Реферат: Гидротермальные изменения
В гидротермальных системах обычно прогрессивное наложение обусловлено подъёмом температуры. Подъём температуры может быть следствием нагревания в ответ на магматическую активизацию. Если система находится вблизи точки кипения или в точке кипения гидротерм, то она не подвергается воздействию повышенных температур, если только она подвергается воздействию повышенного давления. Это может произойти, если уровень воды поднимется, или проницаемость станет низкой в связи с литостатическим сжатием, даже временно. Если уровень воды почти совпадает с дневной поверхностью, то значительная часть породы должна добавиться до того как уровень воды сможет подняться. Это может произойти в результате постепенного накопления материала, как в морских гидротермальных системах и месторождениях VHMS или в результате внезапной аккумуляции материала, как это происходит в кальдерных депрессиях.
Обновлённый магматизм:
При обновлённом магматизме, профиль, описывающий положение точки кипения в зависимости от глубины, обычно превышает реальное давление, таким образом, катастрофические фреатические взрывы происходят на дневной поверхности и сопровождаются гидротермальным брекчированием и кипением в недрах системы. Внезапное кипение и отделение газа приводит к дестабилизации бисульфидных комплексов и отложению золота и других металлов в недрах системы. Наложение может сопровождать такое событие, но обычно продолжается дольше, после того, как гидротермальная система возвращается к стабильному температурному профилю точки кипения, соответствуя данным глубинным условиям. Это может требовать повышение зеркала подземных вод и/или уменьшению притока тепла в систему.
Магматическая активизация в историческое время была установлена на нескольких современных геотермальных системах, таких как Ротомахана в Новой Зеландии, Суох в Индонезии и на Пинатубо на Филиппинах. Влияние на гидротермальную систему обычно маскировались вулканическими эффектами, поскольку фреато/фреатомагматические извержения, обычно меньшие по размерам и менее заметные, чем вулканические извержения. Фреатомагматичекие извержения наблюдались на Сохе в 1933 году и система здесь ещё сохраняет современный профиль точки кипения относительно глубины. Возможные эффекты на геотермальных системах показаны на рисунке 2.
На Келиан рудная минерализация совпала с прогрессивным наложением вследствие возобновленной магматической активности на регрессирующей гидротермальной системе. Здесь были слабые минералогические преобразования, поскольку эти события были кратковременными. Они сохранились в виде высоко минерализованных флюидных включений поздней стадии, большой толщи фреатомагматической брекчии и большого золотого месторождения. Такой же механизм, вероятно, действовал во многих других рудных системах, но изменения температур могут часто быть слишком кратковременными, чтобы вызвать значительные заметные наложения.
Накопление материала.
Прогрессивное наложение может также быть результатом постепенных изменений, таких как накопление материала в местах опускания поверхности во время гидротермальной активности или там, где происходит подъём уровня подземных вод. Такими примерами являются подводные гидротермальные системы и системы, расположенные в структурных впадинах или кальдерах, при накоплении эпикластических и/или пирокластических отложений. Хотя эти изменения могут показаться на фоне развития человечества незначительными, но рост температур происходит постепенно и сам по себе не будет причиной рудообразования.
6.1 Ретроградное наложение
Ретроградное наложение, обычно обусловлено падением температуры. Снижение температуры может быть следствием постепенного остывания гидротермальной системы при её угасании, что присутствует почти неминуемо в ископаемых гидротермальных системах, и по этой причине процесс более обычен, чем прогрессивное наложение. Однако остывание данной точки кипения может также происходить при постепенном понижении уровня воды. Это может быть следствием климатических изменений или уменьшением мощности пород сверху, обусловленное постепенным сносом материала в результате эрозии или в результате внезапного уничтожения, вызванного или вулканическим извержением, или блоковым обрушением. Вулканические извержения также часто влияют на гидротермальные извержения, но блоковые обрушения могут происходить в отсутствии современной вулканической деятельности.
Блоковое обрушение.
Большие блоковые обрушения были установлены на многих современных геотермальных полях, включая Папандайян на Западной Яве в Индонезии, Мурия на Центральной Яве, Индонезия и на острове Лихир на Папуа Новая Гвинея. Структуры блокового обрушения часто ошибочно принимались, как кальдеры. Между этими двумя объектами имеются важные различия, как с точки зрения их происхождения, так и с точки зрения их влияния на гидротермальную систему.
Кальдера представляет собой большую вулканическую депрессию, образованную в результате обрушения земной поверхности над магматическим очагом во время извержения. Кальдеры, обычно имеют поперечник от 1 км до десятков км. Извержения, создающие кальдеры, образуют пирокластические отложения, которые обычно мелкозернистые и распределены более или менее равномерно вокруг кальдеры. Собственно кальдерная впадина будет частично или полностью не заполнена продуктами извержения и обвалов кальдерных стенок, и это является указанием на то, что первичная поверхность будет погребена. До 50% извергнутого пирокластического материала может упасть обратно в кальдерную впадину, особенно это характерно для больших кальдер, где эти отложения могут достигать мощность до 5 км. Так, например, извержение Кракатау в 1883 году выбросило 18 км3 дацитовой пирокластики и образовало кальдеру 6-7км в поперечнике.
Блоковое обрушение является латеральным обрушением части вулкана, происходящее с образованием большого обломочного потока и может или не может быть связано с извержением. Блоковые обрушения могут иметь поперечник до нескольких километров. Они продуцируют грубые эпикластические отложения блоковых обрушений, которые простираются в виде конуса на одном из склонов вулкана.
Последующие блоковые обрушения и латерально растекшийся материал обрушений будут обнажены на дневной поверхности в первичном виде. Так, например, в 1980 году в результате блокового обрушения на вулкане Сан Хеленс во время извержения было удалено 2.3 км3 материала и образован большой амфитеатр с крутыми обратными стенками. Блоковое обрушение над гидротермальной системой внезапно уменьшает ограничительное давление в системе, которое может привести к гидротермальному брекчированию, кипению и рудообразованию. Эти эффекты аналогичны эффектам, обусловленным возобновляемым магматизмом, механизм этих процессов разный. Здесь происходит уменьшение ограничительного давления, а не увеличение температуры. Внезапное падение давления может произвести такой же эффект на гидротермальную систему, как и быстрое разогревание, что сопровождается резким снижением точки кипения гидротерм в системе при данных глубинных условиях. Однако в этом случае температура будет понижаться, а не повышаться, приводя к ретроградному наложению. Наоборот, обрушение кальдер, по-видимому, может привести к прогрессивному наложению.
Примером рудной минерализации, для которой характерны эффекты блокового обрушения и ретроградного наложения, является гигантское золотое месторождение Ладолам на острове Лихир. Здесь была порфировая система с калиевыми гидротермальными изменениями и зарождающейся Au-Cu минерализацией, образующаяся на глубине под аргиллизированной вулканической толщей. Массивное блоковое обрушение слабо аргиллизированного материала обнажило верхнюю часть порфировой системы. Внезапное сильное падение давления, которое произошло во время этого обрушения, привело к массивному брекчированию и кипению, и в связи с этим, эпитермальная рудная минерализация наложилась на порфировую систему. Некоторые факты свидетельствуют, что остров Лихир является блоковой подвижкой, а не кальдерой, которая обнажила монцонитовые интрузии и высокотемпературные наложенные гидротермальные изменения, перекрытые низко температурными изменениями внутри «кальдеры». Кроме того, произошло образование толщи отложений грубообломочного эпикластического потока, распространившегося на десятки километров в северо-восточном направлении, а не пирокластических образований.
Эрозия, остывание или тектоническая активизация:
Многие гидротермальные системы располагаются в районах активного подъёма и тектонизма и, возможно, это приводит систему к подъёму и эродированию на значительную глубину в течение её деятельности. Постепенные изменения, вследствие подъёма и падения температур в угасающей гидротермальной системе, будут продуцировать ретроградное наложение, или телескопирование, как обсуждалось Sillitoeи описано детально в главе 5.0. Такое телескопирование, вследствие постепенного подъёма, обычно не будет приводить к рудообразованию, но рудная минерализация может формироваться в результате внезапных изменениях давлений, сопровождающих тектоническую активность. Рудная минерализация и ретроградное наложение гидротермальных изменений на месторождении Поргера могло быть обусловлено внезапными повторными изменениями давлений, связанных с тектонической активизацией во время подъёма и эрозии мезотермальной системы.
6.3 Другие наложения гидротермальных изменений
Наложения гидротермальных изменений могут отражать изменения химического состава гидротермальных растворов или превращение жидко-доминирующих в паро-доминирующие условия. Однако эти изменения сами по себе, вероятно, не могут приводить к образованию рудной минерализации, за исключением тех случаев, когда они ассоциируются с такими процессами как кипение или смешение разных гидротерм. Рудная минерализация в таких системах обычно связана с одним или другим состоянием системы, а не с процессами наложения гидротермальных изменений. Так, например, на месторождении Мазупа Риа эпитермальные системы хай- и лоу сульфидейшн наложены, но рудная минерализация, в основном, ассоциируется с событием лоу сульфидейшн.