studiul mineralogiei și zăcămintelor de minereu poate fi atribuit în general proceselor de alterare hidrotermală în care alterarea chimică are ca rezultat multe compoziții chimice bogate din punct de vedere metalic: aur, cuarț, staniu etc. Acest proces de modificare hidrotermală combină în principal tectonica, vulcanismul și apa încălzită. Mineralogia de bază a rocii este modificată ca urmare a modificărilor condițiilor de temperatură, presiune sau compoziție chimică/machiaj. Acest lucru a modelat lucruri precum goana după aur din California și a fost un boom economic de la descoperirea sa.
procesul de alterare hidrotermală
apa caldă sau „fluidele hidrotermale” trec printr-o rocă magmatică din apropiere fracturi sau spații poroase din rocă, modificând compoziția chimică (Adams). Această modificare chimică poate fi rezultatul „adăugării, eliminării sau redistribuirii componentelor chimice” (Adams). Aceste componente chimice pe care le-am menționat implică machiajul de bază al rocii. De exemplu, compoziția chimică a caolinitului este (Al4Si4O10 (OH)8) conform fișei „Alteration Chemistry” distribuite în materialele din clasă, în timp ce compoziția chimică înainte de a fi modificată este KALSI3O8 + H2O.
un exemplu de sistem hidrotermal și circulația acestuia. Din „Planeta albastră” de Brian J. Skinner (1995). De asemenea, luate de la Williams, Curtis „alterarea hidrotermală și depozitele minerale.” (2002).de obicei, aceste „fluide hidrotermale” sau „soluții apoase” transportă multe metale în plus față de „silicați și alte materiale nemetalice” (Jones și Hutton). Diferitele compoziții de roci magmatice pot varia într-o varietate de minerale, atunci când apa încălzită de o cameră magmatică din apropiere crește temperatura și modifică rocile magmatice din apropiere, soluția hidrotermală devine apoi bogată în minerale. Această soluție bogată în minerale se ridică, șerpuind prin fracturi sau fisuri în răcirea rocii pe măsură ce se mișcă și dizolvând alte minerale pe calea sa, odată ce această soluție s-a răcit în fractura venelor care creează rocă.
fumător negru din creasta Atlanticului Mijlociu acesta este un exemplu de modificări hidrotermale eliberate în ocean.energia din spatele procesului de alterare hidrotermală este „celula geotermală” (Jones and Hutton 2000). O „celulă geotermală” este locul în care apa este încălzită (Jones și Hutton 2000). De obicei, de la sursă, apa rece se deplasează prin fracturile și fisurile din rocă până când este încălzită. După cum sa menționat mai devreme, este încălzit de o cameră magmatică din apropiere. Soluția de apă încălzită trece apoi prin roci dizolvând ioni metalici și alte minerale, modificând astfel compoziția chimică și compoziția rocii.
de obicei, soluțiile hidrotermale au un conținut ridicat de sare; prin urmare, mișcările acestor fluide modifică roca. Cu minerale diferite condiții: temperatura, presiunea, pH-ul și Eh în cazul în care condițiile schimba o condiție, prin urmare, se va schimba. Acest lucru poate determina apoi roca să reacționeze cu materialele din apropiere. Potrivit lui Jones și Hutton, „temperaturile la care se formează mineralele variază de la 50 la 650 de centimetrii C.” aceste temperaturi extrem de variate creează un agent de modificare extrem de favorabil. „Mișcarea acestor fluide hidrotermale în scoarța Pământului este cunoscută sub numele de „convecție hidrotermală.”(McCaffrey și Pavey). „Raționamentul din spatele acestei terminologii este sensul rădăcină al cuvântului: hidro însemnând apă, termică însemnând căldură și convecție însemnând transfer de căldură prin mișcarea fizică a materialului ” (McCaffrey și Pavey).
formarea minereului Hidrotermal
un minereu este o rocă bogată în metale, adesea ori metal. Formarea minereurilor hidrotermale este atribuită soluției hidrotermale sau fluidelor care filtrează metalele și mineralele din rocă. Aceste metale sunt apoi depozitate în fracturi și fisuri în interiorul rocii numite: vene. Fracturile sunt rezultatul unor lucruri precum înghețarea și extinderea apei. Fracturile pot fi cauzate de activitatea seismică, atunci când solul se deplasează fracturi și fisuri sunt lăsate în roca de bază și alte componente care alcătuiesc crusta. Crusta continentală este compusă din roci granitice, în timp ce crusta oceanică este compusă în principal din rocă bazaltică.
Faceți clic pentru a vedea o ilustrare a principiului de bază al concentrației metalelor prin procese hidrotermale
această cifră animată a fost preluată din (McCaffrey și Pavey).
Faceți clic pentru a vedea o ilustrare a diferitelor caracteristici necesare pentru a forma un depozit de minereu hidrotermal
această cifră animată a fost preluată din (McCaffrey și Pavey).
unii factori necesari pentru dezvoltarea depunerii hidrotermale de minereu includ: sursa de apă, sursa componentelor minereului și transportul constituenților minereului, permeabilitatea, cauza și depunerea minereului. Fiecare dintre acești factori influențează puternic procesul hidrotermal.
principalele surse de apă care se vor muta în cele din urmă într-un loc unde va fi încălzită de camera magmatică din apropiere includ: „apa de suprafață, inclusiv apele subterane, denumite ape meteorice; apa de mare; apa conată sau apa închisă în roci la momentul formării; apa metamorfică; și, apa magmatică (din magmă)” (Jones și Hutton 2000). Apele meteorice pot fi colectate din factori de precipitații, cum ar fi zăpada, ploaia etc.; întrucât „apa de formare care a fost prinsă într-o anumită zonă; cum ar fi porii sedimentelor”(McCaffrey și Pavey). Această apă va deveni în cele din urmă foarte concentrată cu minerale și metale pe care le dizolvă pe măsură ce se mișcă prin rocile magmatice.
„figura 16.24 B un depozit de minereu magmatic. Straturi de cromit pur (negru) închise în straturi de plagioclază, decontate în timpul cristalizării complexului magmatic bushveld. Acest afloriment neobișnuit de fin este situat la râul Dwars în Africa de Sud ” www.usd.edu / esci / figuresmetalele de minereu sunt de obicei derivate din scoarța Pământului. În plus față de sursa deja disponibilă de constituenți de minereu este salinitatea ridicată care este asistă transportul constituenților de minereu. Fluidele hidrotermale, ca urmare a mineralelor foarte concentrate (Cl, F și CO2), transportă cu ușurință metalele foarte concentrate. Păcatul wasy pe care acești ioni metalici sunt transportați de obicei este prin „ioni complexi” (McCaffrey și Pavey). „Un ion complex este definit ca o singură specie chimică formată dintr-o combinație neobișnuită de doi sau mai mulți atomi” (McCaffrey și Pavey). Acești ioni complexi împiedică depunerea metalului în timpul mișcării. În schimb, ionii simpli pierd ușor metalul în timpul transportului.
acest proces se poate întâmpla numai dacă soluția se poate deplasa prin rocă; prin urmare, permeabilitatea joacă un rol cheie în mișcarea soluțiilor hidrotermale. Aceste soluții se pot deplasa prin pasaje precum pori, fisuri, fracturi etc. Este esențial pentru succesul modificărilor hidrotermale. Depunerea mineralelor de minereu se datorează de obicei (1) scăderii temperaturii – răcirii, (2) scăderii presiunii, (3) modificării compoziției soluțiilor hidrotermale. O scădere a temperaturii este rezultatul răcirii fluidelor hidrotermale. În timp ce o scădere a presiunii poate fi rezultatul multor factori.
concentrațiile acestor metale într-un spațiu constrâns echivocă un minereu. Depunerea minereului poate fi sub aeriene, fundul mării, găsit într-o fractură, sau o stâncă. Defecțiunea hidrotermală poate dezvolta brecii și gouge. Aceasta este o formă de mineralizare și modificare care are loc acolo unde există o bogăție de vene cu granulație fină. Modelele de zonare minerală se dezvoltă adesea în apropierea depozitelor de minereu ca urmare a schimbărilor de temperatură, a compoziției chimice a fluidului și a conținutului de gaz.
„figura 16.23 minereu format prin metamorfism. Minereul Minei Tem-Piute, Nevada. Albul este calcit, violetul este fluorit. Minereurile minerale vizibile sunt sfaleritul (maro, stânga jos), Pirita (aur) și scheelitul (CaWO4), mineralul maro pal zaharos stânga sus și dreapta jos. Scheelite este un mineral important de minereu de tungsten” www.usd.edu/esci/figures
depozite de vene și Skarn
venele menționate de mai multe ori mai sus sunt cele mai frecvente moduri în care materialul concentrat hidrotermal se răcește. Minereul hidrotermal se formează atunci când fisurile, defectele și fracturile sunt umplute. Cel mai frecvent apar în arce vulcanice și terenuri de coliziune. Motivul din spatele acestui lucru este că magmele circulă fluidul în mișcare combinându-se cu stresul suplimentar, rezultând o fractură majoră. Fractura este apoi umplută cu soluția hidrotermală care se răcește la un moment dat. Metalele găsite în vene se găsesc de obicei în crustă și poate sursa metalelor.
„venă și calcopirită diseminată în cuarțit” figura luată din www.zambia-mining.com / aur % 20vein.jpgdepozitele mari de skarn se formează ca urmare a înlocuirii fluidului rocii. De multe ori rocile sunt făcute din calcar.
(McCaffrey și Pavey).
depozite Epitermale
figura preluată dinhttp://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg6.1
aurul este cunoscut ca depozit epitermal deoarece se găsește la o adâncime foarte mică. Cu depozitele de minereu există două tipuri de clasificări: principal și secundar. Un minereu primar este realizat în principal dintr-o componentă metalică principală. Aurul este un exemplu de minereu primar, deoarece este fabricat în principal din aur; cu toate acestea, pot fi găsite componente precum argintul. O altă clasificare este un mineral gangue. Mineralele Gangue includ, în general, cuarț, calcit și alte minerale precum caolinitul și cloritul. Se crede că aurul precipită din apele subterane din apropierea zonelor din apropierea unui izvor fierbinte. Aceste depozite se găsesc în mod obișnuit în arc vulcanic regiuni precum Sierra Nevada Regiune.
cum se leagă toate acestea de regiunea Sierra Nevada
în timp ce vizitam zone frumoase, cum ar fi Blue Chert și moara de Caolinite, am fost intrigat de modul în care apa încălzită ar putea modifica chimic rocile pentru a face lucruri atât de frumoase. Cu activitatea seismică care cauzează adesea defectele și fisura pentru ca roca modificată să se umple în cele din urmă; tectonica are și ea mâna în ea. Tectonic subducția unei plăci va forța apa să fie încălzită în cele din urmă. De multe ori chiar magma este mai aproape de suprafață și poate încălzi o cantitate mai mare de apă. Izvoarele termale sunt un exemplu excelent de buzunar magmatic care este mai aproape de suprafață; ca urmare, apa este încălzită și emisiile de sulf și CO2 sunt mai mari. Alte forme de relief care pot fi atribuite modificărilor hidrotermale sunt craterele Inyo. Apele subterane circulau prin magmă pe măsură ce se ridica, rezultând erupții explozive încărcate cu abur.
Bodie este un alt exemplu excelent al modului în care acest proces poate afecta viața: oamenii au fost conduși spre aventură și posibili bani pe care i-au putut găsi. Cu potențialii bani au venit hoți, prostituate și proscriși. Acest oraș acum abandonat, care fusese transformat într-o rezervație, împărtășește o viziune interesantă asupra trecutului Californiei.
Adams, David. Centrul de instruire a minelor Delta http://www.dmtcalaska.org/course_dev/explogeo/class08/notes08.html
Barnes, Hubert L., Geochimia zăcămintelor de minereu Hidrotermal, 1 – 13, 303 – 307, 435 – 448, 1997.
Bove, Dana J., Modificări compoziționale induse de alterarea hidrotermală la depozitul de Alunite de munte roșu, Lake City, Colorado, Buletinul U. S. G. S. 1936.
Gonchar, G. G., fluide în crustă: Proprietăți de echilibru și Transport, 1 – 41, 1995.
Asociația Geologică din Canada., Procese de alterare și alterare asociate sistemelor de formare a minereului, 1 – 43, 315 – 339, 1994.
Hagemann, Steffen Dr., sistematica alterării hidrotermale, seria de prelegeri Ore Genesis, prelegerea 364, 2001. http://www.virtualgeology.com .Jessey, Dr., teorii ale minereului Genesis Gsc433 curs. http://geology.csupomona . edu / drjessey / clasă/GSC433 / Geneza.htm
Jones și Hutton., Universitatea din Wollongong, GEOS102 minereu organisme 3-depozite hidrotermale curshttp://cedir.uow.edu.au/Projects/GEOS102/lectures/ach6.html . 2000.
Kirkemo, Harold și William L. Newman și Roger P. Ashley. „Aur”. U. S. Geological Survey. http://pubs.usgs.gov/gip/prospect1/goldgip.html>> 1997. Lamber, David., Ghidul de teren pentru Geologie. New York. Fapte la dosar. 1988. McCaffrey și Pavey, curs 1-minereuri și minereuri minerale, 5.2 criterii pentru hidrotermale
formarea minereului, Curs 6 – minereuri formate prin procese hidrotermale II: depozite Intracrustale. http://www.dur.ac.uk/juliette.pavey/geology/lectoutline.htmPirajno, Franco., Depozite Minerale Hidrotermale, 22, 33, 42 – 44, 101, 110 – 123, 1939.
Schafersman, Steven D., Universitatea din Miami. GLG 111 Capitolul 21: resurse geologice. Schiță Curs. http://www.utpb.edu/SCIMATH/schafersman/geology/phy-geol/lecture-notes/ch21-resources.html.Skinner, Brain J., Planeta Albastră: O introducere în știința sistemului Pământului, 419 – 425.
Williams, Curtis. Alterarea hidrotermală și depozitele minerale. http://www.indiana. Edu / sierra / papers / williams.html.
materiale colectate din liantul G188. Compilat de John Rupp, Michael Hamburger și Instructor asistent. 10-25 mai 2003.
munca de teren din regiunea Sierra Nevada, Geologie G188. Compilat de Megan Patterson. 10-25 mai 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
