2.4.3. Рудные минералы – индикаторы геологической структуры и флюидного режима в недрах гидротермально – магматической системы
Рудные и щелочные химические элементы в структуре гидротермально-магматической системы находятся в виде собственных минералов и в самородной форме, входят в состав сульфидов в виде изоморфных примесей, образуют интерметаллические соединения, твердые растворы и сплавы, которые в составе газово-жидкого высокотемпературного флюида могут перемещаться по зонам тектонических нарушений и откладываться в форме тонких и часто изометричных частиц (глобулей) в порах и микротрещинах. Минеральные рудные образования в форме правильных глобулей (“шариков”) и других частиц рассмотрены выше. Наши данные свидетельствуют о том, что это далеко не столь экзотический минеральный объект, как считалось до сих пор (31, 32, 153). Более того, рудные и силикатные глобули (и частицы другой формы) несут в себе богатейшую информацию о температуре, составе, окислительно-восстановительном потенциале эндогенного флюида, а также о структурообразующих процессах, протекающих в недрах и на поверхности гидротермально-магматических систем.
Отмеченные рудные и силикатные глобули выделены из керна и шлама скважин, пробуренных в пределах гидротермально-магматических систем Баранского, Мутновской и Северо-Парамуширской. В не менее хорошо изученных системах Паужетской и Паратунской таких образований не установлено. Это чаще всего правильные шарики размером от микрон до 1,5 – 2,0 мм, имеющие идеально гладкую поверхность, с металлическим или стеклянным блеском, черного или стально-серого цвета. Многие шарики полые, с одним или несколькими выходными отверстиями для газа, а также высокопористые. Наиболее распространены глобули следующего состава: самородного железа; магнетитовые; Fe-Ti-Mn – силикатные, типа граната шорломита; зональные, как правило с ядром из самородного железа и оторочкой из магнетита и иоцита. Рентгенофазовым анализом в шариках установлены также минеральные фазы: железистый треворит, магнезиоферрит, хромит, купрошпинель, донацит и др.
Исследование распределения рудных и силикатных глобулей в пределах структуры гидротермально-магматической системы показало, что эти минеральные образования характерны только для зон восходящего потока высокотемпературного гидротермального флюида – горстов, их краевых и, в особенности, осевых частей. Метасоматиты на протяжении всего разреза содержат большое количество шариков, которые чаще всего находятся внутри пустот, пор и трещин, реже облекаются гидротермальной глиной, либо кварц-хлорит-слюдистым агрегатом, равновесным с гидротермальными растворами. В то же время, глобули полностью отсутствуют в породах зон питания – в опущенных блоках или на периферии гидротермально-магматических систем. В глубоком разрезе Северо-Парамуширской гидротермально-магматической системы, скважина ГП-3 глубиной 2500 м, метасоматиты содержат единичные глобули, но интервал ~ 850-1000 м обогащен ими. Этот интервал приходится на границу между толщами пород (см. выше). Интервал отличается повышенной пористостью и трещиноватостью пород и является верхней границей крупного парового резервуара, существующего в настоящее время в недрах восточного участка Северо-Парамуширской системы. В связи с этим на данном интервале формируется геохимический барьер на целый ряд рудных и щелочных элементов: установлено повышенное содержание в метасоматитах сульфидов Fe, Pb, Zn, Cu, а также выделены из пород частицы самородного Fe, Cu, Sn и др., сплавы CuZn и др. Также именно здесь идентифицированы минералы углерода - муассанит и графит. Все это подтверждает предположение об образовании описанных минералов в условиях восстановительной газонасыщенной среды, а также при смене восстановительной обстановки минералообразования на окислительную (32). Перенос элементов возможен в форме элементоорганических, хлор- и серосодержащих соединений (154, 155, 156), а также вероятно и в виде тонких минеральных частиц за счет высокой механической энергии газового или газово-жидкого флюида.
Таким образом, установленные в породах высокотемпературных гидротермальных систем Курило-Камчатской островной дуги рудные и силикатные глобули и другие рудные частицы генетически связаны с современными гидротермально-магматическими процессами. Глобули формируются (привносятся?) в структуре горстов, контролирующих восходящий поток высокотемпературных гидротерм, и трассируют открытые на значительную глубину (не менее 1,5 – 2,0 км) тектонические нарушения в осевых частях или на периферии приподнятых блоков. Накапливаются на структурных барьерах, литологических границах и других участках, характеризующихся высокой проницаемостью. Глобули содержат широкий спектр элементов – Fe, Mn, Mg, Ti, Cr, Ni, Al, Si, K, Na, Ca и др. в форме минералов, самородных металлов, сплавов, интерметаллических соединений, включений в минералах. По-видимому, они образуются на различных, в т.ч. значительных, глубинах в условиях восстановительной газонасыщенной среды, а также при смене восстановительной обстановки минералообразования на окислительную на геохимических барьерах. Перенос элементов возможен в форме элементоорганических, хлор- и серосодержащих соединений. Источниками элементов вероятнее всего служат периферический магматический очаг, в системе Баранского по геофизическим данным залегающий на глубинах 2-5 км, или связанные с ним остывающие крупные диоритовые – габбро-диоритовые тела. Кроме того, исследования рудных и силикатных глобулей показали, что гидротермальный флюид обладает высокой газонасыщенностью и активно воздействует на формирование самой геологической структуры гидротермально-магматической системы. Об этом говорит и широкое развитие гидротермальных брекчий в зонах современных тектонических нарушений, а также полимиктовых комбинированных брекчий с сульфидной минерализацией в брекчиевых мантиях диоритовых тел (120). В общем случае к участкам неоднократного брекчирования пород, как наиболее проницаемым зонам, тяготеют скопления глобулей и других новообразованных минеральных частиц.