Для определения изменений в параметрах раствора, обусловливающих образование отложений металлических минералов, мы, как правило, вынуждены изучать древние отложения и, как следствие, должны использовать косвенные методы.
С другой стороны, существует небольшое количество мест, где минерализация в настоящее время формируется, и есть ценные возможности для непосредственного изучения параметров раствора. Они также позволяют более точно измерять эти параметры температуры, давления и химического состава минерализующих флюидов и, в свою очередь, использовать результаты лабораторных экспериментов и геохимическое моделирование.
Узоновая кальдера расположена в восточном вулканическом поясе Камчатского полуострова. Вулканическая деятельность началась в ранний плейстоцен с экструзии оливин-пироксена и оливин-плагиоклаза лавами и строительство щита вулкана.
В период среднего плейстоцена характер вулканизма изменился. Извержения стали взрывоопасными, восточная часть сооружения была разрушена, образовалась скопление воспламеняющихся пластов. В западной части вулкана образовалась тектоническая впадина глубиной около 600 м, заполненная озером.
Последняя магматическая активность в кальдере привела к вторжению дацитов и образованию андезитового мара.
В твердых образцах выявлены следующие сероводородные минералы: пирит, реалгар, орпимент, алакранит, узонит, стибнит, киноварь и природная сера. Пирит присутствует повсеместно, в то время как стибнит расположен в основном на глубине в высокотемпературных зонах.
Все мышьяковые минералы присутствуют в зонах конденсации, но редко встречаются в зонах высокой температуры, только осадок и аморфный As-сульфид встречаются в холодных зонах.
Эти минеральные комплексы соответствуют определенным температурным интервалам. Синнабар - редкость. Ртуть присутствует в основном так же, как и родная ртуть и как микроэлемент в пирите. Все виды серы, образующиеся на мелкозернистых обломках горных пород, являются коррозионно-заменительными.
Железо: В зоне кипения концентрация железа близка к начальной концентрации породы, поэтому сульфиды железа могут быть интерпретированы как образовавшиеся за счет железа из породы-хозяина. В стратиграфически более высокой зоне конденсации концентрация железа возрастает до 5-7 весовых долей, а в некоторых случаях может достигать 10 весовых долей.
Мышьяк: Концентрация мышьяка в пирите зоны кипения является основным хозяином и достигает 1,0 массы тела хозяина.
Сурьма: Sb имеет наибольшие концентрации до Ž 0,5 мт.% в промежуточной температуре, в зоне конденсации, где находится линза с высоким содержанием стержня. В более жарких и холодных зонах содержание Sb значительно ниже 0,01-0,02 массы тела.
Меркурий: Геотермальная система Узон характеризуется очень высоким расходом газообразной ртути. Однако концентрации ртути в твердой фазе относительно низкие. В зонах кипения и холода концентрация ртути составляет от 100 до 300 ppm, тогда как в зонах конденсации она может достигать 700 ppm. Концентрации ртути для нижних частей зоны кипения и холодной части составляют 100-300 ppm. В зоне конденсации они составляют 400-700 ppm.
Первый вопрос, который необходимо решить, применим ли равновесный термодинамический подход к этой системе, т.е. находятся ли раствор и минералы в местном равновесии в каждой точке отбора проб или же только в неравновесии в устойчивом состоянии.
Если растворенные компоненты находятся в устойчивом неравновесии, термодинамическое моделирование минеральных отложений не применяется.
Для того чтобы проверить предположение о местном равновесном окислительно-восстановительном потенциале, были рассчитаны по парам окислительно-восстановительных сернистых видов.
Они должны быть согласованы для всех видов серы в решении, если будет достигнут местный равновесный подход.
Металлы руды на руднике Узон транспортируются в двухфазной кипящей жидкости с высокой энтальпией.
Осаждение металлов, таких как сульфиды As, Sb и Hg, происходит в ответ на резкие перепады температур и окислительно-восстановительные условия. Последний играет важную роль в окислительно-восстановительном поведении серы.
В газовой фазе преобладают сернистые соединения H S и предполагалось, что это 2 аборигенные серы в форме H S . При температуре выше 75-858C в газовой фазе преобладает природная сера, а в стабильной сульфидной фазе мышьяка - реальгар.
Вследствие перехода раствора H S в флюидную фазу, H S и 2 n 2 2 коллоидная сера образуются ниже 758C, и стабильная мышьяковая фаза превращается в осадок.
Окислительно-восстановительная пара H S-S определяет окислительно-восстановительный потенциал для 2-х коллоидных этих низкотемпературных растворов. Орнито-реалистичный горизонт образуется в результате пика концентрации коллоидной серы, создающего комплекс Как сульфидных образований, содержащих редкие минералы: узонит и алакранит. Можно прийти к выводу, что описанный механизм видообразования флюидов и минеральных осадков, вероятно, применим к большому количеству H S-содержащих рудных сред.
