Скарновые гидротермально-магматические системы
В 60х годах ХХ века началось массовое изучение активных гидротермальных систем с целью извлечения геотермального теплоносителя для энергетических целей в областях молодого вулканизма. Считалось, что они не идентичны гидротермальным системам. В 70-80х годах стало очевидно, что эти современные гидротермально-магматические системы являются полными аналогами эпитермальных и порфировых рудно-минеральных систем, связанных с эффузивно-интрузивными процессами. В связи с этим предполагается, скарновые месторождения, имеющие пространственную связь с интрузиями, порождены палео-гидротермально-магматическими системами. Их эволюция, реконструируемая по геолого-структурным и петролого-минералогическим данным, может помочь в поисках и разведке рудных залежей.
В многочисленных публикациях о скарнах и скарновых месторождениях, главным образом, приводятся данные о минералогии и происхождении минералов и минеральных комплексов, которые дают чёткую информацию о гидротермальных растворах, которые производили эти гидротермальные преобразования. Скарновые рудные месторождения, обычно, характеризуются двумя разными типами гидротермальных изменений. Ранняя прогрессивная стадия изменений с безводными минералами, такими как гранат и пироксен, которые образуются из относительно высокотемпературной, сильно минерализованной жидкой водной фазы (Kwak, 1986) и поздняя ретроградная стадия изменений, которая представлена гидратными минералами, такими как эпидот, амфибол и хлорит, и образуются из более низкотемпературных, слабо минерализованных гидротерм (Kwak, 1986). Предполагается, что эти две стадии гидротермальных изменений, обычно, отражают преобладание магматической и метеорной воды в гидротермах, соответственно (Einaudi et al.,1981). Обзор систематик стабильных изотопов в скарновых системах Bowman (1998) показывает преобладание магматической воды во время прогрессивной стадии, в которой безводные минералы доминируют и колебание от , в основном, магматической до, в основном, метеорной воды во время поздней ретроградной стадии, в которой преобладают гидратированные минералы.
Мейнертом Л.Д. и другими (Meinert et al., 2003) предложена модель эволюции гидротермальных изменений. В начале внедрения родоначальной магмы на малые глубины температура, как магмы, так и непосредственно окружающих вмещающих пород была >400°C, обычная граница хрупкого режима. В этих условиях породы характеризуются пластическим режимом деформаций, в связи счем система изолировалась от проникновения метеорных вод (Fournier, 1992). По мере того, как плутон остывает и кристаллизуется на глубине, примерно 4-5км, расплав, в конечном счёте, относительно насыщается водным флюидом, который находился в надкритическом состоянии с умеренной минерализацией 6-8вес. % (Burnham, 1979; Yang, Bodnar, 1994; Bodnar, 1995). Этот флюид скапливался вблизи кристаллизующейся оболочки магматического очага при субсолидусной температуре около 600°C (Burnham, Ohmoto, 1980; Fournier, 1987). Следующие порции флюидов, поднимавшиеся на меньшие глубины, вероятно, взаимодействовали с внедрявшимися порфировыми дайками примерно в интервале глубин 2-3км от древней земной поверхности, которые формировали проницаемые структуры, фокусировавшие адвективный подъём, выделявшихся магматических флюидов.
Сочетание аномального теплового потока, переносимого гидротермами, и теплопереноса дайками поддерживало первые гидротермы горячими во время подъёма с лишь минимальными кондуктивными тепловыми потерями (Shinohara, Hedenquist, 41997).
Таким образом, можно прийти к выводу, что скарновые гидротермально-магматические системы являются тепловыми сквозькоровыми структурами, в которых основным способом теплопередачи является конвекция. Она состоит из двух конвективных ячеек: нижней, в которой перенос тепла осуществляется преимущественно силикатными расплавами, и верхней, где действует преимущественно газо-паро-жидкий теплоноситель, в составе которого доминирует вода.
Однако, следует отметить, что исследованию формирования и эволюции скарновых гидротермально-магматических систем уделялось незначительное внимание. Наша монография призвана предложить к обсуждению научной общественности опубликованные материалы и наши данные о скарновых гидротермально-магматических системах.