Происхождение и региональные траектории потоков гидротерм, связанных с эпитермальными системами
Гидротермы, ответственные за низкосерную эпитермальную минерализацию, преимущественно метеорные, несмотря на то, что предполагаемым источником тепла, генерирующим гидротермальную конвекцию, в большинстве случаев является магма. Этот вывод основывается, главным образом, на содержаниях кислорода - 18 и дейтерия в эпитермальных флюидах. Значения 5Д1 обычно определяется прямым анализом флюидных включений, тогда как 518О определяется по анализам кристаллов кварца и кальцита, предполагая, что один из них имеет независимый геотермометр. Изотопный состав флюидов некоторых эпитермальных месторождений, рассчитанный по изотопному составу гидротермальных минералов, был использован С Neil, Silberman и показан на рис. Для сравнения, изотопный состав гидротерм и местной метеорной воды некоторых Новозеландских геотермальных систем показан на рис.
Разница изотопных составов между геотермальными минералами и флюидами известна, как фактор фракционирования. Минералы обычно имеют более тяжёлый изотопный состав, чем равновесные с ними флюиды и эта разница получается большей с понижением температуры. Так, например, при 300 С разница 5 О между кварцем и водой, Л Окв - Н2О составляет ~ 7%%, тогда как при 200 С она равна 12%. При тех же температурах, факторы фракционирования между щелочным полевым шпатом и водой при 3000С и 2000С составляет 5 и 10%, соответственно.
Свежая вулканическая порода обычно имеет значение 518О 7-9%%. Если мы предположим, что порода будет иметь фактор фракционирования, аналогичный кварцу и щелочному полевому шпату, то мы можем рассчитать состав 518О первой метеорной воды, которая циркулировала по свежей породе. Используя 8%% для 518О породы и 6%% для А Опорода-вода при 300 С, получаем, что первая вода, проходящая через породу при 3000С, должна иметь значения 5О18 2%%. Если это была метеорная вода из района Невады, то её первоначальное 5 18О должна была быть ~ - 12, таким образом, она стала значительно тяжелее. Однако, при этом порода стала несколько легче, чтобы сохранить масс-баланс в системе. Если мы продолжим фильтровать воду через породу, то она будет непрерывно облегчаться, до тех пор, пока она не приобретёт состав местной метеорной воды плюс с поправкой на температурный фактор фракционирования. Путём количественного определения этого сдвига мы можем определить интегрированое отношение вода-порода посредством изотопического масс-баланса.
Рисунок показывает, что некоторые эпитермальные месторождения не имеют минералов со сдвигом в максимальном значении. Однако, наблюдался большой сдвиг в составе изотопов в породах округов Тонопах, Саннисайд, Богие Манхаттэн, свидетельствующий об относительно большом отношении вода-порода. Это также видно на рисунке, который показывает, что Вайракей сложен породами, изменёнными значительно больше, чем породы Бродлэндс или Вайотапу.
Рисунок показывает, что большинство низкосернистых геотермальных систем в мире имеют преимущественно циркуляцию метеорных вод. Наоборот магматические флюиды сильно отличаются по изотопному составу от метеорных гидрогеологических систем. Это будет обсуждаться более детально при изучении минерализации высокосернистых систем.
Если мы сможем изучить изотопы минералов и пород, то по ним можно говорить о миграции в региональном и локальном масштабах.
Распределение изотопов и региональный поток гидротерм в кальдерных структурах
Cris и Taylor проводили широкие изотопные исследования на площади 15000 км2 в окрестностях батолита Айдахо. ............
