Основные черты геохимии гидротермального процесса

Элементы гидротермальных жил:

1. Ведущие и главные – S, Fe, Cu, Zn, As, Sb, Se, Ag, Sn, Pb, Co, Ni, Mo, Cd, Te, W, Au, Ag, Bi, V, F, Н.

2. Промежуточные - Si, Mn, C

3. Малое значение - Ga, Ge, Pt, In, Re

4. Захваченные из других геохимических полей - K, Li, Be, Cl, Ca, Ba, Al, Mg

По Ферсману, для гидротермальных руд характерны ионы с 18-электронной оболочкой. Гидротермальный процесс, в общем, приводит к некоторому накоплению нечетных атомов и напоминает пегматитовый, где накопление нечетных атомов проявляется еще более ярко. По-видимому, это связано вообще с большей подвижностью нечетных атомов, с их способностью по преимуществу перед четными оставаться в жидких фазах или даже переходить в газообразные летучие соединения. Многие элементы имеют сильное сродство к сере (халькофилы), низкие кларки (обычно ниже 1х10^-2%), двухвалентны, ионы средних размеров. Потенциалы ионизации халькофильных элементов высокие, поэтому они стремятся перейти в атомарному состоянию и с этим связано самородное состояние некоторых халькофильных элементов (золото, серебро, ртуть, медь и др.). По Ферсману, рудоносные растворы вначале были кислыми, а потом стали щелочными. Параллельно с ростом рН, уменьшается Eh. Последовательность кристаллизации халькофилов характеризуется уменьшением валентности, постепенно сменой четных элементов нечетными, ростом ионных радиусов: молибден (0,68), свинец (1,32) и т.д. Поэтому последовательность кристаллизации отвечает уменьшению энергии кристаллической решетки образующихся минералов.

Многие минералы гидротермальных руд богаты элементами-примесями. Например, 95% меди на земном шаре добывается из халькопирита, в котором установлены повышенные содержания рения, индия, селена, германия, золота, никеля, кобальта, кадмия, мышьяка, платины и др. Стоимость элементов-спутников в некоторых рудах в 2-3 раза превышает стоимость самой меди. Но нередко из руд извлекается только медь. Закономерности парагенных ассоциаций элементов-примесей в рудных минералах в значительной степени объясняются изоморфизмом.

Летучие компоненты могут отделяться в течение всего процесса дифференциации, т.е. не только от кислых, но и от основных магм. Так как характер этих возгонов функционально связан с температурой и давлением, которые изменяются, то их генетический ряд может быть разбит на несколько самостоятельных групп – «уровней». А.Е.Ферсман дает следующую схему распределения элементов халькристаллизации по уровням.