Генетические модели колчеданных месторождений вулканической ассоциации
За последние 25 лет взгляды на стратиформные колчеданные месторождения сильно изменились. Если прежде они рассматривались в качестве простого типа месторождений, которые могли сформироваться путем селективного замещения пород на глубине, то сейчас полагают, что месторождения этого важного в научном и промышленном отношении класса образовались в местах разгрузки флюидов субмаринных гидротермальных систем пли вблизи них. Такое изменение представлений можно отнести к началу 1950-х годов, когда в Канаде применение аэромагнитных методов способствовало резкому увеличению числа открытых месторождений, в том числе и колчеданных. Естественно, это вызвало большой научный интерес, и, начиная с выхода юбилейного сборника, посвященного 50-летию журнала Economic Geology, были опубликованы тысячи научных работ, касающихся колчеданных месторождений вообще, в том числе более 1000 работ, посвященных в первую очередь их генетическим моделям.
Конечно, такое большое количество публикаций по колчеданным месторождениям невозможно проанализировать в полном объеме в относительно кратком обзоре. Поэтому выбор упоминаемых здесь работ основывался главным образом на их ценности как примеров наблюдений или анализа концепций. С этой точки зрения следует помнить, что представления геологов-разведчиков и геологов-рудников часто опережают концептуальное развитие генетических моделей, однако по вполне понятным причинам их идеи публикуются слишком редко.
Хотя с позиций фундаментальных критериев классификации рудных месторождений к стратиформным колчеданным месторождениям следует относить широкий спектр различных типов, здесь рассмотрены лишь те из них, которые обычно находятся среди геологических образований, характеризующихся присутствием субмаринных вулканических пород. Эти месторождения описаны здесь как колчеданные месторождения вулканической ассоциации пород.
Разработка любой генетической модели включает четыре логически последовательные, хотя и нередко одновременные ступени. Первая ступень предполагает идентификацию петрологических характеристик месторождения, позволяющую отнести его к определенному петрогенетическому классу, такому, как осадочный, изверженный, метасоматического замещения и т. п. Работы по идентификации признаков осадочного происхождения в колчеданных месторождениях вулканической ассоциации начались в 1950-х и 1960-х годах, когда при описании месторождений внимание исследователей переключилось с микроскопических наблюдений на макро- и мегаскопические. Остальные ступени включают разъяснение трех основополагающих вопросов рудогенеза: где и за счет чего произошло образование компонентов руд, как происходила их транспортировка и почему, под влиянием каких причин (химических или физических), произошла их локализация? Поскольку большую часть фактов, позволяющих ответить на эти вопросы, следует искать непосредственно на самих месторождениях, ответы на последние три вопроса предпочтительнее давать в порядке, обратном тому, в каком они были поставлены.
Наиболее существенный вклад в разработку существующей генетической модели был внесен в 1970-е годы; большой вклад вносится исследователями и сейчас. Среди аспектов, разработка которых оказала наиболее существенное влияние на определение направлений исследований, касающихся источников, переноса и отложения рудных компонентов, необходимо отметить следующие:
1. Современные гидротермальные системы. Интерес к геотермальной энергии послужил импульсом к углубленному изучению современных субаэральных гидротермальных систем и привел к созданию более количественного и эмпирического варианта генетической модели, включающей гидротермальные системы. Океанографические исследования, и в особенности работы по проекту глубоководного бурения, пролили свет на субмаринные гидротермальные системы. Обнаружение современных металлоносных осадков (в середине 1960-х годов в глубинах Красного моря, а в конце 1970-х годов на Восточно-Тихоокеанском поднятии, где были открыты так называемые черные дымы) подтвердило ряд концепций, которые в противном случае могли бы остаться в разряде менее вероятных.
2. Исследования стабильных изотопов. С возрастанием доступности этого метода стабильные и радиогенные изотопы заменили элементы-примеси в качестве геохимических треков. Достижения в использовании стабильных изотопов (изотопов кислорода, водорода и серы) для определения происхождения компонентов рудообразующего флюида и физико-химических параметров рудообразующих процессов объясняются, вероятно, тем, что стабильные изотопы обнаруживают меньше необъясненных колебаний составов, чем это имеет место для элементов-примесей.
3. Химическое моделирование. Экспериментальное исследование растворимости минералов и приложение полученных данных к термодинамическим предпосылкам сыграли важную роль в разработке количественной основы современных генетических моделей. Химическое моделирование вводит ограничения на предполагаемые рудообразующие процессы, что помогает отделить возможные или вероятные объяснения наблюдаемых химических или минералогических явлений от просто правдоподобных.
Быстрая эволюция взглядов на генезис колчеданных месторождений вулканической ассоциации, характерная для последнего десятилетия, указывает на то, что окончательное решение проблемы еще не достигнуто. При расстановке этих взглядов в их корректной научной перспективе необходимо учитывать историческое развитие предлагавшихся схем ответов на четыре вышеуказанных фундаментальных вопроса рудообразования. Настоящий обзор начнется с рассмотрения существующих наиболее популярных моделей и завершается анализом наиболее широко известных данных и интерпретаций того, «где», «как» и «почему» сформировались колчеданные месторождения вулканической ассоциации.
