Поскольку вода — главный компонент рудообразующих флюидов, знание ее происхождения является основой теории рудогенеза. Другие вещества, входящие в состав рудоносных флюидов, также несут важную информацию; однако вариации количества растворенных солей и газов содержат сведения главным образом о Р-T-рН-fO2-истории этих растворов и о типах пород, с которыми они взаимодействуют. Первичный источник H2O можно выявить только с помощью изучения некоторых геохимических параметров, несущих информацию о свойствах самих молекул воды. Анализы стабильных изотопов как раз и позволяют определить такие параметры, поскольку природные воды различного происхождения обнаруживают систематические различия в изотопном составе кислорода и содержании дейтерия.
Цель настоящей главы заключается в том, чтобы обсудить основные черты геохимии изотопов водорода и кислорода в приложении к решению проблем рудоотложения и гидротермального изменения рудовмещающих пород. Несмотря на то что изотопный анализ в принципе дает возможность определить температуры образования ассоциаций гидротермальных минералов, частое отсутствие изотопного равновесия в изучаемых ассоциациях резко ограничивает возможности этого метода. В настоящее время в качестве индикаторов происхождения и истории H2O в гидротермальных флюидах целесообразнее всего использовать отношения изотопов D/H и 18O/16O.
Co времени выхода в свет первого издания этой книги опубликовано очень много новых данных по геохимии изотопов в различных рудных месторождениях. Поэтому настоящую главу следует рассматривать скорее как дополнение к ранее опубликованной работе, а не как пересмотренный и исправленный вариант последней; в данном случае основное внимание сосредоточено на описании конкретной истории изотопов, а не на принципиальных возможностях метода. В связи с обсуждающимися здесь вопросами полезно познакомиться с недавно опубликованными обзорами Уайта и Тейлора.
Существуют два метода определения изотопного состава кислорода (18O/16O) и водорода (D/H) природных гидротермальных флюидов: 1) прямое измерение в самом флюиде геотермальной области или газово-жидких включений минералов рудных месторождений и 2) изотопный анализ этих элементов в минералах, вычисление температур образования с использованием различных геотермометров и, наконец, вычисление отношений D/H и 18O/16O в воде в равновесии с этими минеральными ассоциациями при температурах их образования. Однако применение каждого из упомянутых методов сопряжено с определенными трудностями, прежде всего с тем, сохранились ли изотопные соотношения в течение последующего охлаждения минералов или нет. Вода, содержащаяся в газово-жидких включениях кислородсодержащих минералов, в процессе охлаждения подвергается, например, обмену с веществом минерала-хозяина, что приводит к изменению отношения 18O/16O флюида. Даже бескислородные минералы могут содержать вторичные газовожидкие включения, не отвечающие составу того исходного флюда, из которого образовался этот минерал, особенно если последний сильно трещиноват или имеет много дефектов.
Главная