Гидротермальные процессы

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, взаимодействие гидротерм с вмещающими породами, происходящее в результате изменения физико-химических условий при циркуляции растворов в земной коре или в отдельных геологических структурах (гидротермальных системах). Играют важную роль в миграции химических элементов в недрах Земли и при образовании гидротермальных месторождений, при выходе растворов на поверхность Земли или дно океана оказывают влияние соответственно на атмосферу и океанскую воду.

Гидротермы в очагах их генерации находятся, как правило, под давлением, превышающим гидростатическое, их движение к поверхности происходит в результате вынужденной конвекции. Растворы, уже существующие в подземной гидросфере, могут вовлекаться в гидротермальные процессы путём свободной конвекции. Источником тепла в обоих случаях служат локальные тепловые аномалии, обусловленные внедрением магматических тел, или региональное геотермическое поле. Растворы просачиваются по поровому пространству, трещинам в горных породах, зонам разломов (в которых фокусируются потоки гидротермальных растворов). Характер и масштаб гидротермальных процессов зависят от химического состава и физико-химических параметров растворов. Химический состав гидротерм формируется в очагах их зарождения и по пути движения в результате обменных химических реакций с вмещающими породами. Если при изменении параметров состояния гидротерм происходит их пересыщение веществом, то отлагающиеся из них минералы образуют в трещинных каналах фильтрации жилы заполнения (например, кварцевые жилы), которые иногда практически не несут свидетельств химического взаимодействия гидротерм с вмещающими породами. Кристаллизация минералов из гидротерм происходит в результате изменения физико-химических параметров или состава гидротермальных растворов. Важными причинами, вызывающими отложение минералов, являются вскипание гидротерм и выделение из них газовой фазы при падении давления. Кристаллизация минералов из гидротермального раствора сопряжена с обменными реакциями между ним и вмещающей породой. Обменные взаимодействия происходят потому, что гидротермальный раствор, параметры состояния которого изменяются по пути движения, неравновесен с вмещающими породами. Реакции обмена особенно характерны для случаев, когда на пути потока гидротерм происходит резкая смена химического состава горных пород. Химическое неравновесие гидротерм и вмещающих пород приводит к развитию метасоматических процессов, выражающихся в замещении первичных минералов вмещающих пород новообразующимися минералами. При этом изменяется также и состав первичных гидротерм, вследствие чего могут формироваться метасоматические жилы. В результате обменных реакций гидротерм с вмещающими породами образуются ореолы (прослеживающиеся на расстояния от долей метра до сотен метров) метасоматических пород, для которых характерно зональное строение. Интенсивность изменений обычно максимальна на контакте с рудными телами. Перенос вещества, необходимого для изменения вмещающих пород, на большие расстояния происходит путём инфильтрации, на относительно короткие - вследствие диффузии либо за счёт комбинации обоих этих процессов. Для большинства алюмосиликатных пород наиболее типичными процессами гидротермального преобразования являются: грейзенизация (изменение минерального состава породы в сторону сходства с грейзеном), пропилитизация, аргиллизация (замещение ряда минералов вмещающих пород глинистыми минералами), серицитизация (замещение серицитом полевых шпатов, андалузита и др.), калиевый метасоматоз (замещение плагиоклаза калиевым полевым шпатом). Для медно-порфировых месторождений характерно развитие зоны калиевого метасоматоза вблизи интрузива, сменяющейся по мере удаления от контакта зоной серицитизации, затем - пропилитизации. В контакте гранитоидных интрузивов с карбонатными породами развиваются процессы скарнообразования, во фторсодержащих гранитах - грейзенизации.

Лит.: Коржинский Д. С. Теория метасоматической зональности. 2-е изд. М., 1982; Геохимия гидротермальных рудных месторождений. М.,. 1982.