Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Hydrothermal )
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Hydrothermal" перенаправляется сюда. Для использования в геохимии / минералогии см. Гидротермальный синтез .

Гидротермальная циркуляция в самом общем смысле - это циркуляция горячей воды ( древнегреческое ὕδωρ, вода , [1] и θέρμη, тепло [1] ). Гидротермальная циркуляция чаще всего происходит вблизи источников тепла в земной коре . Как правило, это происходит около вулканической активности, но может происходить в глубинной коре, связанной с внедрением гранита , или в результате горообразования или метаморфизма .

Гидротермальная циркуляция на морском дне [ править ]

Гидротермальная циркуляция в океанах - это прохождение воды через системы срединно-океанических хребтов .

Этот термин включает в себя как циркуляцию хорошо известных высокотемпературных жерловых вод около гребней хребтов, так и диффузный поток воды с гораздо более низкой температурой через отложения и погребенные базальты дальше от гребней хребтов. [2] Первый тип обращения иногда называют «активным», а второй - «пассивным». В обоих случаях принцип один и тот же: холодная плотная морская вода опускается в базальт морского дна и нагревается на глубине, после чего поднимается обратно к границе раздела скала и вода из океана из-за своей меньшей плотности. Источником тепла для активных жерл является новообразованный базальт, а для жерл с самой высокой температурой - подстилающая магма.камера. Источником тепла для пассивных вентилей являются все еще остывающие старые базальты. Исследования теплового потока на морском дне показывают, что базальтам в океанической коре требуются миллионы лет, чтобы полностью остыть, поскольку они продолжают поддерживать пассивные гидротермальные системы циркуляции.

Гидротермальные источники - это места на морском дне, где гидротермальные жидкости смешиваются с вышележащим океаном. [3] Возможно, наиболее известными формами вентиляционных отверстий являются дымоходы естественного происхождения, которых называют « черными курильщиками» . [3]

Гидротермальная циркуляция, связанная с вулканами и магмой [ править ]

Главное кратерное озеро вулкана Таал , где существуют гидротермальные циркуляционные конвекционные ячейки

Гидротермальная циркуляция не ограничивается средой океанических хребтов. Гидротермальные циркуляционные конвекционные ячейки могут существовать в любом месте, где аномальный источник тепла, например, проникающая магма или вулканический канал, вступает в контакт с системой подземных вод . [4] [5] Эта конвекция может проявляться в виде гидротермальных взрывов , гейзеров и горячих источников , хотя это не всегда так. [4]  

Понимание вулканической и связанной с магмой гидротермальной циркуляции означает изучение гидротермальных взрывов, гейзеров, горячих источников и других связанных систем и их взаимодействия с соответствующими поверхностными и подземными водными объектами. [4] Хорошая среда для наблюдения за этим явлением - вулканогенные озера, где обычно присутствуют горячие источники и гейзеры. [4] Конвекционные системы в этих озерах работают через холодную озерную воду, просачивающуюся вниз через проницаемое дно озера, смешиваясь с грунтовыми водами, нагретыми магмой или остаточным теплом, и поднимаясь, образуя термальные источники в точках разгрузки. [4]

Существование гидротермальных конвективных ячеек и горячих источников или гейзеров в этих средах зависит не только от наличия более холодного водного объекта и геотермального тепла, но также сильно зависит от границы без потока на уровне грунтовых вод. [4]

Глубокая корка [ править ]

Гидротермальный также относится к переносу и циркуляции воды в глубинной коре, как правило, от участков горячих пород к участкам более холодных пород. Причинами такой конвекции могут быть:

  • Вторжение магмы в кору
  • Радиоактивное тепло, выделяемое охлаждаемыми массами гранита
  • Тепло от мантии
  • Гидравлический напор с горных хребтов, например, Большой Артезианский бассейн
  • Обезвоживание метаморфических пород с высвобождением воды
  • Обезвоживание глубоко залегающих отложений

Гидротермальная циркуляция, особенно в глубинной коре, является основной причиной образования месторождений полезных ископаемых и краеугольным камнем большинства теорий рудогенеза .

Гидротермальные рудные месторождения [ править ]

В начале 1900-х годов различные геологи работали над классификацией гидротермальных рудных залежей, которые, как они предполагали, образовались из восходящих водных растворов. Вальдемар Линдгрен (1860–1939) разработал классификацию, основанную на интерпретации условий понижения температуры и давления осаждающейся жидкости. Его термины: «гипотермальный», «мезотермальный», «эпитермальный» и «телеотермальный», выражали снижение температуры и увеличение расстояния от глубокого источника. [6] Недавние исследования сохранили только эпитермальный ярлык. Пересмотр системы Линдгрена для гидротермальных отложений Джоном Гилбертом в 1985 году включает следующее: [7]

  • Восходящие гидротермальные флюиды, магматические или метеорные воды.
    • Медно-порфировые и другие месторождения, 200–800 ° C, умеренное давление.
    • Магматический метаморфизм, 300–800 ° C, давление от низкого до среднего.
    • Кордильерские жилки, от средней до небольшой глубины
    • Эпитермальный, от мелкого до среднего, 50–300 ° C, низкое давление
  • Циркуляция нагретых метеорных растворов
    • Отложения типа долины Миссисипи , 25–200 ° C, низкое давление
    • Западный уран США , 25–75 ° C, низкое давление
  • Циркуляционная нагретая морская вода
    • Отложения океанического хребта , 25–300 ° C, низкое давление

См. Также [ править ]

  • Вулканогенное месторождение массивных сульфидных руд
  • Геотермальный градиент
  • Гидротермальный синтез

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Лидделл, Х.Г. и Скотт, Р. (1940). Греко-английский лексикон. пересмотрен и дополнен сэром Генри Стюартом Джонсом. с помощью. Родерик Маккензи. Оксфорд: Clarendon Press.
  2. ^ Райт, Джон; Rothery, David A. (1998), "Гидротермальный циркуляция в океанической коре" , океанические бассейны: их структура и эволюция , Elsevier, стр 96-123,. Дои : 10.1016 / b978-075063983-5 / 50006-0 , ISBN 978-0-7506-3983-5, получено 2021-02-11
  3. ^ a b Немецкий, CR; Сейфрид, мы (2014), "гидротермальные процессы" , Трактат по геохимии ., Elsevier, С. 191-233, DOI : 10.1016 / b978-0-08-095975-7.00607-0 , ISBN 978-0-08-098300-4, получено 2021-02-11
  4. ^ a b c d e е Баяни Карденас, М .; Lagmay, Alfredo Mahar F .; Эндрюс, Бенджамин Дж .; Rodolfo, Raymond S .; Cabria, Hillel B .; Замора, Питер Б .; Лапус, Марк Р. (январь 2012 г.). «Земные курильщики: термальные источники, обусловленные гидротермальной конвекцией подземных вод, соединенных с поверхностными водами: источники, обусловленные гидротермальной конвекцией» . Письма о геофизических исследованиях . 39 (2): н / д – н / д. DOI : 10.1029 / 2011GL050475 .
  5. ^ Донохью, Элеонора; Тролль, Валентин Р .; Харрис, Крис; О'Халлоран, Аойф; Уолтер, Томас Р .; Перес Торрадо, Франсиско Дж. (Октябрь 2008 г.). «Низкотемпературные гидротермальные изменения туфов внутри кальдеры, миоценовая кальдера Техеда, Гран-Канария, Канарские острова» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 176 (4): 551–564. DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2008.05.002 .
  6. ↑ W. Lindgren, 1933, Mineral Deposits , McGraw Hill, 4-е изд.
  7. ^ Гильбер, Джон М. и Чарльз Ф. Парк, Jr., 1986, Геология рудных месторождений , Freeman, стр. 302 ISBN 0-7167-1456-6