Полная версия

Главная arrow География arrow Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и рудообразования

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Вторичные преобразования базальтов и формирование рудоносных растворов

Эта проблема затронута многими исследователями — американскими, японскими, итальянскими, отечественными и др. О ней писал в своих работах академик А.П. Лисицын. Защищались соответствующие диссертации по специальностям: «геохимия», «геология и геохимия полезных ископаемых», «морская геология». Тема неисчерпаема, но здесь будет освещен ее аспект в продолжении обзора работы А.Г. Коссовской, В.В. Петровой и В.Д, Шутова (1982). Ссылаясь в основном на зарубежные исследования, дополняемые собственными материалами, которые иллюстрируют экстракцию рудоносных компонентов из некоторых структурных типов базальтов, эти литологи привели в качестве наглядного примера нижеследующую конвекционную модель формирования металлоносных осадков Е. Бонатти (Е. Bonatti) и Й.Р. Точа (J.R. Toth) (рис. 13.3.). Суть ее такова (в дословном изложении текста А.Г. Коссовской и др.).

В активных зонах холодная морская вода проникает в трещины базальтов, нагреваясь при этом до 300°С и выше. Состав ее при этом меняется — слабощелочные растворы делаются кислыми с рН<4 и восстановленными. Эти растворы способны интенсивно выщелачивать металлы из базальтов.

Процесс сопровождается интенсивным выщелачиванием Мд и Si и формированием Мд и Fe-Mg-смектитов. Ранний уход Мд и части ионов ОН из растворов обеспечивает падение pH до

4,5. При смешении этих флюидов с щелочной морской водой в зависимости от условий разгрузки может произойти разобщение Fe и Мп. Железо выпадает на всех стадиях «разведения» флюид — морская вода, Мп остается в растворах. В серии экспериментов Моттл и др. показали, что в системах с низким отношением вода — порода (3:1) при Т=200-300°С в растворах оказывается относительно мало Fe и Мп; при Т=300-500°С количество Fe и Мп резко увеличивается. Низкое содержание в растворе при Т=200°С Fe и Мп, как предполагают авторы, может быть связано с вхождением их в синтезирующиеся смектиты. В экспериментах при более высоких температурах получена ассоциация сульфидов железа и меди: пирит, пирротин, халькопирит. Источником серы являлись как сами базальты, так и сульфаты морской воды, восстановленные окислением Fe2+ в Fe3+.

Схема проникновения морской воды в океанические базальты, формирования гидротермальных глин с Fe— и Мп-кор- ками и металлоносных осадков, по I

Рис. 13.3. Схема проникновения морской воды в океанические базальты, формирования гидротермальных глин с Fe— и Мп-кор- ками и металлоносных осадков, по I. Toth с упрощениями; из статьи (Коссовская, Петрова, Шутов, 1982):

1 — гидротермальные глины; 2 — Fe-Mn-корки; 3 — Мп02 (бернессит, то- доркит); 4 — металлоносные осадки.

Таким образом, железо и медь могут выпадать на более ранних стадиях подъема горячих растворов, образуя сульфиды, заполняющие пустоты и жилки в базальтах. При излиянии растворов на дно и смешении их с холодной морской водой железо окисляется и выпадает в виде гидрооксидов или, взаимодействуя с кремнеземом железистых силикатов — нонтронита. А марганец, оставаясь в растворах дольше, выпадает и часто образует скопления гидрооксидов, в составе которых присутствуют бёрнессит, тодоркит или группа вернадита.

Приведя эту модель, подкрепленную ссылками на конкретные объекты — рудоносные осадки океанического дна, А.Г. Коссовская и ее коллеги поставили такой вопрос: какие же факторы управляют изменениями базальтов и соответственно возможностью извлечения из них рудных компонентов при процессах, не связанных с экстремальными условиями, имеющими место на современных геотермальных полях океанов? И отвечают на этот вопрос так.

Во-первых, один из важнейших факторов — проницаемость пород, обеспечивающая доступ и циркуляцию морской воды, Базальты обычно рассечены многочисленными трещинами контрак- ционного и более позднего происхождения, связанного с тектоническими подвижками. По статистическим данным, типичные трещины в базальтах имеют ширину от долей до 2 мм, но иногда достигают 2 см, и длину до 1,5 м. Выход керна базальтов во многих скважинах очень невелик, часто это отдельные фрагменты. В одной из эталонных скважин (332, 37-й рейс), вскрывших базальты на глубину свыше 500м, выход керна всего 21%. Было высказано предположение, что остальные 79% оказались сильно раздробленными. В значительной степени проницаемость определяется структурными характеристиками пород, степенью везикулярнос- ти, соотношением стекловатой массы и кристаллов, мощностью отдельных потоков. Массивные потоки изменены обычно значительно слабее пиллоу-лав или тонких потоков. Трещины, везикулы, различные пустоты залечиваются, заполняясь глинистыми минералами, рудными выделениями, цеолитами, кальцитом; они служат на разных этапах и путями циркуляции растворов, и помещениями для интенсивного аутигенного минералообразования.

Во-вторых, помимо текстурной макропроницаемости важная роль принадлежит микропроницаемости, связанной со структурной неоднородностью в строении пиллоу-лав. Внешние оболочки пиллоу имеют очень разнородную структуру. Вслед за редко сохраняющейся брекчированной зоной гиалокластита следует сидеромелановая корка, по которой развиваются процессы палагонизации. Далее следует вариолитовая зона и на

2-4 см вглубь от закаленной поверхности — зона метельчатоперистых структур, представленных тонко сросшимися веероподобными или сноповидными, трудно микроскопически определимыми пироксенами, длинными игольчатыми плагиоклазами и стеклом, а вслед за ней уже появляются микропойкилито- вые структуры с удлиненными скелетными плагиоклазами.

Эта тонкая концентрическая неоднородность сопряженных разных структурных зон наряду с трещинами конрактации составляют многочисленные пути для инфильтрационного и диф- фузивного проникновения воды, определяющей самые ранние стадии изменения пород. Наиболее уязвима для начального преобразования пород не сидеромелановая оболочка, а вариолитовая и следующая за ней зона перисто-метельчатых или сноповидных структур. Вдоль этой зоны, как и вдоль радиальных трещин, раньше всего появляется темное гало, связанное, по- видимому, с окислением тончайших дендритовидных и волосовидных пироксенов, присутствующих в стекловатых текстурах, а также, возможно, мельчайших кристаллитов титаномагнетита. Увеличение отношения Fe203/Fe0+Fe203, от 0,1 до 0,3 и более является первым показателем изменения базальтов, и фиксируется задолго до того, как появляются новообразованные силикатные фазы. Базальты со стекловатыми структурами легко поддаются окислению, и даже в очень слабо измененных породах около тончайших секущих жилок появляются бурые окраски, превращаемые иногда в темные пятна гидрооксидов железа, почти не просвечивающие под микроскопом. Легкость окисления базальтов со сноповидно-метельчатыми структурами объясняется тем, что в них не успели выкристаллизоваться пирок- сены и титаномагнетит, а потому им свойственно увеличение содержания железа от 5-7% в фенокристаллах и до 20-25% в дендритовидных кристаллах основной массы.

Иа приведенных выше описаниях детальнейших наблюдений вещественно-структурно-текстурных особенностей природного объекта исследования и на описаниях цепи логических рассуждений авторов этих наблюдений, когда они обосновывают свою модель природного процесса — читатель может убедиться в том, насколько продуктивен стадиальный анализ минеральных породных компонент применительно к фактологической аргументации теоретических схем и концепций.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>