Серный перехват в образовании оксидных магматических месторождений

C http://ai-malyshev.narod.ru/GasFactor/GasFactorsFigs.html#Fig027 - Малышев А.И.

Рудообразующая роль зон серного перехвата имеет первостепенное значение для образования в эндогенных условиях оксидных руд d- и p-элементов. Это обусловлено возможностью трансформации рудных концентраций из сульфидной формы в оксидную под воздействием высокотемпературных эндогенных флюидов. Основное значение в образовании оксидных рудных концентраций имеет высокотемпературный отжиг сульфидного расплава, протекающий под воздействием высокотемпературных паров воды.

Cодержаниe воды в магматических расплавах резко возрастают с увеличением содержания кремнекислоты. Cоединения серы, как наименее растворимые, выделяются в первую очередь, тогда как на более поздних этапах выделяются главные объемы магматогенной воды. В результате для габброидных частей интрузивов на стадиях, близких к состоянию раскристаллизации (позднемагматической и пневматолитовой), происходит прогрессивное снижение относительного давления паров серы в составе флюида.

Hедосыщенные серой флюиды играют главную роль в высокотемпературном отжиге осажденного первично сульфидного расплава.

Для сульфидных месторождений обычен низкотемпературный метасоматоз, сопровождающийся переводом сульфидной минерализации в оксидную форму- это справедливо и для более высокотемпературных условий.

Разные стадии развития этого процесса фиксируются в кристаллических структурах. От своего низкотемпературного аналога высокотемпературный отличается тем, что метасоматические изменения происходят в пределах сульфидного расплава, а не по кристаллическим структурам.

B высокотемпературном метасоматозе сульфидного расплава как только образующийся в зонах отгонки серно-сульфидный расплав оказывается в зоне действия флюида, недонасыщенного парами серы и ее летучими соединениями, так сразу появляется возможность выноса серы из состава этого расплава. Yдаляется избыточная сера и расплав из серно-сульфидного становится чисто сульфидным. Затем под воздействием высокотемпературных паров воды происходит замещение сульфидной серы на кислород:
MeS(расплав) + H2O(газ) -- > MeO(тверд.) + H2S(газ).

Недонасыщенность флюида парами серы и ее летучих соединений определяет направленность этой реакции – из сульфидного расплава удаляется больше серы, чем возвращается. Система открыта, обогатившийся летучими соединениями серы газ уходит из зоны контакта с сульфидным расплавом, тогда как на его место поступают новые порции флюида, по-прежнему недосыщенные серой.

Благодаря этому реакция идет до конца. Одновременно происходит изменение качественного и количественного соотношения металлов в составе рудных концентраций. Металлы, более устойчивые в соединениях с серой, выносятся флюидным потоком, тогда как более устойчивые в соединениях с кислородом, наоборот, привносятся.

Для формирования комплекса металлов в составе рудных концентраций большое значение имеет среда, в окружении которой находится метаморфизуемый сульфидный расплав. Так как она является поставщиком металлов, привносимых в состав рудных концентраций, то прослеживающаяся связь состава оксидных магматических руд с составом вмещающих пород представляется вполне естественной. В качестве отражения этой связи можно рассматривать и сам факт приуроченности хромитовых и магнетитовых (титаномагнетитовых) месторождений соответственно к ультраосновным и основным разностям магматических пород.

Что касается серы, то, войдя в состав сульфидов в зоне образования рудного расплава, она в процессах апорасплавного метасоматоза вновь освобождается и опять переходит в состав флюида, а затем вновь конденсируется в зоне отгонки и опять вступает в реакции с образованием рудного расплава. Благодаря подобному рециклингу одно и то же сравнительно небольшое количество флюидной серы может принять участие в образовании достаточно больших объемов оксидных руд.

Существующее подразделение магматических месторождений на раннемагматические, ликвационные и позднемагматические исчерпывающе соответствует трем различным вариантам соотношения температуры начала конденсации серы (Тк) и температуры преимущественной раскристаллизации (Тр) пород интрузива:

1. Вариант Тк > Тр. Сброс серы и массовое рудообразование происходят в присутствии достаточных количеств силикатного расплава, делающих возможным протекание процессов гравитационной дифференциации, в том числе осаждения образующегося рудного расплава. Этот случай соответствует образованию раннемагматических рудных концентраций.
2. Вариант Тк = Тр. Образование рудного расплава происходит в условиях, когда его осаждение под воздействием гравитации уже невозможно (силикатный расплав или практически отсутствует, или его вязкость слишком велика), но внутри интрузива под воздействием напряжений еще не начали формироваться разрывные нарушения и ослабленные зоны, по которым стало бы возможным перемещение остаточных флюидов. Этот случай в общепринятом подразделении соответствует образованию ликвационных рудных концентраций.
3. Вариант Тк < Тр.

Образование рудного расплава происходит уже после того, как интрузив в зоне рудообразования переходит в состояние преимущественной раскристаллизации его пород.

Здесь основные объемы рудного расплава образуются в пределах разрывных нарушений и ослабленных зон, по которым происходит преимущественная миграция летучих. Случай позднемагматических рудных концентраций.

Раннемагматические оксидные месторождения
Ликвационные и позднемагматические оксидные месторождения