Подземные потоки

Из чего кристаллизуется большинство минералов и рудных месторождений? Оказывается, в этих процессах главную роль играют гидротермальные растворы и подземные потоки. Но что они собой представляют?

Из чего кристаллизуется большинство минералов? Оказывается, в этих процессах главную роль играют подземные потоки

Начнем с того, что в круговороте воды участвуют не только океан (гидросфера) и атмосфера, но и земная кора (литосфера). Всю ее "пропитывают" холодные и горячие подземные потоки. Холодные – в верхних своих частях, горячие – в более глубоких, прогретых. Из озер, морей и рек воды по трещинам попадают внутрь земной коры и начинают там долгую циркуляцию. Погружаясь, подземные потоки нагреваются, растворяют вмещающие их горные породы, насыщаются самыми различными веществами и становятся потенциально рудоносными.

При передвижении магмы вверх из нее выделяются перегретые пары воды с растворенными в них элементами, которые устремляются вверх, остывают и превращаются в горячие минерализованные подземные потоки.

Эти подземные потоки фильтруются через пористые участки горных пород и за долгие миллионы лет происходят колоссальные по масштабу химические их изменения и отлагаются, кристаллизуются массы новых минералов.

Железо и марганец, свинец и цинк, медь и висмут, ниобий и тантал – все эти металлы входят в состав подземных потоков. Конечно, в том или ином конкретном подземном потоке есть не все эти вещества, а лишь некоторые из них.

Состав потоков зависит от двух основных причин: от состава материнской магмы и от взаимодействия потоков с вмещающими их горными породами, в результате чего горные породы растворяются и поглощаются потоком.

Какими же химическими соединениями происходит перенос вещества подземным потоком? Как и за счет чего какой-то химический элемент содержится в земной коре в ничтожных количествах, а в некоторых местах он концентрируется в 100–1000 и более раз, образуя крупные месторождения?

О составе древних подземных потоков можно сделать достаточно правдоподобные предположения на основе состава газово-жидких включений в минералах. Но о форме химических соединений – переносчиков рудного вещества – судить очень и очень трудно. Здесь область гипотез и догадок.

В природе широко распространены рудные жилы, сложенные, например, сульфидами различных металлов: пиритом, халькопиритом, галенитом и сфалеритом. Быть может, вещество этих минералов переносилось в виде сульфидов? Но, увы, их растворимость в воде минимальна. Несложные расчеты показали, что для образования небольшой сульфидной рудной жилы требуются буквально океаны воды.

Однако природа подсказала выход из тупика. Оказывается, что металлы осаждаются в виде сульфидов, только при смешении металлсодержащих подземных потоков с сероводородными потоками. Можно прийти к выводу, что в подземных потоках переносились вовсе не те соединения, которые мы наблюдаем в виде минералов в рудах.

Поэтому, рудные минералы представляют собой не что иное, как труднорастворимые продукты химических реакций, происходивших в подземных потоках при их взаимодействии с другими подземными потоками или твердыми горными породами.

Инструменты