Краткий очерк развития представлений о гидротермальном глинистом изменении пород

04.01.2017

В геологической литературе второй половины XIX в. и начала XX в. имеются многочисленные указания на гидротермальные глинистые минералы, среди которых называется преимущественно каолинит. В описаниях залежей каолина, образовавшихся под действием термальных вод или пневматолитовых процессов, указываются районы, в которых более поздними исследованиями было установлено широкое развитие околорудной гидротермальной аргиллизации пород (США, Корнуолл, Трансильвания, Рудные горы и др.). При этом обсуждалось в основном происхождение метасоматических глин; широкое развитие гидротермальных глинистых минералов и прочных, твердых околорудных породах было выявлено позже.
В то время сведения о глинистых минералах были весьма ограничены. Глинистые агрегаты определялись как смеси каолинита с аморфными продуктами, содержащими кремний, глинозем изводу и только в 20-х годах было доказано, что многие глины совсем не содержат каолинита. В то время реальный состав и строение ореолов «оглиненных» пород не могли быть выявлены и породы обычно назывались каолинизированными. Еще в работах А. Добре, и Дж. X. Коллинза были высказаны предположения о возможности образования месторождений каолина gод действием ювенильных кислотных растворов. Дж. Де-Лоне, Е. Вайншенк, О. Штутцер, Ф.Г. Батлер связывали образование каолиновых залежей в пределах рудных нолей Богемии, Моравии, Корнуолла с послемагматическими пневматолитовыми процессами гранитных интрузий, тогда как Казаи предполагал, что каолинизация вызывается водами, нагретыми магмой. Гидротермально-метасоматическое происхождение залежей каолина обосновывалось приуроченностью их к районам с термальными источниками, расположением в апикальных частях гранитных интрузий, большой глубиной залегания, гнездо-и штокообразной формой залежей, контролем их разрывными нарушениями, наличием ассоциаций каолинита с типичными гидротермальными минералами и отсутствием сходства с продуктами выветривания. Гидротермальное послемагматическое происхождение метасоматических каолинов наиболее полно было обосновано Г. Росслером, который опирался в своих выводах на материалы по изучению залежей каолина и каолинизированных пород на молодых золото-серебряных месторождениях (Рудные горы, Трансильвания, Западные штаты США) и в районах термальных источников (Богемия, Моравия).
В начале XX в. значительный вклад в обоснование гидротермальной природы глинистого изменения в ореоле рудных жил принадлежит Ф.Л. Рэнсому, который доказал гидротермальное происхождение околорудного глинистого изменения в Сильвертон, шт. Колорадо, в Голдфилд, шт. Невада, в Рэй и Майами, шт. Аризона. Он отметил, в частности, что в Голдфилде тесная ассоциация каолинита и алунита с золотом и сульфидами указывает на одновременное образование этих минералов при одном общем процессе, который предшествовал окислению и выветриванию и совершенно с ними не связан. На гидротермальное происхождение каолинизированных пород указывали также К. Бишоф, К. Гагель, И. Беммелен и другие геологи. М. Лазаревич и Ф. Шумахер описали «каолинизированные породы», развитые близ рудных жил «пропилитовой формации» в Сербии и Венгрии.
В 1912 г. вышла первая в России монография о каолиновых месторождениях «Каолин и его генезис» И.И. Гинзбурга, в которой критически оценены работы зарубежных исследователей о гидротермальной каолинизации. И.И. Гинзбург подытожил обстоятельное рассмотрение теорий каолинизации пород при послемагматических процессах и разделил их на две группы: «1) теории термальных процессов и 2) теории пневматогенных или пневмагидатогенных процессов, связанных непосредственно со временем извержений. Первая является несомненной и доказанной примерами каолинизации кислыми источниками окружающей их породы, также и каолинизацией зальбандов рудных жил восходящими термальными растворами. Вторая еще нуждается в исследованиях».
Тем не менее длительное время околорудное глинистое изменение вмещающих пород на многих месторождениях не выявлялось, а там, где глинистый характер околорудных метасоматических продуктов был очевиден, его гидротермальная природа не признавалась многими геологами. Б.С. Батлер считает, что запоздалое выявление и признание широкого развития гидротермального глинистого изменения боковых пород рудных месторождений объясняется следующими причинами: 1) чрезмерной категоричностью мнений авторитетных геологов того времени, в частности В. Линдгрена, в вопросах происхождения глинистых минералов; В. Линдгрен признавал гипогенную природу глинистых минералов только в грейзеновых месторождениях; 2) отсутствием в то время методов достоверной диагностики дисперсных продуктов; 3) склонностью геологов пересчитывать результаты химического анализа пород на стандартный минеральный состав без детального количественного изучения его. Однако главную причину непризнания гидротермальной природы околорудных глинистых минералов Б.С. Батлер видит в другом. «Теоретические соображения о характере растворов, поступающих из магмы, оказали сильное влияние на решение вопроса о том, какие изменения могут быть вызваны гипогенными, а какие — супергенными растворами. В начале этого столетия и позднее считалось, что растворы магматического происхождения были в основном щелочными. Такие минералы, как каолинит и алунит (включая группу глинистых минералов), рассматривались как результат изменения пород кислыми растворами и, следовательно, супергениого происхождения. Трудности полевых геологов, обусловленные такими представлениями, отражены в литературе». Е.С. Ларсен, рассматривая генезис месторождений алунита (шт. Колорадо), ассоциирующего с глинистыми минералами, пишет: «Вполне возможно предположение, что причиной алунитизации являются горячие восходящие растворы. Полевые наблюдения решительно указывают нa воздействие глубинных горячих сернокислых растворов без какого-либо влияния поверхностных агентов. Однако принимая во внимание тот факт, что геологи не допускают возможности существования таких растворов, очевидно нет достаточных оснований для предположения о таком источнике алунитизации в районе Сан-Кристобаль». Ho представления о гидротермальном глинистом изменении в то время уже принимались многими видными геологами и нашли поддержку со стороны исследователей сольфатарных полей и термальных источников. Большое значение имели работы по синтезу глинистых минералов в гидротермальных условиях, среди которых выделяются исследования В. Нолля.
В 1930 г. в бывш. СССР вышли две работы, в которых описывались месторождения каолина гидротермального генезиса. Н.М. Прокопенко пришел к выводу о происхождении Карачекинского месторождения каолина в связи с процессами гидротермального изменения порфиров и их туфов. Н. Н. Курек описал Секисовское месторождение огнеупорных глин на Алтае, в котором каолинит ассоциировал с пиритом и алунитом и образовался, по мнению автора, при воздействии на эффузивные породы и дайку гранодиорита углекисло-сернистоводородных терм. В обеих работах приводятся сведения лишь о гидротермально каолинизированных породах.
Представления о формации аргиллизированных пород — генетически едином сообществе зон измененных пород с гидротермальными глинистыми минералами — сложилось значительно позднее, но уже в то время было установлено, что под действием гидротермальных растворов может образоваться и другой главнейший минерал глинистых пород — монтмориллонит, генезис промышленных концентраций которого (бентониты) обычно объяснялся гидратацией пепла и морской воде. Впервые к выводу о возможности образования бентонитовых глин в результате воздействия ювенильных вод и вулканических газов на эффузивные породы пришли А.А. Твалчрелидзе и С. Филатов. По их мнению, Асканская залежь бентонитовых глин (Южная Грузия) «образовалась на месте in situ из вулканических туфов благодаря воздействию глубинных вод и местных сольфатар».
В 1941 г. Н.И. Наковник в статье «Каолиновые минералы вторичных кварцитов и каолинизация вообще» детально рассмотрел минералы группы каолинита, теории их образования, физико-химические условия процесса каолинообразования, геологические типы каолинов и взаимосвязь процессов каолинизации и окварцевания пород в массивах вторичных кварцитов. Н.И. Наковник различал два генетических типа каолинизированных пород: гипогенный (гидротермальный) и поверхностный (супергенный). По его мнению, каолинообразование типогенного типа в преобладающем, большинстве случаев обязано поверхностному вулканизму: фумарольно-сольфатарной деятельности и горячим источникам.
В том же году Т.С. Лавринг опубликовал статью об аргиллизированных породах вольфрамовых месторождений округа Боулдер (США, шт. Колорадо); затем появились сообщения об аргиллизированных породах в ореоле околорудного изменения на жильных месторождениях меди и медных вкрапленных руд, урана, полиметаллов, золота и серебра, ртути, молибдена, флюорита и других полезных ископаемых. Большое значение имела статья И.Н. Наковника, в которой были суммированы главные особенности аргиллизированных пород, их геологическое положение и связь с рудоотложением. С выходом в свет этой статьи совпала и публикация первых специальных работ отечественных геологов о гидротермальной околорудной аргиллизации пород.