Механизм формирования вторичных месторождений меди и цинка

При геохимическом изучении месторождений необходимо анализировать как устойчивые геохимические обстановки, так и геохимические барьеры – контакты между ними [1].

Геохимическими барьерами называют такие участки зоны гипергенеза, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции, что приводит к концентрации химических элементов [2]. Уменьшение скорости миграции вызывается резкими изменениями параметров окружающей среды – Eh, pH, влажности, минерального состава. В зависимости от изменяющегося параметра такие барьеры называются: окислительно-восстановительными, щелочными (кислотными), испарительными и т. д.

При картировании геохимические барьеры чаще всего представляют собой линии, по которым соприкасаются поля развития эпигенетических процессов. Это означает, что геохимические барьеры возникают на границе эпигенетических процессов различных типов; они занимают определенное место в эпигенетической зональности [17]. Однако эпигенетическая зональность может и не включать геохимические барьеры. В этом случае различные эпигенетические процессы постепенно сменяют друг друга через ряд переходных зон. Геохимические барьеры наблюдаются в почвах, коре выветривания и водоносных горизонтах [2]. Геохимические барьеры так же возникают в магме, гидротермальных растворах, реках, морях и других системах. Их размеры весьма различны. Геологические условия формирования барьеров очень разнообразны, но их геохимическая сущность в самых различных частях земной коры одинакова [1].

К геохимическим барьерам в водоносных горизонтах приурочены рудные тела месторождений ряда полезных ископаемых. Для рудоносной толщи подобных месторождений характерно чередование пластов разной водопроницаемости. Рудные тела образуются в водопроницаемых породах или в породах, которые были водопроницаемы в прошлом (конгломераты, гравийники, пески и песчаники, трещиноватые известняки) [10]. Разделяющие их водоупорные породы (глины, массивные глинистые известняки) обычно безрудны. Высокое содержание металлов в рудах в значительной степени объясняется тем, что они осаждаются из растворов на небольшом расстоянии, в результате резкого изменения физико-химических и других условий среды.

Рассмотрим несколько физико-химических барьеров.

Окислительные геохимические барьеры. Развиваются на участках резкой смены восстановительных условий окислительными или же в общей форме в местах перехода от менее окислительных условий к более восстановительным (или от более восстановительных к менее окислительным). Наиболее изучены такие барьеры в местах смены восстановительной обстановки окислительной, причем главным агентом окисления служит свободный кислород. В связи с этим данную разновидность окислительного барьера можно назвать кислородным барьером [14].

Восстановительные геохимические барьеры. Эти барьеры возникают в тех участках зоны гипергенеза, где окислительные условия сменяются восстановительными или, в более общей форме, где менее восстановительные резко переходят в более восстановительные. В соответствии с двумя основными классами восстановительной среды – сульфидным (сероводородным) и глеевым – устанавливаются и два класса восстановительных геохимических барьера: сульфидный (сероводородный) и глеевый. Оба класса барьеров распространены как в почвах, так и в водоносных горизонтах [2].

Сульфидный барьер. Современные термальные сероводородные барьеры формируются на дне впадин Красного моря, в других морских и океанических районах, в районах вулканизма, в зонах разлома и т. д.[1]. Сульфидный (сероводородный) барьер так же возникает в почвах и водоносных горизонтах, когда дренирующие воды встречают на пути своего движения сероводород (сероводородные воды; выделение газов, содержащих H2S; гниющее органическое вещество). При этом происходит выпадение металлов в форме нерастворимых сульфидов.