Вопрос о количестве воды в магматическом расплаве дискуссионен. Некоторые исследователи, в том числе известный вулканолог Г. Тазиев, склонны считать магму безводной. Однако в магме почти всегда обнаруживают воду. Скорее всего, она появляется еще в магматическом очаге, при этом на больших глубинах магма поглощает воду, а в верхних горизонтах, наоборот, обезвоживается. Магмы различного состава отличаются по содержанию воды: основная магма, где мало кремнекислоты, содержит ее 0,1–1%, редко 3–4 %, а кислая, которая обогащена кремнекислотой, — значительно больше (4–10 %).
Ранее мы обращали внимание на высокую, намного превышающую обычную, растворимость воды в глубоких частях земной коры. Снизу вверх она постепенно снижается. Поэтому поднимающиеся рудоносные растворы, независимо от происхождения, по мере снижения температуры и давления сбрасывают «рудный груз». Интервал глубин 1–4 километра, где происходит выделение минералов из горячих водных растворов, принято называть поясом гидротермального рудообразования, а связанные с ним месторождения — гидротермальными.
Источник химических соединений, переносимых гидротермальными растворами, не обязательно заключен в магме. Как уже отмечалось, наряду с ювенильной водой магматический расплав содержит воду, заимствованную из окружающих пород на ранних стадиях внедрения, то есть метаморфогенную, инфильтрогенную и седиментогенную. Поэтому химические элементы в той или иной мере поставляются вмещающими магму породами.
Водяной пар высвобождается из магматического расплава вместе с другими летучими компонентами на различных уровнях существования магматического расплава, по мере его подъема. Взаимодействие в системе вода — магма имеет сложную историю и во многом не ясно, но минералообразующая роль газово-жидких растворов, выделяемых при магматизме, не вызывает сомнения. Отсюда и название месторождений: пневматолитовые — из газовой фазы и в какой-то мере уже упомянутые гидротермальные — из жидкой фазы. Это месторождения железа, марганца, серебра, золота, ртути, сурьмы, меди, цинка, свинца, молибдена, кобальта, вольфрама, висмута, олова, урана и многих других элементов, преимущественно металлов. Перечисленные элементы переносятся в соединениях с хлоридами, фторидами, гидрокарбонатами, сульфидами, сульфатами и силикатами, а также в гидратной форме или в виде комплексных ионов.
Впервые выходы высокотемпературных рассолов выявлены в осевой части Красноморского рифта. Разгрузка происходит в глубоководную впадину Атлантис-2 (глубина 2170 м), откуда они переливаются в две соседние впадины — Дисковери и Чейн. В этих впадинах со скоростью 0,4 сантиметра в год выпадают металлоносные осадки, образующие богатые месторождения руд свинца, цинка, меди, марганца, железа. По подсчетам специалистов общие запасы их только во впадине Атлантис-2 оцениваются в 83 миллиона тонн.
Еще более интересной оказалась современная гидротермальная деятельность в окраинных частях Тихого океана, особенно в гребне Восточно-Тихоокеанского поднятия на участке к югу от входа в Калифорнийский залив. Мощные струи горячих (с температурой до 350 °C) вод здесь выходят на дне океана и связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами. Разгрузка фиксируется в виде «черных дымов» и «черных курильщиков».
Что это такое? Черные дымы обязаны своим появлением выпадению из охлаждающегося гидротермального раствора черных по цвету частичек сульфида железа (рис. 14). Над выходом горячих струй образуется «труба» диаметром около 1,5 метров и высотой в несколько метров. Ее-то и называют «черным курильщиком». Ее горловина формируется из сульфата кальция (ангидрита), который осаждается на океаническом дне в месте выхода гидротерм. По мере роста нижняя часть трубы подвергается воздействию неразбавленного горячего раствора и сульфат кальция замещается на сульфиды металлов. Иссякает и «черный дым»: в связи с окислением из него выпадают металлоносные осадки.
