В. Н. Анфилогов

Институт минералогии УрО РАН, г Миасс

iminchief@ilmeny.ac.ru

 

 

Связь магматизма и рудообразования является традиционной проблемой геологии рудных месторождений. В рамках этой проблемы обсуждаются два варианта: 1 – магматические расплавы являются источником рудного вещества; 2 – источником рудного вещества являются вмещающие породы, а гидротермальные системы, которые приводят к образованию рудных месторождений, лишь ассоциируют с магматическими процессами. В связи с этим можно напомнить длительную дискуссию по поводу рудной специализации магм или потенциальной рудоносности интрузий [7]. Нам представляется, что столь категоричные противопоставления некорректны, т. к. магматический и гидротермальный процессы, как правило, действуют в рамках единой рудно-магматической системы. Естественно, существуют чисто магматические месторождения, такие как, скопления титано-магнетитовых руд в массивах основного состава [8], но уже для месторождений хромита и медно-никелевых руд чисто магматический генезис, без участия водных флюидов, является проблематичным. Источником металлов медно-никелевых месторождений является магматический расплав, но сера, необходимая для извлечения металлов из силикатных форм и концентрирования их в виде сульфидов несомненно берется из внешних источников.

Чрезвычайно актуальна проблема взаимоотношений между магматическими и гидротермальными процессами для медно-колчеданных и железорудных месторождений. Современные гидротермальные источники, выходы которых фиксируются на океаническом дне, располагаются на площадях с океаническим типом коры, в которой отсутствует сиалический материал. Крупные проявления кислых магматических пород на этом уровне не фиксируются. В то же время древние медно-колчеданные месторождения сопровождаются большими объемами кислых вулканических пород. Характерной особенностью этих пород является мантийный спектр концентраций редких элементов и отношения изотопов ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, свидетельствующие о том, что они образовались из мантийного субстрата.

Проблема кислого вулканизма, сопровождающего образование медно-колчеданных месторождений, напрямую связана с механизмом образования кислых расплавов в условиях проявления базальтового мантийного магматизма. Ее решение было найдено в результате экспериментальных исследований взаимодействия базальтов с гидротермальными растворами при температурах 600–800 ^оС [4].

Первым шагом в этом направлении стала разработка модели взаимодействия поровых растворов с магматическими телами. Было показано, что в условиях резкого градиента температуры на контакте вмещающих пород с магматической камерой движение воды может происходить в направлении более высоких температур, и вода из вмещающих пород может мигрировать в магматический расплав [2]. При разработке модели была решена проблема источника активных компонентов флюида, взаимодействие которого с базальтом приводит к образованию гранитного расплава. Из экспериментальных данных известно, что коэффициенты распределения Na₂O, K₂O, SiO₂, и Al₂O₃ при температуре 1100–1300 ^оС и падении давления от 5–10 до 1–2 кбар уменьшаются для K₂O – от 50 до 0.14, для Na₂O – от 10 до 0.07 и для SiO₂ – от 1.0 до 0.05 [3]. Поэтому флюид, равновесный с базальтом при высоких давлениях, оказывается неравновесным при низких. При понижении давления он способен осуществлять щелочной и кремнекислотный метасоматоз базальта, необходимый для выплавления гранитного расплава.

При взаимодействии базальта с хлоридными растворами при температуре 800 ^оС, в присутствии HCl происходит обогащение породы щелочами, и в породе появляется свободный кремнезем [4]. Одновременно в порах породы образуются сферические скопления кислого расплава. В экспериментах было обнаружено новое для петрологии явление: способность гранитного расплава при температуре выше ликвидуса конденсироваться из флюида [5]. В результате, в измененном базальте появляется перегретый гранитный расплав, способный без кристаллизации подниматься к поверхности. Степень автометасоматической переработки базальта в таком процессе не может быть достаточной для образования больших объемов кислого расплава. Большое количество расплава может накопиться только в том случае, если метасоматической переработке подвергается объем пород, на порядок больший объема расплава. Небольшие скопления расплава, возникшие в каждом элементарном объеме переработанного базальта путем конденсации из флюида поднимаются вверх, накапливаются в промежуточных магматических камерах и выходят на поверхность в виде экструзий или вулканических туфов [1].

Для развития процесса гранитизации базальта и накопления гранитного расплава необходимо периодическое уменьшение интенсивности базальтового магматизма, чтобы в базальтовом субстрате накопились продукты метасоматической переработки. Поэтому в условиях срединно-океанических хребтов, где излияния базальтов происходят в непрерывном режиме, гранитный магматизм практически не проявляется.

Предложенная модель формирования гранитного расплава по базальтовому субстрату делает понятным совмещение широкого проявления кислого магматизма и гидротермальных месторождений железа и меди в свойственных им геодинамических обстановках. Рудные элементы выносятся из базальтов в процессе автометасоматоза и осаждаются при выходе гидротермальных растворов на поверхность морского дна. Изложенные выше представления и модель образования кислых расплавов нашли убедительное подтверждение в исследования физико-химических параметров рудоносных магматических систем, выполненных В. А. Симоновым и др. [6].

Литература