Новости

Новости

Геотермальная система Бродлендс (исследование по данным бурения)


Металлоносные геотермальные системы Ротокауа, Бродленде, Уайотапу и Уаймангу в Новой Зеландии расположены вдоль восточной стороны вулканической зоны Тауно. Они характеризуются образованием на выходе горячих источников, а также при разгрузке паро-водяных смесей в скважинах аморфных мышьяковистых или сурьмяных сульфидных осадков, обогащенных золотом, серебром, ртутью и талием. Сульфиды цветных металлов встречаются в образцах из скважин в трех системах: в Бродлендсе, Каверау и Уайотапу, что указывает на зональный характер осаждения, т. е. сульфиды цинка, свинца и меди осаждаются на глубине, а мышьяк, сурьма, ртуть, таллий, серебро и золото — в близповерхностных условиях. Разведка геотермальной системы Бродленде, произведенная с целью постройки геотермальной электростанции, дала богатый материал для исследований и стимулировала работы по изучению механизмов переноса металлов в системе. В заключительной части настоящей главы будет дано описание геотермального поля Бродленде как примера потенциально рудообразующей геотермальной системы, характеризующейся глубинной зональностью и детально изученной по данным бурения.
Геология. Геотермальное поле, расположенное в 25 км к северо-востоку от озера Таупо, представляет собой одну из нескольких геотермальных систем, приуроченных к грабену шириной ~50 км и длиной 240 км. Грабен сложен щелочно-кальциевыми вулканическими породами, представленными кислыми пеплами, пирокластическим материалом, риолитами и в меньшей степени дацитами, базальтами, андезитами, озерными отложениями. Суммарная мощность превышает 2000 м, возраст: плиоцен — голоцен. Опускание грабена за последний миллион лет составило более 2 км, что для Бродлендса в среднем составляет 3,5 мм/год за последние более чем 4000 лет. В Бродлендсе термальная активность на поверхности незначительна и проявлена в основном в районе котла Охаки, описываемом ниже. Величина естественного теплового потока на поверхности невелика (17,5 Мкал/с) по сравнению с площадью Уайракей (101 Мкал/с). На 1979 г. пробурено 36 скважин глубиной от 776 до 1404 м и одна глубиной 2420 м (скв. BR15) (рис. 15.2). Суммарная производительность скважин по массе превышает 2,25*10в6 кг/ч при напоре 9—14 бар.

Каналы движения флюидов, вероятно, образуются в результате гидравлического дробления, вызванного нормальными сбросами с очень небольшим перемещением. Продуктивные скважины расположены так, чтобы можно было пересечь их на глубине. Измеренные по скважинам глубинные температуры обычно увеличиваются с глубиной максимально до 307° С, но наблюдаются в некоторых скважинах и инверсии за счет подтока более холодных вод. Однако температура термальных вод, поступающих в скважины в проницаемых водоносных зонах, колеблется между 250 и 270° С. Ниже 600 м измеренные температуры по большей части находятся в хорошем соответствии с рассчитанными значениями по концентрациям кремнезема и отношению Na/K, по изотопии кислорода, по флюидным включениям.
Установленные при бурении особенности стратиграфии площади (рис. 15.3) состоят в смене почти горизонтально залегающих пород от четвертичного до современного возраста, представленных последовательно риолитами, дацитами, андезитами, озерными туфовыми отложениями, слоями пеплов и пирокластического материала, образованными при выпадении как из воздуха, так и из воды. Весь этот комплекс пород залегает на очень неровной, но в целом наклоненной к западу поверхности мезозойского фундамента, сложенного граувакками и аргиллитами. Фундамента неизвестной, но значительной мощности достигли шесть скважин (скв. BR7, 10, 14, 15, 16 и 29). Подобные породы широко распространены на Северном острове, где в районе мыса Коромандел на них залегают щелочно-кальциевые вулканические породы миоценового возраста, несущие золото-серебряную и свинцово-медно-цинковую минерализацию.
Минералогия сульфидов. Металлоносные поверхностные осадки. Система Бродленде на поверхности до ее разбуривания была проявлена в основном в виде водоема озера Охаки площадью ~800 м2 и глубиной по крайней мере 10 м, заполненного чистой водой (95° С) бледно-голубого цвета с бирюзовым оттенком. Дно озера выстлано отложениями серовато-белого кремнезема. Озеро расположено на большой, слегка приподнятой террасе (10 000 м2), сложенной кремнеземом, где и разгружаются нейтрально-слабощелочные натриевые хлоридно-бикарбонатные воды (табл. 15.2 и 15.3) с расходом, который по разным оценкам составляет от 4 до 12 л/с. В 1957 г. в водах озера появился легкий неплотный красно-оранжевый осадок, который медленно захватывался верхним слоем осадков или выносился потоками. Отделенный от кремнезема, он представлял собой аморфный сульфид сурьмы (табл. 15.1), почти идентичный метастибниту, впервые найденному в источниках Стимбот-Спрингс в Неваде. Осадок также обогащен достаточно высокими концентрациями золота, серебра, ртути, таллия и мышьяка, чтобы его можно было квалифицировать как золото-серебряную руду. Эта группа элементов характерна также для некоторых золотых месторождений Запада Соединенных Штатов Америки. В месторождениях Гетчелл, Уайт-Keпc-, Карлин, Кортес, Голд-Эйкрес, Меркур распространено рассеянное, очень тонкозернистое или «невидимое» золото. Формирование такого осадка в озере Охаки было кратким, и к 1966 г. «метастибнит» был уже покрыт тонким слоем осадка кремнезема, свидетельствовавшего о прекращении разгрузки металлоносных вод до начала бурения.
Подобные осадки образовались при разгрузке трех скважин (BR2, 7 и 14). Небольшое количество киновари в отложениях кремнезема обнаружено при их выходе на поверхность приблизительно в 250 м южнее скв. BR7. Скв. BR3 гидрологически связана с озером Охаки, поскольку вывод из него воды в скважину привел к падению уровня воды в озере и к его осушению. В середине 1971 г. скважины были закрыты, и уровень воды в озере начал медленно подниматься, достигнув примерно половины исходного.
Воды, формирующие осадок обогащенного металлами сульфида сурьмы на поверхности, недонасыщены по отношению к этим металлам на глубине. Ни в одной из скважин в керне не были установлены стибнит, реальгар, аурипигмент, киноварь, несмотря на тщательное изучение. Согласно экспериментальным данным, осадок аморфного метастибнита в условиях, соответствующих глубинным уровням скважин, быстро перекристаллизовывается и не может оставаться в аморфном состоянии. Следовательно, он должен образовываться либо на поверхности, либо в буровых трубах при подъеме их на поверхность вследствие быстрой смены физико-химических условий (например, при падении температуры от 250 до 100° С; при изменении концентраций при отделении пара, так как ~35% по массе уходит в пар; при потере CO2 и H2S в паровой фазе; при частичном окислении оставшегося в жидкой фазе H2S атмосферным кислородом).
Как показали исследования Юэрса по рассеянным элементам в пирите, сфалерите и галените, некоторые элементы, присутствующие в поверхностных отложениях, на глубине из флюидов частично удаляются, что рассматривается ниже.
Сульфиды цветных металлов. Распределение сфалерита, галенита и халькопирита по некоторым скважинам в Бродлендсе отражено в табл. 15.4. В других публикациях приводится более детальное описание минерализации и околорудных изменений по скважинам BR7 и BR16. Сульфиды цветных металлов наиболее обильны близ поверхности, а наибольшего распространения по вертикали достигают в скв. BR16 (табл. 15.4). На запад от скважины BR16 сульфиды цветных металлов встречаются на все больших глубинах (с увеличением температуры), при этом мощность зон, содержащих рудную минерализацию, в общем уменьшается. По скв. BR27 нет керна ниже 475 м, так что, возможно, сульфиды распространены и глубже, чем указывается. За исключением скв. BR16, сульфиды цветных металлов распространены на уровнях, где измеренные температуры колеблются от 265 до 298° С, а давления — от 58,6 до 158,8 бар. По распределению нельзя судить о четкой зависимости от стратиграфии, поскольку они наблюдаются в нескольких различных литологических образованиях. Наибольшие скопления сульфидов установлены в керне с признаками дробления пород, но наиболее раздробленные зоны не содержат сульфидов цветных металлов. Более того, распространение сульфидов не коррелируется ни с проницаемостью, ни с продуктивностью скважин (так, продуктивность скв. BR16 очень низка, тогда как скв. BR27 характеризуется высокой продуктивностью).

Наиболее распространенный сульфид — это сфалерит, однако местами преобладает галенит или халькопирит. В сравнительно непроницаемых непористых породах, какими в Бродлендсе являются дациты, сфалерит, пирит, кальцит и гидротермальные силикаты образуют прожилки. В более пористых породах, таких, как брекчии Раутавири, по всей породе в мелких пустотках образуются ограненные без штриховки кристаллики сульфидов диаметром до 2 мм (рис. 15.4). По структурам можно судить о равновесных отношениях между сульфидами, силикатами и глубинными флюидами, а по структурам в прожилках трудно однозначно установить сульфидный парагенезис. Обычно сфалерит окружает галенит, но иногда наблюдается и обратное, так что представляется наиболее вероятным, что их образование должно было происходить почти одновременно (рис. 15.4).

Халькопирит распространен в основном в виде включений в сфалерите, но иногда он образует также отдельные неограненные зерна. В зерне сфалерита из скв. BR7, изученном методом электронного микрозондирования, выявлены мельчайшие включения редких минералов — арсенопирита, никелевого глаукофана, кобальтина, теллурида серебра.
Ни в одной из скважин керн не содержит столь высоких концентраций свинца, меди или цинка, чтобы его можно было рассматривать как руду. Полученные при анализе данные, возможно, занижены, поскольку при отборе материала избегали включения в пробы прожилков. Содержания цинка по керну скв. BR16 чаще всего — ниже 1%, среднее по меди составляет 15 млн-1, максимально 30 млн-1; образцы без видимого галенита обычно содержат 10 млн-1 свинца. В одном образце (скв. BR16, 302 м) содержится 20% свинца.
Составы сфалеритов. Сфалерит из скв. BR7 с уровня 844 м содержит 20 млн-1 серебра, 7 млн-1 галлия и свыше 100 млн-1 индия и стронция. Проанализированные сфалериты из скв. BR7, 10, 14 по большей части содержат менее 1 вес. % CuFeS2. По данным электронного микрозонда сфалериты из скв. BR7, 10, 14, 15 и 16 содержат FeS — от 6,7 до 22,9 мол.%, a MnS — от 0,3 до 1,57 мол.%. Для одинаковых образцов, поднятых с одной и той же глубины, величины меняются в пределах: FeS — от 7,4 до 13,9 мол.%, MnS — от 0,67 до 1,57 мол.%. Только для образца сфалерита из скв. BR16 с глубины 787 м установлена однородность FeS. Представляется, что он, по-видимому, находится в равновесии и буферируется пиритом и пирротином. Составы сфалеритов нельзя непосредственно связать с глубиной, составом вмещающих пород, температурой или давлением, хотя наиболее глубинные сфалериты и характеризуются самым высоким содержанием MnS. Для некоторых зерен характерна зональность (а следовательно, и неравновесность) по цвету и колебаниям содержания FeS. Поскольку в Бродлендсе устойчивые температуры, вероятно, сохранялись в течение длительного времени, представляется, что зональность сфалерита определяется колебаниями летучести серы: пирротина обычно не бывает и, следовательно, система не буферируется по отношению к сере.
Флюидные включения в сфалерите и кварце. В восьми образцах гидротермального кварца и одном кристалле сфалерита измерены температуры замерзания для 33 первичных и 60 вторичных (мнимовторичных) включений. Установленные понижения точек замерзания (0,1—0,8° С) находятся в соответствии с ныне существующими в Бродлендсе составами вод. При расчетах понижения точек замерзания учитывали концентрацию CO2 (0,1—0,3 т) по скважинам и солевой состав, хотя они, возможно, и велики, если рассматривать только глубинную минерализацию (3000 млн-1). Эти расчеты подтверждают предположение, основанное на интерпретации структурных взаимоотношений, согласно которому кристаллы сфалерита находятся в равновесии с раствором и образовались из вод современного состава.
Температуры гомогенизации для 177 первичных флюидных включений в гидротермальном кварце и кристаллах сфалерита из семи скважин колеблются от 201 до 293° С и в среднем на 8° С выше измеренных по скважинам (при колебании в пределах от 13° С ниже температур по скважинам до 37° С выше этих температур). На основании измерений по 198 вторичным или мнимовторичным включениям получено преуменьшение на 6° С температур гомогенизации по сравнению с соответствующими измеренными температурами в скважинах. Такие включения более широко распространены и имеют больший температурный интервал колебаний по сравнению с первичными включениями. Близкое соответствие температур гомогенизации включений и измеренных температур по скважинам свидетельствует либо о стабильности температурных условий геотермальной системы Бродленде во времени, либо о том, что изученные в кристаллах включения имеют современное происхождение.
Изотопный состав сульфидов. Величины b34S для сульфидов из скв. BR7 составляют в среднем +3,9‰ для пирита, +3,7‰ для сфалерита и +1,4‰ для галенита, тогда как для сульфидов скв. BR16 соответственно +5,2, +4,6 и +2,7‰. Достижение изотопного равновесия, особенно при T < 260° С, вероятно, происходит медленнее, чем достижение химического равновесия. Только по двум парам образцов галенит — сфалерит, взятых из более проницаемых изотопно и химически равновесных зон, получена изотопная температура (280° С), согласующаяся с температурами, измеренными в скважинах (267 и 274° С). Что же касается величин b34S сульфидов из скв. BR16 (302—323 м), то они заметно отличаются от теоретически равновесных, о чем можно судить по температурам, значительно превышающим измеренные. Такое заключение согласуется с отсутствием химического равновесия фаз. Для галенита из скв. BR7, проанализированного М.X. Делево (Геологическая служба США, Денвер), установлены следующие значения изотопных отношений свинца: 206Pb/201Pb — 18,966, 207Pb/204Pb — 15,640, 208Pb/204Pb — 28,836. Эти величины близки к величине отношения изотопов этого элемента в галените и свинце из граувакк и риолитов мыса Коромандел, где предполагается более глубинный, а не местный источник свинца.
Пирит — пирротин. Пирит — наиболее распространенный минерал в Бродлендсе. Пирротин известен в 11 скважинах (рис. 15.5); он также отлагается на оборудовании скважин. Марказит же идентифицирован только в одном керне (из скв. BR27).
Пирит, присутствующий в количестве до 10%, обычно образует рассеянные ограненные кристаллы размером до 2 мм. Реже он встречается в прожилках, небольших пустотках и в виде рассеянных неправильной формы зерен. Пирротин встречается в виде коричнево-черных или золотистых кристаллов диаметром до 4 мм, часто в форме скоплений. Рентгенограмма пирротина из скв. BR16 (787 м) свидетельствует о том, что это аномальный пирротин и что, возможно, он образовался при окислении моноклинного пирротина. Иногда встречаются оба типа — и моноклинный, и гексагональный.
Пирротин и пирит могут образоваться при замещении первичных магнетита и железо-магниевых силикатов, но обилие пирита, его присутствие в прожилках служат указанием на привнос железа и серы в систему гидротермальными флюидами.

Рассеянные элементы в пирите. Распределение золота, мышьяка, сурьмы, таллия, серебра, висмута, свинца, цинка, теллура, селена и кобальта в сульфидной фракции, в основном в пирите керна скв. BR16, в зависимости от глубины (рис. 15.5) установлено Юэрсом. Имеются две основные зоны сульфидообразования: одна приурочена к трещинноватым бродлендским дацитам — горизонт ~300—400 м и вторая — к брекчиям Раутавири — горизонт ~800 м (рис. 15.3). Пирит из этой последней зоны содержит до 1,00 млн-1 золота, а из первой — до 1,3 млн-1, тогда как близповерхностные пириты существенно обогащены золотом — до 16,6 млн-1. Пириты близповерхностных горизонтов (200 м), кроме того, обогащены мышьяком, сурьмой, таллием и селеном. Установленные в сульфидных фракциях содержания свинца, цинка, серебра, теллура, селена и висмута связаны с галенитом и сфалеритом.
Породы из сульфидной зоны горизонта 300—400 м содержат как адуляр, так и кальцит, и появление значительных масс сульфидных минералов, возможно, вызвано вскипанием. Точный механизм осаждения пирита мало известен из-за недостаточности данных о формах переноса железа и о комплексообразовании в гидротермальных растворах. Вскипание приводит к потере CO2 (и H2S), а последующее возрастание pH может уменьшить равновесную концентрацию железа в растворе путем осаждения пирита или пирротина. Если золото, мышьяк и сурьма находятся в тиокомплексах, их соосаждение должно было бы стимулироваться удалением восстановленной серы в виде H2S при вскипании и осаждением сульфидов железа. Браун и др. полагают, что разбавление при подтоке поверхностных вод в этой зоне объясняет травление граней сфалерита и галенита. Для объяснения образования сульфидной зоны на горизонте 800 м при вскипании доказательств нет, хотя такой процесс мог происходить локально.
Гидротермальные изменения. На рассматриваемой площади породы интенсивно изменены с образованием ассоциаций вторичных силикатов и карбонатов. Первоначально они содержали кварц, андезин в стекловатой или тонкозернистой основной массе. Первичного калиевого полевого шпата не было; роговая обманка, биотит, гиперстен, магнетит, ильменит, апатит и циркон характерны как подчиненные, акцессорные или редкие минералы. В процессе гидротермального изменения кварц и апатит были наиболее устойчивыми, тогда как другие минералы изменялись при различных температуре и проницаемости среды. При 260° С устойчивой гидротермальной ассоциацией оказалась ассоциация кварц — альбит — калиевая слюда — кальцит — железистый хлорит — калишпат. Железистый эпидот и вайракит относятся к редким, а цоизит отмечен в керне только в двух случаях. Сидерит, кристобалит, каолин (включая диккит), кальциевый монтмориллонит, лейкоксен, морденит приурочены к более холодным участкам площади. Минералы замещают первичные составляющие и также отлагаются непосредственно из растворов в пустотках и прожилках. Вторичные минералы и структуры, распространенные в Бродлендсе, обычны для многих гидротермальных рудных месторождений, особенно для эпитермальных золото-серебряных руд, что предполагает участие подобных процессов в их образовании.
Основные факторы, определяющие формирование гидротермальных минералов в системе Бродлендс, следующие: 1) температура, 2) проницаемость, 3) состав флюидов, 4) состав пород и их структура. Давление — также важный фактор, контролирующий вскипание флюидов.
Поскольку в большинстве случаев минералогические изменения не являются изохимическими и породы должны быть доступны для обменных реакций, важную контролирующую роль играет проницаемость пород. Более непроницаемые породы, как, например, риолиты или игнимбриты Рангитаики, изменены незначительно, несмотря на высокие температуры процесса, в то время как в пористых и проницаемых зонах (например, формации Верхняя Уайора или брекчии Раутавири) реакции всегда протекали до конца, так что между минералами и флюидами достигалось, равновесие.
Состав подземных флюидов может быть использован для построения диаграмм устойчивости минералов в системе при температуре 260° С в координатах активностей натрия, калия, кальция, pH и концентрации СО2. Ранее были рассмотрены причины широкого распространения кальцита и ограниченного — эпидота, цоизита и вайракита во многих ассоциациях минералов измененных боковых пород.
Химизм разгружающихся вод. Основные компоненты. Разгружающиеся в Бродлендсе разбавленные натриевые хлоридно-бикарбонатные воды детально описаны Махоном и Финлэйсоном. После удаления паровой фазы в скважинах концентрация хлора меняется от 1200 до 2000 млн-1. Величина pH при 20° С после потери CO2 и пара колеблется от 7,5 до 8,5, на глубине величина pH ~ 6,3 (табл. 13.6). Усредненные рассчитанные величины парциальных давлений газов в воде на глубине составляют (в барах): PСО2 = 12, РH2S = 0,1, РН2 = 0,1, PСН4 = 0,5 и РN2 = 1,0. Высокое значение PН2 = 0,1 сравнимо с величинами по другим геотермальным системам.
Концентрацию отдельных компонентов в водах на глубине при температуре 260° С можно рассчитать на основании суммарных анализов состава (вода и пар) с использованием констант равновесия для всех присутствующих в растворе форм. Глубинные воды скв. BR2 слабощелочные с величиной pH 6,2 и концентрацией хлорид-иона, равной 0,0323 т (1134 млн-1). Суммарная концентрация восстановленной серы (H2S + HS-) в воде скв. BR2 равна 3,19*10в-3 т (102 млн-1).
В начале работы скв. BR2, 9, 11 и 13 в Бродлендсе выносили только жидкую фазу, но со временем скважины стали давать паро-водяную смесь со все возрастающей долей пара. В гл. 13 рассматривались вопросы влияния проницаемости пород, величины энтальпии, разгрузки паро-водяных смесей, отработки геотермальных систем.
В скв. BR6 на южной границе поля и на востоке поля (скв. BR7, 10, 14 и 16) разгружаются недонасыщенные хлором нагретые воды, имеющие более низкие отношения Cl/В, что, вероятно, связано с привносом бора вследствие взаимодействия терм с граувакками, залегающими здесь ближе к поверхности.
Окислительно-восстановительный потенциал и равновесия. В Бродлендсе реакции взаимодействия вода — порода обычно находятся в равновесии; равновесие между растворенными и газовыми компонентами также должно быть связано с окислительным потенциалом системы и образованием сульфидов железа. По диаграммам Eh — pH, построенным по данным изучения минералогии сульфидов железа при величине pH глубинной воды 6,1 (ЕSвосст. = 0,004; ЕFe = 10в-5 те; T = 250° С), значение окислительновосстановительного потенциала лежит между -0,50 и -0,60В. Величины Eh, рассчитанные из аналитических данных но компонентам, участвующим в следующих реакциях равновесия в водах Бронлендса:

равны соответственно —0,57, —0,58, —0,57, —0,50В. Согласие удовлетворительное, что предполагает достижение равновесия между сульфидами железа, водами и между компонентами в растворе. Величина Eh = —0,50В для сульфид-сульфатного равновесия занижена, поскольку не учитывался ассоциат натрий — сульфат.
Рудообразующие элементы в водах. Концентрации металлов в водах низки (табл. 15.3). Судя по значительному обогащению металлами осадков, их концентрации в водах недостаточны для образования рудных скоплений. Принципиально важными факторами рудоотложения служат скорость и время процесса. Испытания скважины BR2 позволили рассчитать, что приблизительно 1—5% благородных металлов из воды высаживается с поверхностными осадками.
В скв. BR2 количество воды порядка 800 км3 с содержанием 0,04 мкг/л золота должно содержать его в количестве 10в6 унций (32*10в6 г), и это должно соответствовать 57 000 годам разгрузки такой геотермальной системы, как Уайракей (дебит 1,6*10в6 кг/ч, или 0,014 км3/год).
Тиллинг с соавторами и Готфрид с соавторами приводят аналогичные данные по концентрациям золота в термальных водах Йеллоустонского национального парка, Вайоминг (0,004—0,4 мкг/л Au), и осадков, выпавших из них (0,005—5 млн-1 Au). Они указывают на то, что осадки с высоким содержанием золота характеризуются также высокими содержаниями мышьяка, сурьмы, ртути, в то время как вмещающие риолиты имеют низкие содержания золота (0,1—1,3 мкг/кг).
Сьюард показал, что в Бродлендсе золото, вероятно, переносится в форме Au(HS)-. Если принять концентрацию Cl равной 1200 млн-1 (pH 6,1), а суммарную концентрацию сульфидной серы равной 120 мг/кг (T = 260° С), то рассчитанная растворимость золота в водах Бродлендса в форме AuCl- должна составить 5,6*10в-9 млн-1, тогда как измеренная величина составляет 4*10в-5 млн-1 (табл. 15.3). Растворимость золота в форме Au(HS)- комплекса составляет 1,5*10в-2 млн-1. По отношению к золоту в форме тиокомплекса глубинные воды Бродлендса представляются недонасыщенными.
Для свинца подобные расчеты с использованием экспериментальных данных Сьюарда и Хатчисона показывают стабильность комплекса Pb(HS)- в близнейтральных высокотемпературных растворах. Растворимость галенита описывается реакцией

где в скобках — моляльные концентрации частиц при коэффициентах активности, равных 1.
Отсюда для вод Бродлендса

Данные по величине К10 — первой константе диссоциации H2S — взяты из работы Эллиса и Гиггенбаха. Измеренная концентрация свинца составляет 11 мкг/л (усредненная по 6 скважинам). Тиокомплексы свинца в водах Бродлендса не играют существенной роли. Очевидно, свинец присутствует в виде хлоро-карбонатно-гидроксокомплексов.
Хлоридные формы серебра AgGl и AgCl2- преобладают в 0,033 т хлоридных растворах при температуре 260° С (например, в водах Бродлендса). Если предположить равновесие с Ag2S, то суммарная концентрация серебра в виде хлорокомплексов составит примерно 0,3 мкг/кг (тогда как измеренная величина равна 0,7 мкг/кг). Это рассчитывается из уравнений следующих реакций:

Данные по КI, КII и yCl-, необходимые для расчета активности AgCl и AgCl-, взяты из работ. Следовательно, можно считать, что в рассматриваемых водах за перенос серебра ответственны хлорокомплексы.
Происхождение воды и растворенных веществ. Содержание дейтерия и 18O в воде и паре Бродлендса (bD = —40‰ и b180 = —4,5‰) свидетельствует о местном метеорном происхождении вод без какого-либо привноса воды магматического происхождения. Во всяком случае, вклад магматической воды менее 10% этим методом не улавливается.
Экспериментальное исследование воздействия на вулканические и осадочные породы растворами при температуре 100—600° С показало, что солевой состав вод Бродлендса мог быть обусловлен таким взаимодействием. По данным об изотопном составе серы граувакков фундамента (Гиггенбах, неопубликованные данные) предполагается, что возможным источником серы были граувакки; кроме того, возможен также и магматический верхнекоровый источник, как указывали Стейнер и Рафтер.
Длительность термальной деятельности. Возраст гидротермальной системы Бродлендс не известен, но по косвенным данным он находится в интервале 150 000—500 000 лет. Наличие в некоторых образцах керна пород формации Хука-Фоллз захороненных осадков предположительно термального происхождения (BR10, 284 м) и остаточных гидротермальных минералов свидетельствует о проявлении термальной деятельности во время их образования. К сожалению, возраст формации Хука-Фоллз в Бродлендсе точно не установлен, хотя на основании споро-пыльцевого анализа эта формация в Уайракее имеет возраст порядка 500 000 лет (имеется корреляция, основанная на подобии литологических особенностей пород формации). Длительность гидротермальной деятельности системы Стимбот-Спрингс в Неваде составляет по крайней мере 1 млн. лет, а возможно, достигает и 3 млн. лет; однако непрерывность деятельности вряд ли может быть доказана. Подобные оценки близки к длительности образования некоторых гидротермальных рудных месторождений.
Возможно, что в Бродлендсе поверхностная деятельность системы колебалась в зависимости от объема естественного расхода, особенно когда это совпадало с раскрытием каналов и трещинообразующими движениями. Тем не менее очень близкое соответствие температур гомогенизации флюидных включений в кварце и сфалерите и температурных измерений по скважинам позволяет предполагать либо заметную устойчивость температур системы Бродлендс в течение длительного времени, либо что все изученные кристаллы относятся к продуктам современного происхождения.