Газово-жидкие включения

Если параметры (температуру, фугитивность газовой фазы, минерализацию, кислотность и окислительный потенциал) современных гидротерм можно непосредственно измерить, то для древних гидротермалитов их приходится реконструировать.

Первый, традиционный способ – по минералам, выписывая химические реакции и оценивая термодинамическими методами вероятность их протекания при переборе разных значений параметров (термодинамическое моделирование), либо пытаясь их получить в эксперименте (экспериментальное моделирование).

Второй, относительно более новый способ – по составу газовых, жидких или газово-жидких включе­ний, которые являются законсервированными в минерале остатками гидротермального раствора. Здесь основная трудность – не спутать первичные включения, образованные в процессе роста кристаллов, с вторичными, которые образуются при залечивании трещин в кристалле и уже не отвечают составу первоначального раствора. Газово-жидкие включения вскрывают (измельчая минерал), и затем анализируют, применяя тонкие высокочувствительные микрохимические методики. Эти работы дали очень ценные материалы о параметрах древних рудоносных гидротерм.

Например, установлено, что для медно-молибденового месторождения Каджаран молибден-содержащие хлоридные рассолы высокотемпературной полевошпат-кварцевой метасоматической формации имели минерализацию 50–80 г/л, температуру 250–360 ^оС и давление около 800 атм, причем среда была почти нейтральной. Более поздние меденосные хлоридные рассолы того же месторождения (кварц–серицитовая формация) были холоднее (190–280 ^оС) и заметно кислее.

В составе жидких включений найдены все рудные элементы гидротермальных жил в концентрации до 0,n г/л, рН их колеблется от 4 до 9, в них нередко находят «минералы-узники» – галит, сильвин, флюорит, рутил и др. В газовой фазе включений доминирует СО₂, но отмечают также примеси углеводородов (чаще всего метана), водорода, азота и некоторых др. газов.

В общем, по совокупности всех доступных методов:

– наблюдений за современными гидротермами;

– термодинамических расчетов на основе парагенезисов твердых фаз;

– гидротермального эксперимента;

– данных о составе газово-жидких включений –

в последние годы значительно прояснился давно волновавший геологов коренной вопрос о ФОРМАХ ПЕРЕНОСА РУДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРАХ. Оказалось, что эти формы могут быть довольно разнообразными, в том числе следующими.

1. Хлоридные комплексы вида MeCl^–

В таком виде вполне могут переноситься Hg, Zn, Pb, Ba. В частнос­ти, для свинца считают вероятным перенос в форме Na₂PbCl₄ (Тугаринов. 1973, с. 224).

2. Гидросульфидные комплексы с ионом HS^–, напр., PbHS⁺, Pb(HS)₂⁰, Pb(HS)₃^–

3. Карбонатные(СО₃^2–) и гидрокарбонатные (НСО₃^–) комплексы, напр., [UO₂(CO₃)₂]^2–, [UO₂CO₃]⁰, PbCO₃

4. Гидроксокомплексы (с лигандом ОН^–), напр., Zn(OH)⁺, Zn(OH)₃^–, Pb(OH)₃^– , [UO₂OH]⁺, [UO₂(OH)₂]^о

5. Фтор-гидроксокомлексы (с лигандами OHF^2–, (OH)₂F^3–, OHF₄^5–), напр., [BeOHF]^о, [Be(OH)₂F]^–, [Sn(OH)F₄]^–, [Sn(F, OH)₆]^2–. В частности, последний комплекс устойчив в щелочных растворах с рН от 8 до 11.

6. Кислородные комплексы, такие как молибдаты и вольфраматы (NaWO₄, [HMoO₄]^–. Такие комплексы устойчивы в щелочных средах.