Гидротермальные изменения

Введение

Гидротермы по-разному влияют на породы, проходя через них: в процессе гидротермальных изменений существующие минералы могут быть удалены, или замещены другими минералами, или в трещинах и порах пород могут отложиться новые минералы. Все эти процессы могут происходить совместно. Новые минералы, которые образовались или путём отложения в полостях, или в результате замещения, называются вторичными минералами. В этой главе рассмотрены вторичные минералы, образованные в результате гидротермальных изменений других минералов. Отложение минералов обсуждается в другой главе, поскольку их минералогия похожая, но структуры совершенно разные.

Гидротермальные изменения сопоставимы с диагенезом, при котором первичные минералы замещаются диагенетическими фазами по мере погребения в толщах пород и последующего увеличения температуры и давления. Поскольку температуры могут быть одинаковыми в обоих структурных условиях, в связи с этим, возможно, образование одинаковых минералов. Это может вызвать трудности в диагностике различий гидротермальных изменений и диагенеза в метаморфизованных породах.

Природа вторичных минералов и скорость их образования контролируются такими факторами, как температура, состав гидротерм и отношение вода/порода. Последний фактор зависит от проницаемости пород, скорости течения гидротерм и продолжительности процесса. Гидротермальные изменения наиболее интенсивны в проницаемых породах, где скорость течения гидротерм большая, и системы долгоживущие. Гидротермальные изменения могут быть описаны с точки зрения их интенсивности, степени изменений и распространенности.

1. Интенсивность гидротермальных изменений

Интенсивность гидротермальных изменений является индикатором объёма пород, изменённых в результате прохождения через них гидротермальных растворов. Интенсивность гидротермальных изменений можно определить довольно точно по доле вторичных минералов относительно оставшейся доли первичных минералов или же по сохранившейся первичной структуре. Интенсивность будет различной для разных литологических типов пород в соответствии с проницаемостью пород и реакционной способностью первичных компонентов. Таким образом, высоко проницаемые известняки или витрофировые туфы будут чрезвычайно чувствительными к гидротермальным изменениям, тогда как кварцевый песчаник очень медленно подвергается воздействию гидротермальных растворов. Обычная последовательность минералов, от более реактивно способных к менее подверженным воздействию гидротерм, следующая: карбонаты, вулканическое стекло, мафические минералы, плагиоклаз, К-полевой шпат, апатит, кварц, циркон.

Имеются исключения. Так, например, в некоторых породах полевой шпат будет изменённым, в то время как мафические минералы сохранятся, и это означает, что чувствительность обычных минералов к гидротермальным изменениям зависит от наличия гидротерм.

Интенсивность гидротермальных изменений может определяться процентными содержаниями, или могут применяться описательные категории. Наш подход представлен описанием гидротермальных изменений, как «слабые», где вторичные минералы составляют до 25% объёма пород, «умеренные», где они составляют 25-75% и «сильные», если общее содержание вторичных минералов более 75%. ............