При проходке неглубоких шурфов по измененным до каолинитовых глин породам, в участках, прогретых выше 70 °C, встречаются овальные и в виде пластин полости, заполненные студенистым кремнеземом молочно-белого цвета. Иногда эти образования разжижены до консистенции сметаны. В тех местах, где прежде высокая гидротермальная активность пошла на убыль и температура понизилась, подобные образования представляют собой плотные белого цвета крепкие породы, называемые опалитами. Они сложены минералом кремнезема — опалом.
В каолинитовой глине часто встречаются стяжения и тонкие пластинки сульфидов железа: латунно-желтого пирита и сажисто-черного марказита. На этом термальном поле нередко можно найти обломки базальтов, обохренные с поверхности. При расколе их обнаруживается, что изменение исходной породы произошло зонально — почти правильными концентрами. В центре обломка, как правило, сохраняется участок слабоизмененного базальта темного цвета. Далее к периферии идут кольца все более измененной породы, в которой увеличивается количество глинистых минералов, гипса, пирита и опала. Степень изменения подчеркивается интенсивным осветлением породы. Тем не менее нередко даже в зоне полностью превращенной в глину породы хорошо видны очертания кристаллов исходного базальта: плагиоклаза, пироксена, оливина. В периферийной зоне они целиком замещены вторичными минералами: по плагиоклазам развивается опал-каолинитовый агрегат, иногда кальцит, по пироксенам и оливину — гидрослюда, кварц, пирит.
ГОРА БЕЛАЯ
Это поднятие (превышение над дном кальдеры составляет около 250 м) оконтуривает Восточное термальное поле с востока и юго-востока. Гора выросла вследствие выжимания вязкой так называемой дацит-липаритовой экструзии. Специфические изменения пеплово-пемзовых озерных туфов, прорванных экструзией, наличие обломков пород этой экструзии в осадках Третьего озера, а также переслаивание лавовых потоков экструзии с озерными осадками позволили Э. II. Эрлиху, О. Л. Брайцевой, Г. Е. Богоявленской сделать вывод о том, что рост экструзивного купола происходил непосредственно в озере. Для этой горы характерны сглаженные, округлые формы поверхности, что в определенной степени объясняется большой вязкостью дацитовых лав. Как известно, чем больше в породе кремнезема, тем ее расплав более вязок. Дациты Белой содержат до 70 % кремнезема. Лавовые потоки экструзии были малоподвижны и не растекались широким фронтом или длинными речками, как, например, базальтовые лавы.
В вертикальном профиле горы Белой наблюдается несколько текстурных разностей дацитов — от плотных темного цвета в основании массива до полустекловатых полосчатых, стекловатых обсидианового тина и пористых пемзовидных пород светло-серого цвета по периферии. Кроме того, в южной части массива можно увидеть тонкослоистые пеплово-пемзовые туфы, образовавшиеся в озерном бассейне. Двигаясь, экструзия захватила целый блок этих туфов и подняла его до 250 м.
У основания горы до настоящего времени сохранились участки с высокой температурой и выходом горячих растворов. По-видимому, в прошлом этот участок представлял собой арену действия высокотемпературных парогазовых фумарол. Под воздействием кислых по составу фумарольных газов и конденсатных растворов породы были интенсивно изменены. Наиболее полному гидротермальному изменению подверглись пемзовидные разности дацитов. Их пористая текстура способствовала более свободной циркуляции растворов. Последние растворили и вынесли из породы кальций, магний, железо, натрий, калий, почти весь алюминий. Благодаря стойкости к воздействию слабых кислот в породе осталась лишь значительная часть кремнезема. Таким образом, вершинные части экструзии, сложенные ранее пемзовидными дацитами, превратились в опалиты. Эти породы имеют белый цвет, монолитную текстуру. Но среди них можно обнаружить участки с отдельными кавернами и полостями, заполненные почковидным опалом, натечным халцедоном, мелкими друзами кварца. Иногда на стенках таких полостей обнаруживаются мельчайшие кристаллики самородной серы.
На северо-северо-западном склоне горы, почти в основании ее, находится площадка-цирк, где в измененных до опалитов породах сохранились отложения самородной серы травяно-зеленого цвета. На дне площадки образовались три блюдцеподобных мелких озерка с температурой в августе 17–18 °C. В двух из них вода белесо-зеленоватого цвета, с pH около 2. Во многих местах со дна выходят пузырьки газов. Дно покрывает тонкий слой ила белого цвета. Здесь активно идут микробиологические процессы окисления сероводорода с образованием серной кислоты. В этом же направлении идет и окисление самородной серы на увлажненных участках склона горы. Весь грунт на площадке ниже выходов серы имеет pH порядка 2–3. В то же время в полностью промытых опал-алунитовых породах и даже в пестрых глинах, залегающих выше этой площадки, процесс сернокислотного выщелачивания уже завершился, и pH пропитывающих их вод не опускается ниже 6.
Тонкослоистые пепловые туфы дацитов превращены в каолинит-опал-алунитовый агрегат минералов кремовато-белого цвета. Замечено, что количество алунита в таких породах увеличивается вверх по разрезу. Алунитизированные породы имеют плитчатую отдельность и хорошо откалываются на ровные пластины.
Более плотные разности пород изменены слабее. Гидротермальное изменение их происходило в основном по трещинкам и по периферии минералов-вкрапленников — плагиоклазов и пироксенов. В трещинках по стекловатой массе пород развивался тонкозернистый агрегат алунита и пластинчатого тридимита, с редкими примазками тонкодисперсного гематита. Минералы-вкрапленники замещены опал-алунитовым агрегатом. Алунит представлен игольчатыми, пластинчатыми, реже конвертообразными кристаллами размером до 1–2 мм. Чаще всего встречаются криптокристаллические агрегаты алунита. Измененные породы горы Белой, особенно пластинчатые каолинит-алунитовые породы, хорошо поддаются обработке резцом и могут служить благодатным материалом для всякого рода сувенирных поделок.
УЗОН — ПРИРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Кипит лаборатория природы; в разных уголках ее тысячами способов идут химические реакции то в одну, то в другую сторону, то созидая устойчивые вещества, то их вновь разрушая.
При разработке месторождений полезных ископаемых было подмечено, что скопления рудных минералов чаще всего приурочены к жилам. Они имеют самую различную толщину — от миллиметров до десятков сантиметров и выполнены обычно нерудными минералами: кварцем и кальцитом. Рудные же минералы, например сульфиды свинца, цинка, меди, железа с разной степенью концентрации, как бы обогащают эти образования. Характерно, что в большинстве случаев отложение рудного и нерудного вещества происходило одновременно, т. е. из одного родоначального раствора. Жилы могут иметь самую разнообразную конфигурацию. Встречаются почти горизонтальные пластообразные жилы и протяженные, будто вытянутые по линейке. Однако преобладает разветвленная форма. Нередко можно выделить главную, более мощную жилу (ствол) и оперяющую систему тонких прожилок.
Геологи пришли к выводу, что жильная форма в большинстве случаев обусловлена тектонической трещиноватостью горных пород. Именно по трещинам двигались рудоносные растворы, и по мере снижения температуры и изменения каких-то других параметров в определенной последовательности происходило выпадение из растворов тех или иных минералов. Какой химический состав и концентрацию имеют рудообразующие растворы? На какой глубине они зарождаются? В какой форме, т. е. в соединении с какими химическими элементами, переносятся рудные компоненты? Через какие стадии вообще проходит процесс формирования рудного месторождения? Ответы на эти вопросы очень важны для геологов.
Современные гидротермальные системы, такие, в частности, как Узонская, где в настоящее время на поверхность изливаются растворы, несущие рудные компоненты, а в разрезе обнаружены горизонты и прожилки рудных минералов, отложившихся из этих растворов, представляют громадный научный интерес.