badania mineralogii i złóż rud można zasadniczo przypisać procesom zmian hydrotermalnych, w których zmiana chemiczna skutkuje wieloma bogatymi metalowo składami chemicznymi: złotem, kwarcem, cyną itp. Ten proces zmian hydrotermalnych łączy głównie tektonikę, wulkanizm i podgrzewaną wodę. Podstawowa Mineralogia skał zmienia się w wyniku zmian temperatury, ciśnienia lub składu chemicznego/składu chemicznego. To ukształtowało takie rzeczy jak gorączka złota w Kalifornii i było boomem gospodarczym od czasu jej odkrycia.
proces zmian hydrotermalnych
Gorąca woda lub „płyny hydrotermalne” przechodzą przez pobliskie skały magmowe lub porowate przestrzenie w skale, zmieniając skład chemiczny (Adams). Ta chemiczna zmiana może być wynikiem „dodawania, usuwania lub redystrybucji składników chemicznych” (Adams). Te składniki chemiczne, o których wspomniałem, wiążą się z podstawowym składem skały. Na przykład skład chemiczny kaolinitu wynosi (Al4Si4O10 (OH) 8) zgodnie z ulotką” Chemia zmian ” rozpowszechnianą w materiałach szkolnych, podczas gdy skład chemiczny przed zmianą to KALSI3O8 + H2O.
przykład układu hydrotermalnego i jego cyrkulacji. Z filmu „Błękitna planeta” Briana J. Skinnera (1995). Również zaczerpnięte z Williamsa, Curtis ” zmiany hydrotermalne i złoża mineralne.” (2002).zazwyczaj te „ciecze hydrotermalne” lub „roztwory wodne” przenoszą wiele metali oprócz „krzemianów i innych materiałów niemetalicznych” (Jones i Hutton). Różne kompozycje skał magmowych mogą się wahać w różnych minerałach, gdy woda ogrzewana przez pobliską komorę magmową wzrasta temperatura i zmienia pobliskie skały magmowe, roztwór hydrotermalny staje się bogaty w minerały. Ten bogaty w minerały roztwór unosi się, meandrując przez pęknięcia lub pęknięcia w chłodzeniu skały podczas jej poruszania się i rozpuszczając inne minerały na swojej drodze, gdy roztwór ten ostygnie w pęknięciach żył tworzących skałę.
Czarny palacz z grzbietu śródatlantyckiego jest to przykład zmian hydrotermalnych w oceanie.energia stojąca za procesem zmian hydrotermalnych to „komórka geotermalna” (Jones and Hutton 2000). „Komórka geotermalna” jest miejscem, w którym woda jest podgrzewana (Jones and Hutton 2000). Zazwyczaj od źródła zimna woda przepływa przez szczeliny i pęknięcia w skale, aż do jej ogrzania. Jak wspomniano wcześniej, jest ogrzewany przez pobliską komorę magmową. Podgrzewany roztwór wodny przechodzi następnie przez skały rozpuszczając jony metali i inne minerały, zmieniając w ten sposób skład chemiczny i skład skały.
zazwyczaj roztwory hydrotermalne mają wysoką zawartość soli fizjologicznej, dlatego ruchy tych płynów zmieniają skałę. Z minerałami zmienne warunki: temperatura, Ciśnienie, pH i Eh jeśli warunki ulegną zmianie, stan się zmieni. Może to spowodować reakcję skały z pobliskimi materiałami. Według Jonesa i Huttona „temperatury, w których powstają minerały, wahają się od 50 do 650°C.” te wysoce zmienne temperatury tworzą wysoce sprzyjający czynnik zmieniający. „Ruch tych płynów hydrotermalnych w skorupie ziemskiej jest znany jako” konwekcja hydrotermalna.”(McCaffrey i Pavey). „Rozumowaniem stojącym za tą terminologią są podstawowe znaczenia słowa: hydro oznacza wodę, termiczne oznacza ciepło i konwekcyjne oznacza przenoszenie ciepła przez fizyczny ruch materiału „(McCaffrey i Pavey).
formacja Hydrotermalna Rudy
Ruda to skała bogata w metale, często w metale. Powstawaniu rud hydrotermalnych przypisuje się roztwór hydrotermalny lub płyny, które filtrują Metale i minerały ze skały. Metale te są następnie osadzane w pęknięciach i pęknięciach w skale zwanej żyłami. Złamania są wynikiem takich rzeczy jak zamarzanie i rozszerzanie się wody. Złamania mogą być spowodowane przez aktywność sejsmiczną, gdy ziemia przesuwa złamania i szczeliny pozostają w podłożu skalnym i innych składników, które tworzą skorupę. Skorupa kontynentalna składa się ze skał granitowych, podczas gdy skorupa oceaniczna składa się głównie ze skał bazaltowych.
Kliknij, aby zobaczyć ilustrację podstawowej zasady koncentracji metali w procesach hydrotermalnych
Ta animowana postać została zaczerpnięta z (McCaffrey i Pavey).
Kliknij, aby zobaczyć ilustrację różnych funkcji potrzebnych do utworzenia złoża rudy hydrotermalnej
Ta animowana postać została zaczerpnięta z (McCaffrey i Pavey).
niektóre niezbędne czynniki do rozwoju hydrotermalnego osadzania rudy obejmują: źródło wody, źródło składników rudy i transport składników rudy, przepuszczalność, przyczynę i osadzanie rudy. Każdy z tych czynników silnie wpływa na proces hydrotermalny.
główne źródła wody, które ostatecznie przeniosą się do miejsca, w którym zostanie ogrzana przez pobliską komorę magmową, to: „wody powierzchniowe, w tym gruntowe, określane jako wody meteorytowe; woda morska; woda connate lub woda zamknięta w skałach w czasie powstawania; woda metamorficzna; i woda magmowa (z magmy)” (Jones and Hutton 2000). Wody meteorytowe mogą być zbierane z czynników opadowych, takich jak śnieg, deszcz itp., natomiast ” woda formacyjna, która została uwięziona w określonym obszarze; takich jak pory osadów ” (McCaffrey i Pavey). Woda ta w końcu stanie się silnie skoncentrowana z minerałami i metalami, które rozpuszcza, gdy porusza się przez skały magmowe.
„rysunek 16.24 B złoża rudy magmowej. Warstwy czystego chromitu (czarnego) zamknięte w warstwach plagioklazu, osiadłe podczas krystalizacji kompleksu magmowego bushvelda. Ten niezwykle drobny wychodek znajduje się nad rzeką Dwars w Republice Południowej Afryki ” www.usd.edu/esci/figuresmetale Rude pochodzą zwykle ze skorupy ziemskiej. Oprócz już dostępnego źródła składników rudy, wysokie zasolenie pomaga w transporcie składników rudy. Ciecze hydrotermalne, w wyniku wysoce skoncentrowanych minerałów (Cl, F I CO2), łatwo przenoszą wysoko skoncentrowane metale. Sin wasy, które te jony metaliczne są zwykle transportowane przez „jony złożone” (McCaffrey i Pavey). „Jon kompleksowy jest definiowany jako pojedynczy gatunek chemiczny złożony z niezwykłej kombinacji dwóch lub więcej atomów” (McCaffrey i Pavey). Te złożone jony zapobiegają osadzaniu się metalu podczas ruchu. W przeciwieństwie do tego, proste jony łatwo tracą metal podczas transportu.
proces ten może nastąpić tylko wtedy, gdy roztwór może poruszać się przez skałę; dlatego przepuszczalność odgrywa kluczową rolę w ruchu roztworów hydrotermalnych. Rozwiązania te mogą przemieszczać się przez korytarze, takie jak pory, pęknięcia, pęknięcia itp. Jest to niezbędne dla powodzenia zmian hydrotermalnych. Osadzanie się minerałów rudy jest zwykle spowodowane (1) spadkiem temperatury – ochłodzeniem, (2) spadkiem ciśnienia, (3) zmianą składu roztworów hydrotermalnych. Spadek temperatury jest wynikiem chłodzenia płynów hydrotermalnych. Podczas gdy spadek ciśnienia może być wynikiem wielu czynników.
Osadzanie rudy może być podmorskie, morskie, Znalezione w pęknięciu lub skale. Uskoki hydrotermalne mogą rozwijać breccias i wyżłobienia. Jest to forma mineralizacji i zmiany, która ma miejsce, gdy istnieje bogactwo drobnoziarnistych żyłek. Wzorce zagospodarowania przestrzennego minerałów często rozwijają się w pobliżu złóż rud w wyniku zmian temperatury, składu chemicznego płynu i zawartości gazu.
” Ruda kopalni Tem-Piute w Nevadzie. Biały to kalcyt, fioletowy to fluoryt. Widoczne Minerały rudy to sfaleryt (brązowy, dolny lewy), Piryt (złoty) i scheelit (CaWO4), minerał słodkawo-bladobrązowy górny lewy i dolny prawy. Scheelit jest ważnym minerałem rudy wolframu” www.usd.edu/esci/figures
żyły i złoża Skarn
żyły jak wspomniano kilka razy powyżej są najczęstszą modą, w której hydrotermalny skoncentrowany materiał chłodzi się. Ruda hydrotermalna powstaje, gdy pęknięcia, usterki i pęknięcia są wypełnione. Najczęściej występują w łukach wulkanicznych i na terenach kolizyjnych. Powodem tego jest to, że magmy cyrkulują płyn poruszający się w połączeniu z dodatkowym naprężeniem powodującym poważne złamanie. Pęknięcie jest następnie wypełnione roztworem hydrotermalnym chłodzącym w pewnym momencie. Metale znajdujące się w żyłach znajdują się zazwyczaj w skorupie, a może źródłem metali.
„Żyła i rozsiany chalkopiryt w kwarcytu” rysunek zaczerpnięty z www.zambia-mining.com / złoty%20ww.jpgduże złoża skarn powstają w wyniku wymiany płynu w skale. Często skały zbudowane są z wapieni.
złoża nabłonkowe
rysunek zaczerpnięty zhttp://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg6.1
Złoto jest znane jako złoże nabłonkowe, ponieważ znajduje się na bardzo płytkiej głębokości. W przypadku złóż rud wyróżnia się dwa rodzaje klasyfikacji: główny i wtórny. Ruda pierwotna składa się głównie z jednego głównego składnika metalicznego. Złoto jest przykładem rudy pierwotnej, ponieważ jest wykonane głównie ze złota; jednak można znaleźć składniki takie jak srebro. Inna klasyfikacja to minerał gangue. Minerały gangu na ogół obejmują kwarc, kalcyt i inne takie minerały, jak kaolinit i chloryt. Uważa się, że złoto wytrąca się z wód gruntowych w pobliżu gorących źródeł. Złoża te są powszechnie spotykane w wulkanicznych regionach łukowych, takich jak Region Sierra Nevada.
Jak to wszystko odnosi się do regionu Sierra Nevada
odwiedzając piękne obszary, takie jak niebieski Chert i Młyn kaolinitu, zaintrygowało mnie, jak podgrzewana woda może chemicznie zmieniać skały, aby tworzyć tak piękne rzeczy. Z aktywnością sejsmiczną często powodującą usterki i szczeliny dla zmienionej skały, aby ostatecznie wypełnić; tektonika też ma w tym swoją rękę. Tektonicznie subdukcja płyty zmusi wodę do ostatecznego ogrzania. Często nawet magma jest bliżej powierzchni i może ogrzewać większą ilość wody. Gorące źródła są doskonałym przykładem kieszonki magmowej, która znajduje się bliżej powierzchni, dzięki czemu woda jest podgrzewana, a emisja siarki i CO2 jest większa. Inne formy terenu, które można przypisać zmianom hydrotermalnym, to kratery Inyo. Wody gruntowe krążyły przez magmę, gdy rosła, powodując wybuchowe erupcje naładowane parą.
Bodie to kolejny świetny przykład tego, jak ten proces może wpływać na życie: ludzie byli napędzani do przygody i możliwe pieniądze mogli znaleźć. Z potencjalnymi pieniędzmi przyszli złodzieje, prostytutki i wyrzutki. To opuszczone miasto, które zostało przekształcone w rezerwat, ma ciekawy widok z lotu ptaka na przeszłość Kalifornii.
Ośrodek Szkolenia górniczego Delta http://www.dmtcalaska.org/course_dev/explogeo/class08/notes08.html
Barnes Hubert L., Geochemia złóż rud hydrotermalnych, 1 – 13, 303 – 307, 435 – 448, 1997.
Bove, Dana J., Compositional Changes Induced by Hydrotermal 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.
, Przeróbki i procesy Przeróbki związane z układami formowania Rud, 1 – 43, 315 – 339, 1994.
Hagemann, Steffen Dr., Hydrothermal Altermal 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 / Genesishtm
, University of Wollongong, Geos102 Ore Bodies 3-Hydrotermal Deposits Lecture http://cedir.uow.edu.au/Projects/GEOS102/lectures/ach6.html . 2000.
Kirkemo, Harold and William L. Newman and Roger P. Ashley. „Złoto”. U. S. Geological Survey. http://pubs.usgs.gov/gip/prospect1/goldgip.html>> 1997.
Lamber, David., Przewodnik po Geologii. Nowy Jork. Fakty w aktach. 1988.
McCaffrey i Pavey, Wykład 1 – rudy i Minerały rudy, 5.2 kryteria tworzenia się Rudy hydrotermalnej
Wykład 6-Rudy powstające w procesach hydrotermalnych II: złoża wewnątrzgałkowe. http://www.dur.ac.uk/juliette.pavey/geology/lectoutline.htmPirajno, Złoża Minerałów Hydrotermalnych, 22, 33, 42 – 44, 101, 110 – 123, 1939.
Schafersman, Steven D., Miami University. GLG 111 Rozdział 21: zasoby geologiczne. Zarys Wykładu. 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.
Zmiany hydrotermalne i złoża mineralne. http://www.indiana. edu / ~ sierra / papers / williams.html.
materiały zebrane z segregatora G188. Opracowany przez Johna Ruppa, Michaela hamburgera i asystenta instruktora. 10-25 maja 2003.
prace terenowe z regionu Sierra Nevada, Geologia G188. Opracowana przez Megan Patterson. 10-25 maja 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
