2.5. Геолого - геохимическая модель гидротермально - магматической системы
Всестороннее изучение гидротермально-магматической системы Баранского с привлечением комплекса данных по другим гидротермальным системам Камчатки и Курильских островов, находящихся на различных этапах своего развития, позволяет предложить следующую модель (рис. 36).
Гидротермальная система расположена на западном склоне вулкана Баранского в интервале глубин 0 1500 м. Источником тепла и, по-видимому, рудных и других компонентов является крупное субинтрузивное тело диоритового состава, кровля которого сложена интрузивными туфами (интрузивными брекчиями) и представляет собой зону перетока глубинных наиболее высокотемпературных гидротермальных растворов. Диоритовое тело, в свою очередь, получает питание за счет интенсивной дегазации периферического магматического очага, расположенного на глубинах более 2-3 км предположительно под вулканическим конусом.
Повышенные концентрации золота, серебра, мышьяка, свинца и др. рудных элементов в зоне гипергенеза связаны с разгрузкой на дневной поверхности (базовом уровне) глубинных субщелочных хлоридно-натриевых растворов. Концентрирование в донных отложениях электронейтральных частиц Au, а также труднорастворимых хлор- и серосодержащих соединений Ag, As и Pb обусловлено резким уменьшением рН и температуры растворов в приповерхностной зоне (при смешении глубинных субщелочных хлоридно-натриевых вод с кислыми, нагретыми паром сульфатными водами) или на дневной поверхности (при смешении кислых сульфатных или сульфатно-хлоридных вод с метеорными водами). Гидро- и литохимические аномалии рудных элементов в зоне гипергенеза локализуются в пределах структур горстов, зонах контактов тектоно-магматических поднятий с относительно опущенными блоками и участках пересечения тектонических нарушений, открытых на глубину более 1,5 2,0 км. В области интенсивного смешения приповерхностных кислых и глубинных субщелочных вод на границах пародоминирующих зон в кварц-адуляровых метасоматитах и кварц-эпидозитах, а также частично в аргиллизированных пропилитах, откладываются сульфиды, интерметаллические соединения, самородные
Геолого-геохимическая модель современной гидротермально-магматической системы Баранского, приуроченной к одноименному вулкану Курильской островной дуги
1 верхняя кромка периферического магматического очага; 2 субинтрузивные диориты габбро-диориты; 3 интрузивные туфы (брекчии); 4 отложения парусной свиты; 5 отложения лебединской свиты; 6 четвертичные лавы андезитов; 7 тектонические нарушения, установленные; 8 то же, предполагаемые; 9 гидротермальные брекчии; 10 литологические границы; 11- интрузивные границы; 12 нижняя граница распространения аргиллизитов зоны кислотного выщелачивания; 13 восходящий поток глубинных субщелочных хлоридно-натриевых гидротермальных растворов; 14 нисходящий поток метеорных вод и кислых сульфатных гидротермальных растворов; 15 пародоминирующие зоны; 16 область смешения хлоридно-натриевых и сульфатных терм, интенсивного кипения растворов и формирования рудной минерализации; 17 изотермы по данным каротажа скважин; 18 разведочные скважины и их номера.
Рис. 36
золото, серебро, медь и др., их сплавы и твердые растворы. По-видимому, в верхней части выделенной области формируется минерализация типа high sulfidation (157), в нижней части и за ее пределами low sulfidation. На глубинах более 1 1,5 км в приконтактовых зонах субинтрузий при температурах более 400-5000С вероятно зарождается рудная минерализация типа медно-порфировой. На это указывают и наши данные по изучению распределения самородных металлов, их сплавов и интерметаллических соединений в глубоком разрезе (2500 м) Северо-Парамуширской гидротермально-магматической системы. Следует отметить также общую тенденцию повышения концентраций элементов-примесей в сульфидах и в различных породах и новообразованиях от высокотемпературной гидротермально-магматической системы к остывающей (поведение ртути вблизи дневной поверхности аналогично, на глубине обратно). В этом отношении показательно распределение содержаний золота в гидротермальных образованиях (табл. 19), при средних значениях содержаний Au в неизмененных кайнозойских андезитобазальтах Курило-Камчатской провинции 1,73 мг/т (158) 1,022,10 мг/т (159). В вулканитах дацит-риолитового ряда содержание Au обычно меньше 1 мг/т (160).
Таблица 19.
Основные характеристики распределений
Au (среднее геометрическое содержаний Сср и стандартный множитель ‘ ) в гидротермально-метасоматических образованиях
По-видимому, на раннем (гидротермально-магматическом) этапе формирования гидротермальных систем происходит постепенное (?) накопление в огромной массе метасоматитов Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Fe, Mg, Mn, K и других элементов. На поздних этапах эволюции гидротермальной системы, наряду с привносом определенного количества рудных элементов из вмещающих пород и, возможно, глубоких горизонтов, происходит в основном перераспределение рудных элементов на термодинамических и структурных барьерах, в частности, на границах крупных пародоминирующих зон. Мощность рудных геохимических барьеров, формирующихся в процессе длительной эволюции современной гидротермальной системы, достигает 100-200 м и более. Концентрации рудных элементов увеличиваются от ранних к поздним этапам эволюции систем и могут составлять n г/т.
Предложенная комплексная геолого-геохимическая модель хорошо изученной и разбуренной гидротермально-магматической системы Баранского (о-в Итуруп) по своим основным параметрам соответствует Северо-Парамуширской и другим высокотемпературным гидротермально-магматическим системам и может служить практическим руководством при проведении фундаментальных научных и практических изысканий на геотермальных и рудных месторождениях.