Файл: Арсанова, Г. И. Редкие щелочи в термальных водах вулканических областей.pdf

Таким образом, анализ имеющегося материала позволяет думать, что высокое содержание редких щелочных элементов в водах I и II групп связано с непосредственным участием магматического флюида в формировании этих гидротерм.

Вы в о д ы

1.Литий, рубидий и цезий имеют общее происхождение в гидротермах, так как их содержания тесно коррелируются.

2. Происхождение редких щелочей не связывается с выще­ лачиванием их из пород по следующим причинам: а) содер­

жание редких щелочных элементов слишком высоко по срав­ нению с природными водами, солевой состав которых формиру­ ется при выщелачивании; б) отношение Li : Rb : Cs в последних

жаний редких щелочей с минерализацией и температурой гид­ ротерм; г) отношения Cs/Li и Cs/Rb снижаются с падением

содержания цезия.

3. Прямая связь отношения Cs/Rb и Cs/Li с содержанием цезия указывает на то, что все воды вулканического региона представляют собой генетическую общность вод, исходно свя­ занных с рассеянием растворов, содержащих высокие коли­ чества редких щелочей. К исходным растворам с высоким со­ держанием редких щелочей наиболее близки воды I и II групп.

4. Высокие количества редких щелочных элементов, вы­

и горячие рассолы не могли быть исходными водами с высо­ ким содержанием редких щелочных элементов.

5. Сходство геохимических ассоциаций пегматитов и тер­ мальных вод позволяет рассматривать термальные воды как производные магматического флюида.

2.2.2. Происхождение вод I группы

По современным представлениям, прогрев наиболее мощ­ ных и высокотемпературных гидротермальных систем проис­ ходит в региональном тепловом поле Земли при дополни­ тельном приносе глубинного тепла (Поляк, 1966; и др.). Высказываются два мнения о природе эндогенного вещества термальных вод. Согласно первому, наиболее распространен­ ному представлению, эндогенный флюид отделяется от остывающей интрузии, т. е. является производным магмы (White, 1957); по второму — эндогенный флюид когенетичен расплавам магмы. Он локализуется из глубинных горизон­ тов, а интрузии — лишь побочное следствие проплавления им участков земной коры (Аверьев, 1966). По обоим представ-

Пр и м е ч а н и я : 1. Сумма минеральных веществ, которые могли быть выщелочены из пород. 2. Ориентировочная минерализация гипоте­ тической инфильтрационной составляющей.

им физико-химическим свойствам, причем не только в рам­ ках вод одного региона, но и планетарно. В табл. 9 приведе­ ны химические анализы основного солевого состава (фор­ мулы Курлова) таких вод из различных вулканических районов мира. Подбирались наиболее чисто хлоридно-натро- во-калиевые воды, характеризующие коренной глубинный поток и отвечающие естественным источникам и скважинам центральных участков площадей разгрузки гидротермальных

выходе хлоридно-натровых вод почти одинаков, а их минера­ лизация колеблется всего в 2,5—3 раза. Естественно до­ пустить постоянство состава эндогенной составляющей, поскольку отделение флюида должно идти в определенных, близких по давлению и температуре глубинных условиях и, как предполагает Д. Уайт и др., связано с очагами силикат­ ного, по-видимому кислого, расплава. Кроме того, всеми исследователями вообще отмечается общее выравнивание физико-химической обстановки и свойств горных пород земной коры с глубиной (Белоусов, 1966; Кушнарев, 1969). Предполагать же постоянство состава и минерализации инфильтрационной составляющей и тем более выдержан­ ность соотношения эндогенная составляющая — инфильтрационная составляющая — трудно. О сложности постоянства состава и минерализации инфильтрационной составляющей говорят экспериментальные исследования Н. И. Хитарова (1957) по растворимости минералов и горных пород при по­ вышенных давлениях и температурах. Упоминаемые исследо­ вания показали, что комбинация компонентов в растворе, продвигающемся по участку породы, зависит не только от состава силикатных минералов, интенсивность разрушения которых усиливается в порядке кварц<лабрадор<;олигоклаз<[ мусковит, но также меняется от зоны к зоне, различа­ ющихся по температуре и давлению или по обоим парамет­ рам вместе. Поступление новых компонентов зависит от уже сформировавшегося состава раствора. Например, для гранодиорита при равном количестве натрия растворы хлористого натрия интенсивней переводят в раствор калий, чем при действии на гранодиорит раствора бикарбоната натрия. Одновременно усиливается подвижность кальция. Поэтому комбинация условий в верхней части коры, приводящая к формированию одинаковых природных растворов, солевой состав которых выщелочен из пород, должна быть строго ограниченной по составу пород, их текстурным и структур­

86

ры в пределах первых десяти километров, пде и формиру­ ются рассматриваемые воды. Однообразие вод I группы, которые во всех случаях прошли в коре путь по разнообраз­ ным породам длиною в несколько километров, по-видимому, свидетельствует о том, что растворы скорее потеряли какието компоненты, чем приобретали новые за счет водовмещаю­ щих пород.

Фильтрационный эффект не мог сказаться сколько-нибудь заметно на формировании химического состава хлориднонатровых горячих вод. Во-первых, минерализация вод (2— 4 г/л) выше предельных концентраций, с которых заметна дифференциация раствора при фильтрации (0,01 N и даже менее концентрированные растворы, согласно графикам Жарикова (1968)). Во-вторых, если считать направление фильтрации снизу вверх, то хлоридно-натровые горячие воды отвечают раствору после фильтра (под фильтром — в экспе­ риментах), и, согласно выведенному ряду подвижности ком­ понентов при фильтрации (Алехин, 1970)— Rb+< C s +< K +< < N a +< L i +< C a 2+< M g 2+< F e 3+< A l3+, — вода должна быть преимущественно кальциево-магниевая, а не натрово-калиевая. Необъяснимо с этих позиций и высокое содержание малопод­ вижного при фильтрации цезия.

Выше (1.3.3) отмечалось, что тесная корреляция хлора и щелочных элементов позволяет говорить об их едином ис­ точнике и, следовательно, о том, что хлор гидротерм не вы­ щелочен из пород.

Экспериментальные исследования и гидрохимические на­ блюдения свидетельствуют о том, что столь чисто хлоридные воды подобной минерализации не образуются при химиче­ ском разложении осадочных (Киссин, Пахомов, 1965) и извер­ женных (Данилова, 1966) пород. Высокотемпературный про­ грев водовмещающих толщ также не приводит к метамор­ физму вод выщелачивания до хлоридно-натровых с минера­ лизацией от 4 г/л и менее, причем отсутствует даже тенденция к этому, что видно по анализам искусственных термальных вод, возникающих на участках подземной газификации углей (Кононов, 1965). Поэтому хлориды щелочных элементов в определяющих количествах причислены к компонентам эндо­ генного генезиса.

Каналогичным выводам, но с иных позиций пришли ранее

A. Ellis, W. Mahon (I960). Позднее А. Эллис (1970) предполо­ жил, что химический состав гидротерм можно получить в ре­

зультате взаимодействия горячей воды с твердыми породами. В доказательство приведены данные по выщелачиванию из по­ род хлора, который содержится в породах в количестве 990 —

87