Гидротермальные изменения в эпитермальных системах (стр. 4 из 4)

Gibson et al., предполагал, что обширное окремнение риолитов Амулет в Неваде в Квебеке было вызвано архейской гидротермальной системой. Они отмечали, что район окремнения намного больше, чем поле других гидротермальных изменений.

Сульфиды

Стабильность сульфидов и окислов может свидетельствовать об уровне серы и степени окисления в эпитермальных гидротермах. Рисунки 19,а и 19,б представляют диаграммы

а S2 - а О2 и а О2 - рН и показывают относительные стабильности сульфидов и окислов в эпитермальных условиях. Рисунок 19,а может иметь границу сульфид/сульфат для данной концентрации серы и рН 4 для эпитермальных условий он стремится располагаться ближе к границе магнетит/гематит. Использование различных минеральных комплексов и химических составов минералов приводит к получению состава рудных гидротерм, в результате чего можно что-то сказать о химических условиях рудообразования и в связи с этим в дальнейших дискуссиях о комплексных соединениях, которые переносят золото и другие металлы.

Barhton et al., предполагал, что железистые хлориты стабильны при наложении на магнетит в эпитермальных условиях. Отсюда рисунок 19,в, имеет районы стабильности пирита, хлорита, гематита и пиррротина, плюс участки стабильности халькопирита, галенита и т. д. Это помогает фиксировать химические условия отдельных комплексов. Силикатные комплексы могут также помогать нам фиксировать рН раствора, если общая концентрация Na+ и К+ известны. Это можно проследить на Рис. 19,в и 7.1.

Сфалерит является индикатором. Если сфалерит находится в равновесии с пиритом и хлоритом, повышенная а О₂ будут отражены в пониженном содержании FeS в сфалерите. Это легко определяется зондовым анализом и иногда даже прямым наблюдением, т.к. сфалерит с низким содержанием Fe изменяется от медновожёлтого цвета до темного красно-коричневого, когда обогащён Fe. Зональный сфалерит из из коллекции Криде имеет изменяющееся содержание FeS, как показано на Рис. 20. Эта зональность позволяет предполагать периодическую "пульсацию" восстановленных гидротерм. Флюидные включения, проанализированные из каждой зоны роста, также отражают "подачу" различных гидротерм с различной температурой и минерализацией для каждой зоны. Такие исследования даже поверхностные, при мелкомасштабной разведке, могут идентифицировать среду, благоприятную для золотого рудоотложения.

Зональность минеральных комплексов в активных и палео системах.

Важно отметить одно, что бурение в активных геотермальных системах обычно направлено на поиск наиболее горячих частей системы. Следовательно, вскрытые геотермы обычно имеют почти горизонтальное положение. Однако, эти изотермы погружаются вглубь системы на её границах к точке, где они приближаются к вертикальному положению или даже имеют инверсии в зонах растёков. Таким образом, при разведке эпитермальных систем вы будете стремиться пройти через почти вертикальные границы между комплексами гидротермальных минералов, когда находитесь на границе системы. В окрестностях шахты Нашионел Белл картины гидротермальных изменений концентрические; однако границы не вертикальные, поскольку имеются различные превышения. Также, кислосульфатные комплексы минералов будут образовываться на больших отметках в системе независимо от их приближения или удаления к глубинному восходящему потоку.

Это горизонтальное расположение гидротерм по отношению к их вертикальному положению прекрасно иллюстрируется в геотермальной системе Лос Азуфрес. На хорошо разбуренном участке установлены термальные границы системы и Cathelineau et al., определили, что они великолепно соответствуют распределению гидротермальных минералов, зависящих от температуры.

Utada схематически обобщил зональность и морфологию зон эпитермальных изменений в гидротермальных системах и зон диагностических минералов в Японии.

Проблемы метаморфизма

Большинство эпитермальных месторождений относительно молоды, поэтому влияние метаморфического положения было недавно идентифицировано.

Однако, исследования более древних эквивалентов эпитермальных рудных месторождений нарастает в особенности Pz Австралии, то важно понять минералогические эквиваленты низкотемпературного регионального метаморфизма и гидротермальных изменений.

Хотя справедливо, что региональный метаморфизм породы имеет хорошо развитую структуру, однако такая же структура может проявляться в метаморфизованном эпитермальном месторождении. Kristmanndottir отмечал этот признак в некоторых Исландских геотермальных полях. Он обычно встречается в некоторых растёках Индонезии. На рисунке 25 показано их соотношение. Необходимо также отметить, что метаморфизм зон поверхностной аргиллизации, состоящий в основном из каолина, будет приводить к высокой концентрации алюмосиликатов, таких как андалузит. Хотя в этой зоне могут быть летучие элементы, такие как ртуть, образующиеся во время метаморфизма, недавними исследованиями показано, что летучие элементы сохраняют первоначальное распределение вокруг метаморфизованных месторождений массивных сульфидов в Австралии. Smith et al., предполагал, что летучие элементы, такие как таллий будет переживать метаморфизм лучше, чем элементы, подобные ртути и мышьяку, поскольку таллий замещает калий во многих силикатах. Следовательно, Tl может входить в минералы, такие как слюда при метаморфизме, тогда как Hg может выноситься.

Проблемы, связанные с интерпретацией гидротермальных изменений

1.Наложение: Часто повторяющаяся природа вулканизма в эпитермальных провинциях означает, что во многих районах влияние одной геотермальной системы налагалось на другую, которое приводило к образованию одной свиты геотермальных изменений, наложенной на ранее существовавшую гидротермальную свиту-процесс обычно известный, как наложение. Это может также происходить, когда гидротермальная система развивается в районе уже подвергавшегося региональному метаморфизму.

При интерпретации разведанных в эпитермальном месторождении важно различать два возможных механизма формирования наложений:

(i) наложение, вызванное тепловым спадом единственного эпитермального события;

(ii) наложение, вызванное наложением эпитермальных событий, обусловленных возрождением магматической активности.

Для интерпретации различия этих двух альтернативных событий часто привлекаются детальные исследования распределения зон гидротермальных изменений, а также данные по геохронологии возможных источников тепла. Типичные примеры таких взаимоотношений в Палимпионском геотермальном поле показаны на Рис. 2 Leach, Bogie отмечают, что современные гидротермальные изменения налагаются на боле ранний тип изменений в современной системе Негрое.

2. Интерпретация приповерхностной аргиллизации: Рисунок 27 показывает типичные условия, в которых происходит поверхностная аргиллизация в эпитермальных средах. Идентификация зон поверхностной аргиллизации важна в понимании эпитермальных систем, как уже выше рассматривалось. Часто высокотемпературная приповерхностная аргиллизация может формироваться без рудообразования, тогда как в других ситуациях она может свидетельствовать о зонах кипения или фактически быть вовлечена в наложение на первую минерализацию.

В случае Бакон Монито низкотемпературный пар нагревал сулфатно-кислые воды, опустившиеся вглубь по геологической структуре в глубинный резервуар. Миграция гидротерм часто попадала на остаточные кислотные минералы и, следовательно, в результате взаимодействия таких гидротерм с породой не происходило их сильной нейтрализации. Поскольку инфильтрационные воды нагреваются, то они приходят в тепловое равновесие с более высокотемпературными кислыми гидротермами. Кислотные изменения, произведённые при такой фильтрации, по существу, образованы безрудными гидротермами, которые могут мигрировать на очень короткие дистанции и, следовательно, не являются рудообразующими.

3. Неравновесные комплексы минералов. Многие реакции вода-порода очень медленно протекают и очень зависят от притока гидротерм, чтобы достигнуть равновесия. В слабо проницаемых породах неравновесные комплексы часто консервируются или наоборот не образуют стабильных минералов. Наблюдения показывают, что это часто справедливо для эпидота и актинолита и, по-видимому, эти минералы часто высоко спородически. Выше приведённая дискуссия представляет только малую часть проблем, которые могут встречаться при интерпретации гидротермальных изменений. Это будет обсуждаться более детально в последующем. Несмотря на сложность интерпретации, гидротермальные минералы также дают большую информацию для геологов.