, когда, например, с глубиной или в горизонтальном направлении существенно свинцовое оруденение сменяется существенно цинковым. Вместе с темпо С. С. Смирнову отчетливо выявляется смена минеральных ассоциаций в рудных телах как в вертикальном, так и гори зонтальном направлении, вызванная прерывистым, пульсационным поступлением порций растворов разного состава на фо не вспышек трещинообразования. Такая зональность, назван ная позднее Ю. А. Билибиным (1951) «пульсационной», по представлениям С. С. Смирнова, осложняется под воздейст вием температурного режима остывающего интрузивного мас сива «в связи с геоизотермами». Таким образом, С. С. Смир нов полагал, что на зональность гидротермальных месторож дений влияют не только вспышки трещинообразования, но и тепло остывающих массивов.
Рассматривая региональную зональность на примере Во сточного Забайкалья, С. С. Смирнов (1944) подчеркивал, что каждый из выделенных нм рудных поясов отличается от ря дом расположенного геологическим строением, историей гео логического развития и характером магматизма. К такому же выводу пришел Д. И. Щербаков (1969), впервые наметивший рудные пояса Средней Азии. Однако оба упомянутых иссле дователя отмечали, что при современных научных знаниях еще не представляется возможным «перебросить мост» между рудными поясами. В дальнейшем важные научные идеи по вопросу региональной зональности были высказаны А. В. Ко ролевым (1949). Прежде всего А. В. Королев на примере Алайского хребта убедительно показал, что первичная зо нальность гидротермальных месторождений развивается по отношению к крупным разрывным нарушениям. Вместе с тем он отметил, что зональность, намеченная по отношению к ин
32
трузивным массивам, не вызвана генетической связью оруде нения с этими массивами, а обусловлена центробежным раз витием трещин, которые последовательно возникают и рас крываются по направлению от массива в сторону вмещающих пород. А. В. Королев высказал также весьма плодотворную идею о различном глубинном уровне отделения рудоносных растворов и соответственно о различном расстоянии, которое проходят порции раствора разного состава от места их отде ления до места локализации руд. Ю. А. Билибин (1951) поми мо пульсационной зональности выдвинул понятие о зонально сти отложения, которая возникает при кристаллизации каж дой новой порции рудоносных растворов. В дальнейшем по вопросу о первичной зональности оруденения в гидротермаль ных месторождениях был опубликован ряд работ (Радкевич, 1959; Левицкий и В. Смирнов, 1959; В. Смирнов, 1963; Вольфсон и Лукин, 1963 и др.). Вопросы зональности, кроме того, специально обсуждались в 1963 г. на Пражском совеща нии. В названных работах, а также в докладах упомянутого совещания в основном подтверждались положения, ранее вы сказанные С. С. Смирновым, А. В. Королевым и Ю. А. Били биным по рассматриваемому вопросу изложены также и но вые научные идеи. Была уточнена классификация зонально сти и выделена зональность рудных тел, месторождений, руд ных полей и региональная зональность. Было предложено но вое определение зональности и показано, что она может рас пространяться не только по отношению к выходам отдельных интрузивных массивов, но и к различным тектоническим эле ментам. В целом под зональностью оруденения следует пони мать закономерную смену в пространстве относительно како го-либо геологического образования типов оруденения, мине ральных ассоциаций, отдельных минералов или даже распро странения химических элементов. Такими геологическими об разованиями могут быть складчатые сооружения или зоны долгоживущих разломов глубокого заложения, отдельные ин трузивные массивы или их группы, крупные разрывные нару шения и выдержанные трещины. Очень часто отчетливая зо нальность проявляется в пределах отдельных рудных тел (Вольфсон, Лукин, 1963).
Региональная зональность также получила более углуб ленное освещение. Было показано, что возникновение ее мо жет быть объяснено лишь при учете ряда процессов и явле ний в их взаимосвязи и взаимопроникновении. Прежде всего выясняется, что каждый из рудных поясов и рудоносных зон приурочивается к отдельным тектоническим блокам (струк
3 |
2679 |
33 |
турно-фациальным зонам). Эти тектонические блоки харак теризуются специфической историей геологического развития и магматизмом. При выяснении условий появления орудене ния разных металлов в определенном тектоническом блоке важное значение приобретает глубина нахождения, возраст и относительная хрупкость пород фундамента. Имеет значение в размещении оруденения также состав и физико-механиче ские свойства слоистых толщ чехла и внутреннее строение крупных разрывных нарушений, контролирующих оруденение.
Проявление региональной зональности обусловлено не толь ко особенностями геологического строения рудоносных пло щадей, но и физико-химическими условиями рудообразова- ниЩ-Прежде всего следует учитывать последовательность от деления рудоносных флюидов разного состава от магматичо екого очага. Поскольку п,рн этом верхние части магматиче ского очага постепенно остывают, то, очевидно, что все новые и новые порции рудоносных флюидов будут отделяться от всё более глубинных его уровней. Отсюда вытекает вывод, что более летучие рудоносные погоны отделяются от менее глубиннее уровней и, следовательно, расстояния, которые они проходят от места отделения до места локализации руд является меньшим, чем у менее летучих рудоносных флюи дов, отделяющихся от более глубинных уровней эволюциони рующего магматического очага. Как известно, рудоносные флюиды можно отождествлять с газами в первый момент их отделения. В дальнейшем, по мере проникновения в более вы сокие горизонты земной коры, флюиды переходят в гидротер мальные комплексные растворы. Входящие в их состав комп лексные соединения различных металлов обладают различной нестойкостью. Соответственно распад этих соединений и вы падение из растворов рудных и сопровождающих их жиль ных минералов происходит в различное время, что, несомпенно, необходимо учитывать при объяснении условий проявле ния региональной зональности. Просачивание рудоносных растворов в верхние горизонты земной коры й процессы рудоотложения происходят на фоне уменьшения интенсивности тектонических движений. В рудоносных провинциях самые интенсивные тектонические движения по разрывным наруше ниям обычно происходят еще до внедрения интрузивных об разований. Они оказываются еще относительно интенсивны ми в момент формирования наиболее высокотемпературных минеральных ассоциаций, но в дальнейшем, по мере кристал лизации более поздних минеральных ассоциаций, затухают. Эта особенность, естественно, приобретает первостепенное
34