Презентация Геохимия гидротермальных систем онлайн

Содержание слайда: Тема 7. Геохимия гидротермальных систем К гидротермальным системам относятся термальные воды и их производные месторождения полезных ископаемых. Основную информацию по геохимии гидротермальных систем дает изучение рудных месторождений. Важным источником сведений служит изучение современных гидротерм. Гидротермальные системы - основной источник Cu, Pb, Zn, Ag, Hg, Sb, Mo и других цветных, редких и благородных металлов, хризотил-асбеста, магнезита и другого нерудного сырья. Разработка единой теории на основе синтеза данных геохимии, минералогии, петрографии, науки о рудных месторождениях, гидрогеологии и вулканологии – одна из задач геохимии гидротермальных систем.

Содержание слайда: Источники вещества гидротермального процесса Установлено несколько источников гидротермальных растворов. 1. Магматический – различают подкоровые источники, связанные с мантией и коровые , обязанные гранитной магме. Для многих летучих компонентов (CO2, H2O и др.) вероятен глубинный (мантийный) генезис, для многих металлов источником служат вмещающие породы. 2. Метаморфогенный – в результате метаморфизма осадочных пород освобождается поровая, конституционная и кристаллиза-ционная вода глинистых и других минералов. Возникают гидро-термальные растворы, извлекающие металлы из вмещающих пород. 3. Метеорные (вадозные, поверхностные) воды при опреде-ленных гидрогеологических условиях проникают на значитель-ную глубину, разогреваются и по мере инфильтрации выщелачи-вают рудные элементы из вмещающих пород.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Средой миграции атомов химических элементов служат газовые или жидкие термальные ратворы, состоящие в основном из воды. Известны также углекислые растворы. Состав-атомов мигрантов гидротермальных растворов зависит от химического состава магматического расплава, вмещающих пород и внешних факторов миграции – температуры, давления, шелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий. Для многих летучих компонентов (CO2, H2O и др.) вероятен глубинный (мантийный) генезис, для многих металлов источником служат вмещающие породы. Анализ современных гидротерм показал наличие в них слабоминерализованных вод и рассолов, кислых и щелочных вод; по газовому составу – углекислых, азотных, метановых, сероводородных. Геохимия гидротермальных систем во многом определяется ионами, играющими ведущую роль: НS-, F-, Cl-, CO32-, H-, образующими различные растворимые комплексы с металлами. Например, PbCl+, Zn(OH)+, Pb (HS)3-.

Содержание слайда: По А.Е.Ферсману, типичные элементы гидротермальных руд – это ионы с 18-электронной оболочкой, имеют сильное сродство к S (халькофилы), ионы средних размеров, низкие кларки (ниже 1.10-2 %), преобладание чётных ионов над нечётными. Форма нахождения атомов в гидротермальных системах: водные и газовые растворы, кристаллы минералов. Элементарная форма нахождения атомов находится в сложной зависимости от величины минерализации, шелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий среды миграции. Например, в слабоминерализованных гидротермах K+, Na+, Ca2+, Cl- мигрируют в форме простых ионов, в высокомине-рализованных гидротермах появляются молекулярные комплексы NaCl0, H4SiO40. Кислым гидротермам свойственна миграция в форме гидрокарбонатных комплексов – Ca(HCO3)+. При высоких температурах металлы переносятся в виде устойчивых гидроксокомплексов типа Zn(OH)+, [BeOHF]0.

Содержание слайда: Главная причина прекращения миграции атомов в гидротермальных системах изменение параметров среды миграции. Если гидротермы на пути миграции встречают участки пород, резко изменяющие химизм растворов или избиратель-но осаждающие отдельные элементы, т.е. геохимические барьеры, происходит образование месторождений. Окислительный барьер – проявляется в поверхностных гидротермальных системах. Например, образование элемен-тарной серы на фумарольных полях и в кратерных озерах при окислении H2S в кислой среде. Сероводородный барьер – проявляется на пути миграции термальных металлоносных растворов и взаимодействии их с H2S. Например, во впадинах Красного моря горячие металло-носные растворы разгружаются на сероводородном барьере с образованием черного пласта, в котором преобладает сфалерит, но есть пирит и халькопирит.

Содержание слайда: Глеевый барьер – фактором восстановления служат органические вещества, содержащиеся во вмещающих породах и водах. Гидротермальные руды часто образуются на пересечении жил с битуминозными породами. Щелочной барьер – это рудоотложение при повышении pH кислых растворов. Например, внедрение кислых растворов в породы основного состава с образованием скарнов Pb-Zn и редкометальным оруденением. Кислый барьер - это рудоотложение при понижении pH щелочных растворов. Так образуются магнетитовые, некоторые сульфидные и карбонатные руды. Термодинамические барьеры – развиваются в широком диапазоне температур и давления. Рудообразование может быть обусловлено как понижением температуры, так и давления, либо совместным влиянием обоих факторов.

Содержание слайда: Гидротермальный метасоматоз При метасоматозе реакции носят обменный характер, одно-временно осуществляются противоположные процессы привноса и выноса элементов. Например, при образовании турмалиновых грейзенов Казахстана привносятся Mg2+, B3+, Fe3+, Al3+, O2-, OH-, F-, Cl-, а выносятся Na+, K+, Si, H2O. Основное значение для переноса атомов имеет инфильтра-ционный метасоматоз, который охватывает большие толщи пород, простирающиеся на несколько километров. Диффузионный метасоматоз обычно распространяется на несколько метров. Часто наблюдается сочетание диффузион-ного и инфильтрационного метасоматоза. Взаимодействие термальных поровых растворов с породой приводит к формированию метасоматической зональности – последовательной смене метасоматитов от наиболее изменённой внутренней зоны к внешней зоне и неизменённой породе.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Большое влияние на метасоматоз оказывают щелочно-кислотные условия. Кислотное выщелачивание приводит к выносу оснований, грейзенизации, березитизации, пропилитизации, образованию аргиллизитов, вторичных кварцитов. Наиболее ярко этот процесс выражен в кислых породах. Щелочное выщелачивание вызывает альбитизацию, нефелинизацию, цеолитизацию, магнезиальный метасоматоз. Наиболее полно данные процессы выражены в средних и основных породах. В результате каждого процесса формируется парагенети-ческая ассоциация минералов. Например, при березитиза-ции гранитов происходит замещение породообразующих алюмосиликатов кварцем, серицитом, пиритом, анкеритом. Оруденение часто накладывается на метасоматиты или развивается одновременно с ним.

Содержание слайда: Для гидротермальных систем благоприятен свободный объём, поэтому они характерны для тектонически активных зон, глубин не превышающих 8 километров. Л.Н. Овчинников подразделил гидротермальную систему на три области:1) мобилизации металлов и возникновения растворов (т.е. зону выщелачивания), 2) движения растворов, 3) рудоотложения. Гидротермальную систему в области рудоотложения можно разделить на следующие части: 1) рудные тела, 2) первич-ные ореолы (обычные и субфоновые), 3) необогащённые метасоматиты. Все эти части представляют единое целое гидротермальной системы. Рудные элементы осаждаются из гидротермальных растворов в больших объёмах горных пород, намного превосходящие рудные тела. Поэтому в каждой рудноносной гидротермальной системе запасы элементов-спутников в ореолах всегда больше, чем в рудных телах.