По литературным источникам в мире известно несколько объектов современного минералообразования на выходах газового флюида активных вулканов (Мерапи, Везувий, Сент-Хеленс), существенно отличающихся по набору химических элементов и ассоциациям минералов. Свидетелем конденсации металлов могут служить результаты исследования осадков, образующихся на стенках ампул, в которых отбирались вулканические газы (вулкан Кудрявый, о. Итуруп). Среди продуктов конденсации, наряду с хлоридами К и Na, обнаружены металлический алюминий и кремний [1].

Современная эксгаляционная рудная минерализация установлена в фумароле “Трубка”, расположенной на Втором конусе Северного прорыва БТТИ. Конус сложен шлаками, средний состав их отвечает магнезиальному типу базальтов, с умеренной щелочностью. Здесь на ограниченном участке южного склона конуса расположена фумарола “Трубка”, которая структурно приурочена к месту пересечения кольцевой и радиальной трещин, сопряженных с главным магмоконтролирующим разломом БТТИ и всей Толбачинской региональной зоной шлаковых конусов [2]. Камера “Трубка” обнаружена под плотной глыбой базальта уплощенной формы (размером 1 х 1,Зм). Вулканический газ поступал из отверстия (5 х 6 см), находящегося на контакте глыбы- экрана со шлаками конуса. Температура газовой струи на выходе постепенно снижалась от 800° С в 1978 г. до 360° С в 1989 г. В конденсатах определены значительные содержания NH₄, Na, K, Al, Si, Zn, Ni, Fe, S, Pb, Sn, Cu, в частности (в мг/м³), Zn-10.3, Cu-0.09, Ni-0.01, Fe-4.6, S-217 [3].

Изучение условий формирования продуктов эксгаляций в восстановительной среде позволило оценить и обобщить ранее опубликованные данные, а также дополнить их новыми исследованиями самородных фаз. Развитие продуктов эксгаляций в камере “Трубка” определяется зоной фильтрации газового флюида. Образование сублиматов как по количеству минеральных ассоциаций, так и по объему продуктов расширяется с приближением к поверхности, но не выходит за пределы основания экранируемой глыбы. Сравнительное изучение сублиматов дает возможность проследить изменение особенностей минерального состава в связи с эволюцией окислительно-восстановительного режима газового флюида, протекающего с понижением температуры и возрастанием окислительного потенциала. Формирование сублиматов происходило в конкретной внутрикамерной обстановке; в качестве ведущих механизмов отложения рудных элементов выступали: литология вмещающих пород, экраны, изменение состава поступающего первоначального глубинного высоковосстановительного газового флюида через систему магмовод-камера.

Самородные металлы выделяются на ранних стадиях эксгаляционного процесса. На более поздних стадиях, в связи с повышением окислительного потенциала, металлы встречаются в самородной форме, но как и другие разновидности в виде интерметал-лических соединений. Их кристаллизация происходит при резком изменении температур минералообразования от 1120° С (кристаллизация систем) до 200° С (олово-свинцовых эвтектоидных агрегатов).

В поздних минеральных фазах увеличивается роль Pb, Zn, Sn, Sb, Bi, Cd, As. Серию последовательно формирующихся минеральных ассоциаций в условиях резкого окисления завершает появление кварца и полиметаллического рудообразования (пирит, халькопирит, галенит, сфалерит, гринокит и др.) с последующим развитием в зоне окисления ковеллина и халькозина.

Исследование соотношений сублиматов в разрезе камеры показало, что осаждение продуктов эксгаляций происходило из многократно проникающих потоков флюида, что привело к формированию сложных текстур и возрастанию видового разнообразия минеральных ассоциаций. Наиболее ярким примером поступления свежих порций флюида является обрастание частички природной латуни тончайшей каймой силицида железа. К настоящему времени с помощью микрозонда, электронной микроскопии и ренгеновского анализа изучено 20 самородных металлов с сопутствующими сплавами на их основе, карбидами, силицидами. Газовый флюид проходит сложную эволюцию, вследствие чего в камере возникают геохимические барьеры. Они способствуют появлению “рудных конденсатов” на пути транспортировки газового потока. Внутри камеры в порах шлака обнаружены самородные металлы: W, Ti, Ni, Те, Fe, Си, Al, Pb, Zn, Sn, Sb, Bi, Cd, Si, Аи, Ag; карбиды (Fe, W, Si), силициды (Fe, Al); твердые растворы, интерметаллические соединения системы: Cu-Zn (Pb, Sn, Sb), Sn, Sb-Pb, Fe-Cr-Si (Ni, Co, Мо), углерод в разных полиморфных модификациях, сульфиды (Fe, Си, Pb, Zn, Sn, Sb, Mo, Ag) и оксиды (Fe, Cu, Al, Ti, Pb, Zn, Sn, Bi, Cd, V, Si) [4]. В камере “Трубка” прослежены локальные зоны (глубина 0,8 м), расположенные вблизи пересечения кольцевой и радиальной трещин (периферическая часть осевой зоны прорыва газа), где поры шлака заполнены кварцем с включениями биотита и редкими пластинками самородного золота, а трещинки – скрытокристаллической кварц-халцедоновой массой с пиритом, халькопиритом, арсенопиритом, сфалеритом, галенитом. Под этим, существенно кремнистым, экраном все поры в шлаке выполнены шариками гематита, магнетита, ильменита, пирита, самородного железа, стекла, оконтуренные пленкой золота. Ниже этой зоны в полостях шлаков базальта развиты скопления округлых выделений Pb, Zn, Sn, Bi, Fe, Cd и их оксидов, а также сульфиды Fe, Cu, Pb, Zn, Sn, Sb, As, Mo, Ag. Именно здесь проявляется переход от пневматолитового процесса к гидротермальному, который отражается специализацией минеральных ассоциаций. Обоснованием природного происхождения рудных фаз являются факты нахождения в составе эксгаляций: 1 - включений латуни в кристаллах пирита; 2 - обрастание самородного железа цинком; 3 - сплавов на основе самородного железа; 4 - включений троилита в самородном железе и каплевидных выделений карбида железа; 5 - железомарганцевой фазы аналога тэнита; 6 - оловянистой меди; 7 - срастание самородного алюминия и цинка с графитом, а самородного никеля с медью; 8 - карбидов, силицидов; 9 - графита, шунгита, углеродистого вещества. В потоке восстановительного флюида, по-видимому, происходит образование металлов как в форме комплексных галогенидов, так и в элементоорганических соединениях [5]. Это предположение подтверждается присутствием в составе высокотемпературных газов возгонов фумаролы - Тi, ТiC, WC, Fe₃C, SiC, графита. Налет галогенидов на выделениях самородных металлов и постоянная ассоциация их с углеродом отражает насыщенность ими газового флюида.

Формирование ассоциаций самородных металлов, карбидов, силицидов, интер-металлических соединений, графита служит убедительным аргументом в пользу миграции и концентрации металлов в особой восстановительной обстановке, возникновение которой возможно при фракционировании эндогенного флюида, отделившегося от базальтового расплава.

Литература

1. Коржинский М.А. и др., Геохимия, 1996, №12, с.1175-1182.
2. БТТИ, Камчатка 1975-76гг. М.:Наука, 1984. 637c.
3. Менайлов И.А., Никитина Л.П., Шапарь В.Н., М.:Наука, 1989, 235c.
4. Главатских С.Ф., Генералов М.Е., ДАН. 1996, Т.346, №6, c.796-799.
5. Новгородова М.И., М.:Наука, 1983, 287c.