Навигация
Химический состав вулканических летучих
45474
знака
3
таблицы
13
изображений
5.1 Химический состав вулканических летучих
Логично рассматривать активные вулканы с точки зрения понимания химического состава рудообразующих гидротерм при наличие условий доказательства присутствия кислых рассолов в высокосерных золотых месторождениях на высоких гипсометрических уровнях в вулканических структурах. Количество качесвенных и полных анализов вулканических летучих ограничено. Это связано с опасностью и трудностью отбора проб из 10000С ревущих фумарольных каналов на вулканах, находящихся в фазе извержения. Тем не менее имеются доверительные данные, полученные в течение последних 30 лет на Шовашиндзоне и на других андезитовьгх и дацитовых вулканах Японии и из горячих источников, связанных с этими вулканами. Кроме того, Giggenbach после 1970г. провёл детальные наблюдения состава фумарольных газов на о. Уайт Изменчивость этих летучих даёт многое в понимании процессов, происходящих в недрах гидротермальной системы, связанной с этим вулканом и служит основой для многих предположений и гипотез.
На Шовашиндзан, после извержения дацитового купола в 1944 году, состав фумарол значительно изменился, вследствие уменьшения доли первичных вулканических газов и увеличения доли метеорной воды. В течение 33 лет также уменьшилась температура с 10000С до 5500С. Эта эволюция от магматической к преимущественно метеорной системе аналогична той, которая предполагалась для объяснения высоко серной минерализации в Summitville.
В Японии имеется много кислых, преимущественно сульфатно-хлоридных геотермальных систем, связанных с активным вулканизмом. Sakai, Matsubaya показали, что источником серы в некоторых из этих систем является сульфат морских осадков или океаническая вода. Захват морской воды, возможно, произошёл магматическим очагом в. Сатума-Иводжима. Однако, в большинстве систем привнос серы и других газов реализовался за счёт магмы, без учёта первичного источника. Обычно имеются доказательства притока в кислые гидротермы большой доли метеорной воды, которые, в конце концов, разгружаются в виде горячих источников или низкотемпературных фумарол.
Содержание 534S в сульфатах в этих системах обычно выше, чем в сульфидах, что, наряду с данными 518О, позволяет предполагать их происхождение, непропорциональное SO2
4SiO2 + 2H2O — 3H2SO4 + H2S
Эта реакция, происходящая при высокой температуре, приводит к образованию изотонических тяжёлых сульфатов и соответственно лёгких сульфидов. Cульфат, образованный в результате поверхностного окисления в низкосерной системе, отличается тем, что он будет иметь изотопный состав, аналогичный сульфидам, так как
H2S + 2O2 - H2SO4 0
изотопное фракционирование не происходит при низкотемпературном окислении, вследствие кинетических факторов. Эти два типа сульфатов называются здесь первичногипогенными и вторичногипогенными, соответственно. Их образование может отличаться от образования супергенного сульфата, сформированного в результате поверхностного окисления сульфидов, исходя из их значений 534S и 518О.
2FeS2 + 7H2O + 9O2 — 2Fe2O3 ' 3H2O + 4H2SO4
Непропорциональность SO2 приводит к образованию изотопически тяжёлого сульфата, в то время как сульфаты и сульфиды, образованные при низких температурах, будут иметь аналогичные составы, вследствие кинетических эффектов, устраняющих равновесное фракционирование. Состав 18О в каолините, образованном из холодной грунтовой воды, будет значительно тяжелее, чем высокотемпературные каолиниты, т. к. при более низких температурах фактор фракционирования более эффективен. Таким образом, комбинацию изотопных данных по сере и кислороду, наряду с K-Ar данными можно однозначно использовать для идентификации типа систем ______
Таблица 4
Изотопные характеристики сульфатнокислых изменений различного происхождения
| Окисление H2S | Нерациональность | Супергенное окисление | |
| S алунита | = сульфиды | >> сульфиды | = сульфиды |
| 18О каолинита | Смещено от линии каолинита | Смещено от линии каолинита | Вблизи линии каолинита |
| К/Ar алунита | согласованный | согласованный | Более молодой |
Как уже обсуждалось ранее, значительная эволюция химического состава газов в фумаролах Шовашиндза на о. Уайт имела место после извержения. Giggenbach отмечал цикличность в изменении химического состава газов с выделением нескольких периодов разогрева и охлаждения. Во время периодов охлаждения химический состав газов изменялся от типичного состава магматических летучих, в которых среднее окислительное состояние серы равно —+ 3, а HCl, HF и H2 играют значительную роль, до газового состава, который ближе к низкосерным геотермальным системам. В них газы SO2, HCl, HF абсорбированы или нейтрализованы в системе каналов; H2S, CH4 составляют значительную долю в виде окисленных газов магматических флюидов, содержание которых уменьшается в результате их взаимодействия с вмещающими породами гидротермальной системы. В периоды разогревания HCl, HF, а также самородная сера, становятся летучими и, как только дренирующая система очищалась от этих продуктов, конечный член магматического флюида, содержащий значительный процент CO2, SO2, H2, CO, достигал поверхности.
При высокотемпературной стадии фумарол система дренирования сама поддерживает режим разгрузки, характерный для высокосерной гидротермальной системы. Однако, поскольку саморегулирующая оболочка минерализованных вод, окружающая дрену начинает взаимодействовать с магматическими газами, то может возникнуть ситуация, аналогичная той, которую предполагал Stoffregen для месторождения Summitville, и которая создаётся во время стадии затухания или латерального подтока вод к главной системе разгрузки.
Рассол, дренируемый непосредственно в кратере вулкана о. Уайт, хлоридно-сульфатный. Состав этого рассола очень похож на отношение ферридовых элементов, характерного для вмещающих андезитов, что свидетельствует о простом конгруэнтном растворении пород во время нейтрализации чрезвычайно агрессивных магматических гидротерм. Однако, интересно то, что медь в рассоле содержится в значительно меньшем количестве, чем ожидалось. Это свидетельствует о её консервации в недрах системы дренирования. Разгрузка этого рассола на поверхность не постоянна, вследствие влияния динамики грунтовых вод вулкана.
Во время активизации высокотемпературной разгрузки о. Уайт, общая сера 534S относительно постоянна и проявляется в основном в виде SO2. В низкотемпературной стадии разгрузки, субповерхностное отложение изотонически лёгкой элементарной серы увеличивает разгрузку 534S. Уменьшение разгрузки 534S происходит, когда сера повторно мобилизуется. 534S сульфатов и H2S из японских термальных источников, связанных с вулканами, полностью отражают первичное отношение SO2/H2O магматических газов. Лёгкие H2S и тяжёлые сульфаты дают дополнительные доказательства, что они образуются в результате диспропорциональности SO2.
Важная роль магматического SO2 в основной доле высоко серной системы очевидна. Если будет представлена восстановительная магма, то главным соединением серы в фумаролах будет H2S. Следовательно, этот флюид будет достигать поверхность прежде, чем H2S окислится до сульфата и будет образован кислый флюид. Однако, присутствие относительно окисленной магмы, SO2 будет главным соединением серы и непропорциональным субмагматическим температурам. Эти типы интрузий наиболее часто наблюдаются в ассоциации с золотоносной медно-порфировой минерализацией.
Похожие работы
... карбонатные породы, вызывая обширные кремнистые замещения. Гидротермальная система может быть любого, описанного ранее, типа. Во многих ископаемых конвективных ячейках главных типов гидротермальных систем рудная минерализация может находиться в виде месторождений карбонатного замещения. В большинстве этих месторождений рудная минерализация близка синхронной рудной минерализации изверженных пород, ...
... и некоторые супергенные окислы и гидроокислы. 2. Механизмы, являющиеся причиной отложения золота Показав, какие условия могут быть причиной отложения золота, рассмотрим физические процессы, которые происходят в гидротермальной системе и предположительно оказывают воздействие на формирование таких условий. Возникая в некоторых местах гидротермальных систем, они приводят к концентрированным ...
... . Наибольшее влияние рельефа относится к природе циркуляции эпитермальных терм, произведённых в различных структурах. 5 Активные эпитермальные системы Геотермальные системы встречаются в различных геологических средах, для которых характерны обычно тектонические и магматические процессы, тепло которых формирует циркулирующие гидротермы. Типичным примером является плитовая конвергенция или ...
... , применение и более продвинутых статистических методов и сочетание нескольких элементов исследований тонких геохимических изменений. Для некоторых типов месторождений (т.н. тип Карлин) геохимические исследования, по-видимому, являются наиболее важным методом разведки. Анализы стабильных изотопов Изотопный анализ выполняется на порошках, обычно для отдельных минералов, которые выделяются из ...
0 комментариев