De studie van mineralogie en ertsafzettingen kan in het algemeen worden toegeschreven aan hydrothermale veranderingen, waarbij de chemische verandering resulteert in vele metallisch rijke chemische samenstellingen: goud, kwarts, tin, enz. Dit hydrothermale veranderingsproces combineert voornamelijk tektoniek, vulkanisme en verwarmd water. De basismineralogie van gesteente wordt gewijzigd als gevolg van veranderingen in de temperatuur, druk, of chemische samenstelling/make-up. Dit heeft dingen zoals de Californische goudkoorts gevormd en is een economische boom sinds zijn ontdekking.
Het hydrothermale veranderingsproces
warm water of” hydrothermale vloeistoffen ” gaan door nabijgelegen stollingsfracturen of poreuze ruimten in het gesteente, waardoor de chemische samenstelling (Adams) wordt gewijzigd. Deze chemische verandering kan het gevolg zijn van “toevoegen, verwijderen of herverdelen van de chemische componenten” (Adams). Deze chemische componenten die ik heb genoemd, hebben betrekking op de basismake-up van de rots. Bijvoorbeeld, de chemische samenstelling van kaoliniet is (Al4Si4O10 (OH)8) volgens de “Alteration Chemistry” handout verspreid in de klas materialen, terwijl de chemische samenstelling voordat het werd gewijzigd is KALSI3O8 + H2O.
een voorbeeld van een hydrothermaal systeem en zijn circulatie. Uit “The Blue Planet” van Brian J. Skinner (1995). Ook overgenomen van Williams, Curtis ” Hydrothermal Alteration and Mineral Deposits.” (2002).deze “hydrothermale vloeistoffen” of “waterige oplossingen” bevatten naast “silicaten en andere niet-metalen materialen” (Jones en Hutton) meestal vele metalen. De verschillende stollingsgesteenten kunnen variëren in verschillende mineralen, wanneer het water dat wordt verwarmd door een nabijgelegen magmatische kamer stijgt in temperatuur en verandert de nabijgelegen stollingsgesteenten de hydrothermale oplossing wordt dan mineraalrijk. Deze mineraalrijke oplossing stijgt, meanderend zijn weg door breuken of scheuren in de rots koeling als het beweegt en het oplossen van andere mineralen op zijn pad, zodra deze oplossing is afgekoeld in de breuk van de rots – scheppende aderen.
Zwarte roker van de Mid-Atlantische Rug Dit is een voorbeeld van Hydrothermische veranderingen in de oceaan.de energie achter het hydrothermale alteratieproces is de “geothermische cel” (Jones and Hutton 2000). Een “geothermische cel” is de plaats waar het water wordt verwarmd (Jones and Hutton 2000). Typisch, van de bron het koude water beweegt door de breuken en scheuren in het gesteente totdat het wordt verwarmd. Zoals eerder vermeld, wordt het verwarmd door een nabijgelegen magmatische kamer. De verhitte wateroplossing gaat dan door het gesteente en lost metaalionen en andere mineralen op, waardoor de chemische samenstelling en samenstelling van het gesteente wordt gewijzigd.
de hydrothermale oplossingen hebben een hoog zoutgehalte, waardoor de bewegingen van deze vloeistoffen het gesteente veranderen. Met de mineralen wisselende omstandigheden: temperatuur, druk, pH en Eh als de omstandigheden veranderen zal een toestand dus veranderen. Dit kan er dan toe leiden dat het gesteente reageert met materialen in de buurt. Volgens Jones en Hutton “de temperaturen waarbij de mineralen worden gevormd variëren van 50 tot 650°C.” Deze zeer variërende temperaturen creëren voor een zeer bevorderlijk veranderen agent. “De beweging van deze hydrothermale vloeistoffen in de aardkorst staat bekend als” hydrothermale convectie.”(McCaffrey en Pavey). “De redenering achter deze terminologie is de onderliggende betekenis van het woord: hydro betekent water, thermische betekent warmte en convectie betekent overdracht van warmte door fysieke beweging van materiaal ” (McCaffrey en Pavey).
hydrothermale Ertsvorming
een erts is een gesteente dat rijk is aan metalen, vaak maal metaal. De vorming van hydrothermale ertsen wordt toegeschreven aan de hydrothermale oplossing of vloeistoffen die metalen en mineralen filteren uit het gesteente. Deze metalen worden vervolgens afgezet in breuk en scheuren in de rots genaamd: aders. Breuken zijn het gevolg van dingen zoals het bevriezen en uitzetten van water. Breuken kunnen worden veroorzaakt door seismische activiteit, wanneer de grond verschuift breuken en scheuren worden achtergelaten in het gesteente en andere componenten die deel uitmaken van de korst. De continentale korst bestaat uit granietgesteente, terwijl de oceanische korst voornamelijk uit basaltgesteente bestaat.
Klik om een illustratie te zien van het basisprincipe van metaalconcentratie door hydrothermale processen
deze geanimeerde figuur is overgenomen uit (McCaffrey en Pavey).
Klik om een illustratie te zien van de verschillende functies die nodig zijn om een hydrothermale ertsafzetting te vormen
deze geanimeerde figuur is overgenomen uit (McCaffrey en Pavey).
enkele noodzakelijke factoren voor de ontwikkeling van hydrothermale ertsdepositie zijn: waterbron, bron van ertsbestanddelen en transport van ertsbestanddelen, permeabiliteit, oorzaak en ertsdepositie. Elk van deze factoren heeft een sterke invloed op het hydrothermale proces.
de belangrijkste bronnen van water dat uiteindelijk zal verhuizen naar een plaats waar het zal worden verwarmd door de nabijgelegen magmatische kamer zijn: “surface water, including groundwater, referred to as meteoric waters; sea water; connate water or water closed in the rocks at the time of formation; metamorphic water; and, magmatic water (from magma)” (Jones and Hutton 2000). Meteorisch water kan worden verzameld uit neerslag factoren zoals sneeuw, regen, enz.; terwijl, ” formatie water dat is gevangen met een specifiek gebied; zoals poriën van sedimenten ” (McCaffrey en Pavey). Dit water zal uiteindelijk sterk geconcentreerd worden met mineralen en metalen die het oplost als het door de stollingsgesteente beweegt.
” figuur 16.24 b een magmatische ertsafzetting. Lagen puur chromiet (zwart) ingesloten in lagen plagioklaas, die zich vestigden tijdens de kristallisatie van het stollingscomplex bushveld. Deze ongewoon fijne uitsteeksel bevindt zich bij Dwars rivier in Zuid-Afrika” www.USD.edu/esci/figuresErtsmetalen worden gewoonlijk afgeleid uit aardkorst. Naast de reeds beschikbare bron van ertsbestanddelen is het hoge zoutgehalte dat het transport van de ertsbestanddelen ondersteunt. De hydrothermale vloeistoffen, als gevolg van de sterk geconcentreerde mineralen (Cl, F en CO2), dragen gemakkelijk de sterk geconcentreerde metalen. De wasy zonde die deze metalen ionen worden meestal getransporteerd is door “complexe ionen” (McCaffrey en Pavey). “Een complex ion wordt gedefinieerd als een enkele chemische soort die bestaat uit een ongewone combinatie van twee of meer atomen” (McCaffrey en Pavey). Deze complexe ionen voorkomen afzetting van het metaal tijdens de verhuizing. In tegenstelling, de eenvoudige ionen gemakkelijk los het metaal tijdens het transport.
dit proces kan alleen plaatsvinden als de oplossing door het gesteente kan bewegen; daarom speelt de permeabiliteit een sleutelrol in de beweging van de hydrothermale oplossingen. Deze oplossingen kunnen zich verplaatsen door gangen zoals poriën, scheuren, breuken, enz. Het is essentieel voor het succes van hydrothermale veranderingen. Depositie van de ertsmineralen is meestal het gevolg van (1) temperatuurdaling – koeling, (2) drukdaling, (3) verandering in samenstelling van hydrothermale oplossingen. Een temperatuurdaling is een gevolg van het koelen van de hydrothermale vloeistoffen. Terwijl een daling van de druk het gevolg kan zijn van veel factoren.
concentraties van deze metalen in een beperkte ruimte dubbelzinnig een erts. Depositie van het erts kan worden onder lucht, zeebodem, gevonden in een breuk, of een rots. Hydrothermale defulting kan breccias en guts ontwikkelen. Dit is een vorm van mineralisatie en wijziging die plaatsvindt waar er een schat aan fijnkorrelige adertjes is. Mineraal bestemmingspatronen ontwikkelen zich vaak in de buurt van ertsafzettingen als gevolg van veranderingen in temperatuur, de chemische samenstelling van de vloeistof en het gasgehalte.
” figuur 16.23 erts gevormd door metamorfisme. Erts van de Tem-Piute mijn, Nevada. Wit is calciet, paars is fluoriet. Erts mineralen zichtbaar zijn sphaleriet (bruin, linksonder), pyriet (goud) en scheeliet (CaWO4), de suikerachtige lichtbruin mineraal linksboven en rechtsonder. Scheeliet is een belangrijk wolfraam erts mineraal” www.usd.edu/esci/figures
ader-en Skarnafzettingen
aders zoals hierboven al meerdere malen vermeld, zijn de meest voorkomende manier waarop het hydrothermale geconcentreerde materiaal koelt. Hydrothermale erts wordt gevormd wanneer de scheuren, fouten en breuken worden gevuld. Meestal komen ze voor in vulkanische bogen en botsingsgebieden. De reden hiervoor is dat de magma ‘ s circuleren de vloeistof bewegen te combineren met de extra stress resulteert in een grote breuk. De breuk wordt dan gevuld met de hydrothermale oplossing koeling op een bepaald punt. De metalen in de aderen worden meestal gevonden in de korst en misschien de bron van de metalen.
“Vein en gedissemineerd chalcopyriet in kwartsiet” www.zambia-mining.com / goud % 20vein.jpgde grote afzettingen van skarn ontstaan als gevolg van vloeistof die het gesteente vervangt. Vaak zijn de rotsen gemaakt van kalksteen.
(McCaffrey en Pavey).
Epithermale afzettingen
figuur genomen uit http://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg6.1
goud wordt epithermale afzettingen genoemd omdat het op een zeer ondiepe diepte wordt gevonden. Bij ertsafzettingen zijn er twee soorten classificaties: hoofd-en secundair. Een primair erts bestaat voornamelijk uit één hoofdbestanddeel van metaal. Goud is een voorbeeld van een primair erts omdat het voornamelijk van goud is gemaakt; echter hebben componenten zoals zilver kan worden gevonden. Een andere classificatie is een Gangu mineraal. Gangumineralen omvatten meestal kwarts, calciet en andere mineralen zoals kaoliniet en chloriet. Er wordt gedacht dat goud neerslaat uit het grondwater in de buurt van in gebieden in de buurt van een hete bron. Deze afzettingen worden vaak gevonden in vulkanische boog regio ‘ s zoals de Sierra Nevada regio.
hoe dit alles betrekking heeft op de regio Sierra Nevada
tijdens een bezoek aan prachtige gebieden zoals blauwe Chert en de kaolinietmolen was ik geïntrigeerd door hoe verhit water stenen chemisch kon veranderen om zulke mooie dingen te maken. Met de seismische activiteit vaak de oorzaak van de fouten en spleet voor de gewijzigde rots om uiteindelijk te vullen; ook tektoniek heeft zijn hand in het. Tektonisch zal de subductie van een plaat water naar beneden dwingen om uiteindelijk te worden verwarmd. Vaak is zelfs het magma dichter bij het oppervlak en kan een grotere hoeveelheid water verwarmen. Warmwaterbronnen zijn een geweldig voorbeeld van magmatische pocket die dichter bij het oppervlak is; als gevolg daarvan wordt het water verwarmd en de emissie van zwavel en CO2 zijn groter. Andere landvormen die kunnen worden toegeschreven aan hydrothermale veranderingen zijn de Inyo kraters. Het grondwater circuleerde door het magma terwijl het steeg, wat resulteerde in met stoom geladen explosieve uitbarstingen.
Bodie is een ander goed voorbeeld van hoe dit proces het leven kan beïnvloeden: mensen werden gedreven om het avontuur en mogelijk geld dat ze konden vinden. Met het potentiële geld kwamen dieven, prostituees en verschoppelingen. Deze nu verlaten stad die was omgebouwd tot een reservaat deelt een interessant vogelperspectief naar het verleden van Californië.
Adams, David. Delta Mine Training Center http://www.dmtcalaska.org/course_dev/explogeo/class08/notes08.html
Barnes, Hubert L., geochemie van hydrothermale ertsafzettingen, 1 – 13, 303 – 307, 435 – 448, 1997.
Bove, Dana J., Composition Changes Induced by Hydrothermal Alteration at the Red Mountain Alunite Deposit, 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. Veranderingen en veranderingen in verband met Ertsvormende Systemen, 1 – 43, 315 – 339, 1994. Hagemann, Steffen Dr., Hydrothermal Alteration Systematics, Ore Genesis Lecture Series, Lecture 364, 2001. http://www.virtualgeology.com .
Jessey, Dr., Theories of Ore Genesis Gsc433 Lecture. http://geology.csupomona . edu / drjessey / class/GSC433 / Genesis.htm
Jones and Hutton., University of Wollongong, GEOS102 Ore Bodies 3-Hydrothermal Deposits Lecture http://cedir.uow.edu.au/Projects/GEOS102/lectures/ach6.html . 2000.
Kirkemo, Harold and William L. Newman and Roger P. Ashley. “Goud”. U. S. Geological Survey. http://pubs.usgs.gov/gip/prospect1/goldgip.html>> 1997.
Lamber, David., The field Guide to Geology. New York. Feiten in het dossier. 1988. McCaffrey and Pavey, Lecture 1-erts and erts Minerals, 5.2 Criteria for Hydrothermal erts Formation, Lecture 6-erts fisured by Hydrothermal Processes II: Intracrustal Deposits. http://www.dur.ac.uk/juliette.pavey/geology/lectoutline.htmPirajno, Franco., Hydrothermale Minerale Afzettingen, 22, 33, 42 – 44, 101, 110 – 123, 1939. Schafersman, Steven D., Miami University. GLG 111 hoofdstuk 21: geologische hulpbronnen. Lecture Outline. http://www.utpb.edu/SCIMATH/schafersman/geology/phy-geol/lecture-notes/ch21-resources.html.
Skinner, Brain J., The Blue Planet: An Introduction to Earth System Science, 419-425.
Williams, Curtis. Hydrothermale veranderingen en minerale afzettingen. http://www.indiana. edu / ~ sierra / papers / williams.HTML.
materiaal verzameld uit g188 binder. Samengesteld door John Rupp, Michael Hamburger, en assistent instructeur. 10-25 mei 2003.
Field Work from Sierra Nevada Region, Geology G188. Samengesteld door Megan Patterson. 10-25 mei 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
