mineralogian ja malmiesiintymien tutkimus voi suurelta osin johtua hydrotermisistä muutosprosesseista, joissa kemiallinen muutos johtaa moniin metallisesti rikkaisiin kemiallisiin koostumuksiin: kulta, kvartsi, tina jne. Tässä hydrotermisessä muutosprosessissa yhdistyvät pääasiassa tektoniikka, tuliperäisyys ja lämmitetty vesi. Kiven perus mineralogia muuttuu lämpötilan, paineen tai kemiallisen koostumuksen/koostumuksen muutosten seurauksena. Tämä on muovannut asioita, kuten Kalifornian kultaryntäyksen ja on ollut taloudellinen nousukausi sen löytymisestä lähtien.
hydrotermiset muutosprosessit
kuuma vesi tai ”hydrotermiset nesteet” läpäisevät lähellä olevan magmakivimurtuman tai huokoisen tilan Kalliossa muuttaen kemiallista koostumusta (Adams). Tämä kemiallinen muutos voi olla seurausta ”kemiallisten komponenttien lisäämisestä, poistamisesta tai uudelleenjakamisesta” (Adams). Nämä mainitsemani kemialliset aineosat muodostavat kallion perusrakenteen. Esimerkiksi kaoliniitin kemiallinen koostumus on (Al4Si4O10 (OH)8) luokkahuoneen materiaaleihin jaetun ”Muutoskemian” mukaan, kun taas kemiallinen koostumus ennen sen muuttamista on KALSI3O8 + H2O.
esimerkki hydrotermisestä järjestelmästä ja sen verenkierrosta. Brian J. Skinnerin teoksesta” The Blue Planet ” (1995). Myös otettu Williamsilta, Curtis ”hydrotermiset muutokset ja mineraaliesiintymät.” (2002).tyypillisesti näissä ”hydrotermisissä nesteissä” eli ”vesiliuoksissa” on ”silikaattien ja muiden ei-metallisten aineiden” (Jones ja Hutton) lisäksi monia metalleja. Eri magmakivikoostumukset voivat vaihdella erilaisia mineraaleja, kun vesi, jota lämmitetään lähellä magmaattinen kammio nousee lämpötila ja muuttaa lähellä magmaattinen kiviä hydrotermiset liuos sitten tulee mineraalirikas. Tämä mineraalipitoinen liuos kohoaa ja meanderoi liikkuessaan kallion jäähtyessä murtumien tai halkeamien läpi ja liuottaa tielleen muita mineraaleja, kun tämä liuos on jäähtynyt kalliota synnyttävien laskimoiden murtumissa.
Musta tupakoitsija Atlantin Keskiselänteeltä tämä on esimerkki hydrotermisistä muutospurkauksista valtameressä.hydrotermisen muutosprosessin takana oleva energia on ”geoterminen solu” (Jones and Hutton 2000). ”Geoterminen solu” on paikka, jossa vesi kuumennetaan (Jones and Hutton 2000). Tyypillisesti lähteestä kylmä vesi liikkuu kallion sisällä olevien murtumien ja halkeamien läpi, kunnes se kuumenee. Kuten aiemmin todettiin, sitä lämmittää läheinen magmaattinen kammio. Kuumennettu vesiliuos kulkee sitten kivien läpi liuottaen metalli-ioneja ja muita mineraaleja, mikä muuttaa kiven kemiallista koostumusta ja rakennetta.
tyypillisesti hydrotermisissä liuoksissa on korkea suolapitoisuus; siksi näiden nesteiden liikkeet muuttavat kiveä. Kun mineraalit vaihtelevat olosuhteet: lämpötila, paine, pH ja Eh jos olosuhteet muuttuvat, tila siis muuttuu. Tämä voi sitten saada kiven reagoimaan lähellä olevien materiaalien kanssa. Jonesin ja Huttonin mukaan ”lämpötilat, joissa mineraalit muodostuvat, vaihtelevat 50-650°C: n välillä”. ”Näiden hydrotermisien nesteiden liikettä maankuoressa kutsutaan” hydrotermiseksi konvektioksi.”(McCaffrey ja Pavey). ”Tämän terminologian taustalla on sanan juurimerkitykset: hydro tarkoittaa vettä, thermal tarkoittaa lämpöä ja konvektio tarkoittaa lämmön siirtoa materiaalin fyysisellä liikkeellä” (McCaffrey ja Pavey).
hydrotermiset Malminmuodostumat
malmi on kiviaines, jossa on runsaasti metalleja, usein kertaa metallia. Hydrotermiset malmit muodostuvat hydrotermisistä liuoksista tai nesteistä, jotka suodattavat kivestä metalleja ja mineraaleja. Nämä metallit sitten talletetaan murtuma ja halkeamia sisällä kiven nimeltään: suonet. Murtumat ovat seurausta esimerkiksi veden jäätymisestä ja laajenemisesta. Murtumia voi aiheuttaa seisminen aktiivisuus, kun maa siirtyy murtumia ja halkeamia jää kallioperään ja muihin komponentteihin, jotka muodostavat kuoren. Mannerkuori koostuu graniittisista kivistä, kun taas valtamerten kuori koostuu pääasiassa basalttisesta kivestä.
Klikkaa nähdäksesi kuvan metallien pitoisuuden perusperiaatteesta hydrotermisillä prosesseilla
tämä animoitu hahmo on otettu (McCaffrey ja Pavey).
Klikkaa nähdäksesi kuvan eri ominaisuuksista, joita tarvitaan hydrotermiset malmiesiintymät
tämä animoitu hahmo on otettu (McCaffrey ja Pavey).
joitakin hydrotermiselle malmiesiintymälle välttämättömiä tekijöitä ovat muun muassa veden lähde, malmikomponenttien lähde ja malmiaineosien kuljetus, läpäisevyys, syy ja malmiesiintymä. Jokainen näistä tekijöistä vaikuttaa voimakkaasti hydrotermiseen prosessiin.
tärkeimmät vesilähteet, jotka lopulta siirtyvät paikkaan, jossa sitä lämmitetään läheisessä magmaattisessa kammiossa, ovat: ”surface water, including pohjavesi, referred to as meteoric waters; sea water; conneate water or water encluded in the rocks at the time of formation; metamorfic water; and, magmatic water (from magma)” (Jones and Hutton 2000). Meteorinen vesi voidaan kerätä Sademäärä tekijät, kuten lumi, sade, jne; Kun taas, ” muodostumista vettä, joka on loukussa tietyllä alueella; kuten sedimenttien huokoset ” (McCaffrey ja Pavey). Tämä vesi tulee lopulta erittäin keskittynyt mineraaleja ja metalleja, että se liukenee, kun se liikkuu magmakivien läpi.
”Kuva 16.24 B magmaattinen malmiesiintymä. Plagioklaasikerroksiin suljetut puhtaan kromiitin (musta) kerrokset, jotka vakiintuivat bushveld-magmakompleksin kiteytymisen aikana. Tämä epätavallisen hieno esiintymä sijaitsee Dwars-joella Etelä-Afrikassa ” www.dollari.edu/esci/figuresMalmimetallit ovat yleisesti peräisin maan kuoresta. Malmiainesosien jo käytettävissä olevan lähteen lisäksi on korkea suolapitoisuus, joka edistää malmiainesosien kuljetusta. Hydrotermiset nesteet kuljettavat helposti erittäin väkevien mineraalien (Cl, F ja CO2) ansiosta erittäin väkeviä metalleja. Nämä metalli-ionit kulkeutuvat tyypillisesti ”kompleksi-ionien” (McCaffrey ja Pavey) läpi. ”Kompleksi-ioni määritellään yksittäiseksi kemialliseksi lajiksi, joka koostuu epätavallisesta kahden tai useamman atomin yhdistelmästä” (McCaffrey ja Pavey). Nämä kompleksi-ionit estävät metallin laskeuman muuton aikana. Yksinkertaiset ionit sen sijaan irtoavat helposti metallin kuljetuksen aikana.
tämä prosessi voi tapahtua vain, jos liuos voi liikkua kiven läpi; siksi permeabiliteetti on avainasemassa hydrotermisissä liuoksissa. Nämä ratkaisut voivat liikkua käytävillä, kuten huokoset, halkeamat, murtumat, jne. Se on välttämätöntä onnistumisen hydrotermiset muutokset. Malmin mineraalien Laskeuma johtuu yleensä (1) lämpötilan alenemisesta – jäähdytyksestä, (2) paineen alenemisesta, (3) hydrotermisien liuosten koostumuksen muutoksesta. Lämpötilan lasku on seurausta jäähdytys hydrotermiset nesteet. Vaikka paineen lasku voi olla seurausta monista tekijöistä.
näiden metallien pitoisuudet rajoitetussa tilassa asettavat Malmin kyseenalaiseksi. Laskeuma Malmi voi olla osa antenni, merenpohjaan, löytyy murtuma, tai kivi. Hydrotermiset faulting voi kehittää breccias ja gouge. Tämä on muoto mineralisaatio ja muutos, joka tapahtuu, jos on runsaasti hienojakoisia veinlets. Malmiesiintymien lähelle kehittyy usein mineraalien kaavoja lämpötilan, nesteen kemiallisen koostumuksen ja kaasupitoisuuden muutosten seurauksena.
”kuva 16.23 metamorfismin muodostama Malmi. Tem-Piuten kaivoksen Malmi Nevadassa. Valkoinen on kalsiittia, violetti fluoriittia. Näkyviä malmimineraaleja ovat sfaleriitti (ruskea, alavas.), pyriitti (kulta) ja scheeliitti (cawo4), sokerinen vaaleanruskea mineraali ylävasemmalla ja alaoikealla. Scheelite on tärkeä volframimalmimineraali” www.usd.edu/esci/figures
laskimo-ja Skarn-esiintymät
suonet, kuten edellä on useaan kertaan mainittu, ovat yleisin tapa, jolla hydrotermiset tiivistetyt aineet jäähtyvät. Hydrotermiset Malmi muodostuu, kun halkeamia, vikoja ja murtumia täytetään. Yleisimmin ne esiintyvät vulkaanisissa kaarissa ja törmäyskentissä. Syynä tähän on se, että magmat kierrättävät liikkuvaa nestettä yhtyen siihen ylimääräiseen rasitukseen, joka johtaa suureen murtumaan. Murtuma täytetään sitten hydrotermisellä liuoksella, joka jäähtyy jossain vaiheessa. Suonissa olevat metallit löytyvät tyypillisesti kuoresta ja ehkä metallien lähteestä.
”Vein ja disseminoitunut kalkopyriitti kvartsiittina” Kuva otettu www.zambia-mining.com / gold%20vein.jpgsuuret skarn-esiintymät muodostuvat kiven korvaavan nesteen seurauksena. Usein kalliot ovat kalkkikiveä.
(McCaffrey ja Pavey).
Epitermaaliset esiintymät
http://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg6.1
kulta tunnetaan epitermaalisena esiintymänä, koska se löytyy hyvin matalasta syvyydestä. Malmiesiintymillä on kahdenlaisia luokituksia: pää – ja sekundääriluokituksia. Primaarimalmi valmistetaan pääasiassa yhdestä päämetallikomponentista. Kulta on esimerkki primaarimalmin, koska se on valmistettu pääasiassa kultaa; kuitenkin on komponentteja, kuten hopeaa löytyy. Toinen luokittelu on gangue-mineraali. Gangue-mineraaleja ovat yleensä kvartsi, kalsiitti ja muita tällaisia mineraaleja kuten kaoliniitti ja kloriitti. Kullan arvellaan saostuvan pohjavedestä lähellä kuuman lähteen lähialueilla. Näitä esiintymiä esiintyy yleisesti tuliperäisillä kaarialueilla, kuten Sierra Nevadan alueella.
miten tämä kaikki liittyy Sierra Nevadan alueeseen
käydessäni kauniilla alueilla, kuten Blue Chertissä ja Kaoliniittitehtaassa, minua kiehtoi, miten lämmitetty vesi voi kemiallisesti muuttaa kiviä niin kauniiksi. Kun seisminen toiminta usein aiheuttaa vikoja ja halkeama muuttunut Kivi lopulta täyttää; tektoniikka on myös kätensä siinä. Mannerlaatan subduktio pakottaa veden lopulta kuumenemaan. Usein jopa magma on lähempänä pintaa ja voi lämmittää suuremman määrän vettä. Kuumat lähteet ovat hyvä esimerkki magmaattisesta taskusta, joka on lähempänä pintaa; Tämän seurauksena vesi kuumenee ja rikki-ja CO2-päästöt ovat suuremmat. Muita hydrotermisistä muutoksista johtuvia pinnanmuotoja ovat Inyo-kraatterit. Pohjavesi kiersi magman läpi noustessaan aiheuttaen höyrypurkauksia.
Bodie on toinen hieno esimerkki siitä, miten tämä prosessi voi vaikuttaa elämään: ihmiset ajautuivat seikkailuun ja mahdollisiin rahoihin, joita he voisivat löytää. Mahdollisten rahojen mukana tuli varkaita, prostituoituja ja hylkiöitä. Tämä nyt hylätty kaupunki, joka oli muutettu suojelualueeksi, jakaa mielenkiintoisen lintuperspektiivin Kalifornian menneisyyteen.
Adams, David. Delta Mine Training Center http://www.dmtcalaska.org/course_dev/explogeo/class08/notes08.html
Barnes, Hubert L., Hydrotermisien malmiesiintymien geokemia, 1 – 13, 303 – 307, 435 – 448, 1997.
Bove, Dana J., Hydrotermiset muutokset Red
Mountain Alunite Deposition, Lake City, Colorado, U. S. G. S. Bulletin 1936.Gonchar, G. G., Fluids in the Crust: Equilibrium and Transport Properties, 1 – 41, 1995.
Geological Association of Canada., Malminmuodostusjärjestelmiin liittyvät muutos – ja muutosprosessit, 1 – 43, 315 – 339, 1994.
Hagemann, Steffen Dr., hydrotermiset muutokset systematiikka, Ore Genesis luentosarja, Luento 364, 2001. http://www.virtualgeology.com .Jessey, Dr., Theories of Ore Genesis GSC433 Luento. http://geology.csupomona . edu / drjessey / class / GSC433 / Genesis.htm
Jones ja Hutton., University of Wollongong, GEOS102 Ore Bodies 3-hydrotermiset talletukset Luento http://cedir.uow.edu.au/Projects/GEOS102/lectures/ach6.html . 2000.
Kirkemo, Harold ja William L. Newman ja Roger P. Ashley. ”Kulta”. Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskus. http://pubs.usgs.gov/gip/prospect1/goldgip.html>> 1997.
Lamber, David., Geologian kenttäopas. New Yorkissa. Faktat arkistossa. 1988.
McCaffrey and Pavey, Luento 1 – Ores and Ore Minerals, 5.2 Criteria for hydrotermiset
Ore Formation, Luento 6-ores formed by hydrotermiset prosessit II: Intracrustal Deposits. http://www.dur.ac.uk/juliette.pavey/geology/lectoutline.htmPirajno, Franco., Hydrotermiset Mineraaliesiintymät, 22, 33, 42 – 44, 101, 110 – 123, 1939.
Schafersman, Steven D., Miamin yliopisto. GLG 111 Luku 21: Geologiset luonnonvarat. Luentoajatus. http://www.utpb.edu/SCIMATH/schafersman/geology/phy-geol/lecture-notes/ch21-resources.html.Skinner, aivot J., sininen planeetta: An Introduction to Earth System Science, 419-425.
Williams, Curtis. Hydrotermiset muutokset ja mineraaliesiintymät. http://www.indiana. edu / ~ sierra / papers / williams.html.
G188-sideaineesta kerätyt materiaalit. Koonnut John Rupp, Michael Hamburger, Ja Assistant Instructor. Toukokuuta 2003.
kenttätyöt Sierra Nevadan alueelta, Geologia G188. Koonnut Megan Patterson. Toukokuuta 2003.
Sites only used for images/ figures
http://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg
www.usd.edu/esci/figures
www.zambia-mining.com/gold%20vein.jpg
