К гидротермальным (гидротермально-метасоматическим) относятся чрезвычайно многочисленные и разнообразные эндогенные месторождения металлов и неметаллов.

Гидротермальные месторождения образуются из горячих газово-водных флюидов (растворов), генерируемые энергетическими (в первую очередь магматическими) очагами в мантии и земной коре. Кристаллизация магм, подъем мантийных флюидов сквозь водонасыщенные верхние горизонты земной коры приводят в движение газово-жидкие потоки, общий масштаб которых имеет планетарное значение и по суммарному объему сопоставим с другими породообразующими процессами (магматизм, осадконакопление и др.).

По способу образования продукты деятельности горячих газов и водных растворов традиционно делятся на собственно гидротермальные (обычно под ними понимаются жилы, заполняющие пустоты), и метасоматические (замещающие исходные породы с сохранением их объема, а нередко структуры и текстуры). В целом доминирует именно метасоматический способ минералообразования. Если доля жил и прожилков любого состава в общем объеме пород, слагающих геологическую структуру любого типа, обычно не превышает 10-15 %, то доля метасоматических минералов в проработанных проницаемых зонах может достигать 50-70 % и более, с образованием региональных метасоматических формаций. В подавляющем большинстве случаев гидротермальные и метасоматические процессы неразрывно связаны, в дальнейшем, говоря о гидротермальных месторождениях, мы будем иметь в виду именно сопряженные гидротермально-метасоматические системы рудообразования.

Важный практический вопрос – в каких условиях гидротермально-метасоматические являются металлоносными, в том числе промышленно рудоносными. Традиционно важными для оруденения условиями считаются : глубина залегания и степень дифференциации магматических очагов, насыщенность магм водой и другими летучими компонентами, давление летучих, наличие слабо проницаемой оболочки вмещающих пород. Фактический материал последних 20-30 лет изучения месторождений доказывает, что не менее важна роль пород, вмещающих магмы – их водонасыщенность, химический состав, наличие надкларковых концентраций полезных компонентов. При этом прежние представления, что продуктивные магматические очаги непременно должны быть достаточно глубинными (не менее 3-7 км), не находят подтверждения в фактическом материале. Недостатком большинства гипотез гидротермального оруденения является их «зацикленность» на умозрительных генетических схемах и игнорирование очевидного факта – любая гидротермальная система, практически в любом доступном нашему изучению диапазоне глубин (от поверхности до 13,5 км) действует в водонасыщенной среде. Любое движение жидкости в недрах, любой перепад температур неизбежно генерируют естественные электрические поля, а пропитка пород подземными водами, особенно захороненными морскими с высоким содержанием ионов Cl-1, SO4-2 , а также H2S, CO2 и др. (в условиях высоких температур и давлений – весьма агрессивными растворами) превращает область гидротермально-метасоматической активности в зону природного электролиза.

Принятие такой понятной на основе школьного курса физики модели избавляет геологов от объяснения многих парадоксов. Например, известно, что растворимость сульфидов в воде столь низка, что образования 1 т меди в рудной жиле через трещину нужно пропустить объем воды, равный Средиземному морю. С другой стороны, на любом заводе для получения такого количества металла в короткий срок достаточно небольшой гальванической ванны. Понимание способа движения металлов и других компонентов в виде заряженных катионов и анионов в силовом электрическом поле снимает надуманные сложные схемы «подкачки» растворов за счет перепада давлений, присутствия особых коллоидных и иных высоконасыщенных растворов, объясняет высокую проницаемость для ионов пород, не обладающих высокими фильтрационными свойствами для воды (например, милонитов), и аргументирует возможность образования высоких концентраций металлов в гидротермально-метасоматической среде. Температура и давление среды, её химизм создают конкретный физико-химический фон миграции и накопления металлов и обусловливают зональность оруденения. Области отложения компонентов растворов также легко объяснимы, если рассматривать их как полюса природных электрических полей.

Относительно глубин образования гидротермальных месторождений следует заметить следующее. Часто встречаемые в литературе, в т.ч. в учебных курсах, градации глубин образования месторождений противоречивы и схоластичны. По-видимому, не существует жесткой привязки конкретного оруденения к тому или иному интервалу глубин. В качестве примера можно привести обнаружение активности относительно низкотемпературных современных процессов минералообразования, связанных с подземными водами, вскрытыми на глубине более 13 км в сверхглубокой Кольской скважине. С другой стороны, многие граниты и связанные с ними высокотемпературные месторождения редких металлов, в классических схемах рассматриваемые, как образования средних и больших глубин, образовались в зонах повышенного давления в молодых складчатых поясах на глубине, не превышающей несколько сотен метров. Лишь для оруденения, имеющего явные признаки отложения близ поверхности, можно жестко определить глубинность его образования, именно как близповерхностную.

Высокотемпературные месторождения

Среди высокотемпературных (температура образования 350-550 градусов) гидротермально-метасоматических месторождений выделяются близкие по условиям образования типы – грейзеновый, альбититовый, калишпатовый. Они развиты в фанерозойских складчатых поясах и на древних щитах и платформах.

Грейзеновые месторождения приурочены к эндо- и экзоконтактам кровли гранитных интрузий, в первую очередь высокоглиноземистых нормальных и субщелочных биотитовых и двуслюдяных гранитов микроклин-альбитового состава (лейкограниты, аляскиты, литий-фтористые граниты). Вмещают грейзенизированные граниты обычно терригенные и вулканогенные породы, реже габбро, ультрабазиты, гнейсы. Рудоносные интрузии обычно небольшие по размерам (штоки, дайки, апофизы и апикальные части невскрытых крупных массивов). Для них характерны некоторая удаленность от главных разломов (относительно спокойная тектоническая обстановка благоприятствует глубокой метасоматической проработке гранитов и препятствует рассеянию газов и растворов далеко за пределы интрузии), а также многофазное строение («интрузия в интрузии»). Обычно наиболее оруденелые грейзены связаны с поздней фазой внедрения (дайки аплитов, штоки лейкократовых, наиболее кислых по составу гранитов, прорывающие менее кислые). Нередко с полями грейзенов пространственно связаны ранее рассмотренные нами пегматиты. Способ образования минералов грейзеновой ассоциации – в основном метасоматический (объемное замещение исходных пород, часто с сохранением их реликтовой структуры и текстуры).

В грейзенах полевые шпаты замещены мусковитом и кварцем. Обилие блестящей светлой слюды в измененных гранитах и роговиках придает им светло-серый, «седой» цвет (отсюда их старинное немецкое название: грейзен – «старец»). Характерными минералами грейзенов являются также литиевые слюды, минералы бора и фтора (турмалин, топаз, флюорит, криолит), иногда высокоглиноземистые – андалузит, гранат. При внедрении гранитов в ультрабазиты, базальты и другие породы с высоким содержанием железа в контактовых метасоматитах образуются темно окрашенные породы, богатые биотитом, вплоть до мономинеральных биотититов (старое уральское название - табашки), здесь характерны и другие темно окрашенные минералы, в частности хлорит. Грейзены нередко окаймлены ниже описанными альбитовыми метасоматитами.