Vulkaner i östra Sierra Nevada

studien av mineralogi och malmavlagringar kan i stort sett hänföras till hydrotermiska förändringsprocesser där den kemiska förändringen resulterar i många metalliskt rika kemiska kompositioner: guld, kvarts, tenn etc. Denna hydrotermiska förändringsprocess kombinerar huvudsakligen tektonik, vulkanism och uppvärmt vatten. Bergets grundläggande mineralogi förändras till följd av tillståndsförändringar i temperatur, tryck eller kemisk sammansättning/smink. Detta har format saker som California gold rush och har varit en ekonomisk boom sedan dess upptäckt.

den hydrotermiska förändringsprocessen

varmvatten eller” hydrotermiska vätskor ” passerar genom en närliggande vulkaniska bergarter frakturer eller porösa utrymmen i berget, ändra den kemiska sammansättningen (Adams). Denna kemiska förändring kan vara resultatet av” tillsats, avlägsnande eller omfördelning av de kemiska komponenterna ” (Adams). Dessa kemiska komponenter som jag nämner medför den grundläggande sminken av berget. Till exempel är den kemiska sammansättningen av kaolinit (Al4Si4O10 (OH)8) enligt handouten ”Förändringskemi” som distribueras i klassrumsmaterialen, medan den kemiska sammansättningen innan den ändrades är KALSI3O8 + H2O.

ett exempel på ett hydrotermiskt system och dess cirkulation. Från” The Blue Planet ” av Brian J. Skinner (1995). Också taget från Williams, Curtis ” hydrotermisk förändring och mineralfyndigheter.” (2002).

vanligtvis bär dessa” hydrotermiska vätskor ”eller” vattenhaltiga lösningar ”många metaller utöver” silikater och andra icke-metalliska material ” (Jones och Hutton). De olika magmatiska bergkompositionerna kan variera i en mängd olika mineraler, när vattnet som värms upp av en närliggande magmatisk kammare stiger i temperatur och förändrar de närliggande magmatiska bergarterna blir den hydrotermiska lösningen sedan mineralrik. Denna mineralrika lösning stiger, slingrar sig igenom sprickor eller sprickor i bergkylningen när den rör sig och löser upp andra mineraler på sin väg, när denna lösning har svalnat i frakturen i de bergskapande venerna.

Svart rökare från Mid-Atlantic Ridge Detta är ett exempel på hydrotermiska förändringsutsläpp i havet.

energin bakom den hydrotermiska förändringsprocessen är den” geotermiska cellen ” (Jones and Hutton 2000). En ”geotermisk cell” är den plats där vattnet värms upp (Jones and Hutton 2000). Vanligtvis rör sig det kalla vattnet från källan genom sprickorna och sprickorna i berget tills det värms upp. Som tidigare nämnts värms den av en närliggande magmatisk kammare. Den uppvärmda vattenlösningen passerar sedan genom klipporna som löser upp metalljoner och andra mineraler, vilket förändrar bergets kemiska sammansättning och smink.

vanligtvis har de hydrotermiska lösningarna ett högt saltlösningsinnehåll; därför förändrar rörelserna av dessa vätskor berget. Med mineralerna varierande förhållanden: temperatur, tryck, pH och Eh om förhållandena förändras kommer ett tillstånd därför att förändras. Detta kan då få berget att reagera med närliggande material. Enligt Jones och Hutton ”temperaturerna vid vilka mineralerna bildas sträcker sig från 50 till 650 kcal C.” Dessa mycket varierande temperaturer skapar för ett mycket gynnsamt förändringsmedel. ”Rörelsen av dessa hydrotermiska vätskor i jordskorpan är känd som ”hydrotermisk konvektion.”(McCaffrey och Pavey). ”Resonemanget bakom denna terminologi är ordets rotbetydelser: hydro betyder vatten, termisk betydelse värme och konvektion betyder överföring av värme genom fysisk rörelse av material” (McCaffrey och Pavey).

hydrotermisk Malmbildning

en malm är en sten som är rik på metallerna, ofta gånger metall. Bildandet av hydrotermiska malmer tillskrivs den hydrotermiska lösningen eller vätskorna som filtrerar metaller och mineraler från berget. Dessa metaller deponeras sedan i sprickor och sprickor i berget som kallas: vener. Frakturer är ett resultat av saker som vattenfrysning och expansion. Frakturer kan orsakas av seismisk aktivitet, när marken skiftar frakturer och sprickor lämnas i berggrunden och andra komponenter som utgör skorpan. Den kontinentala skorpan består av granitiska bergarter, medan havskorpan huvudsakligen består av basaltisk sten.

Klicka för att se en illustration av grundprincipen för metallkoncentration genom hydrotermiska processer

denna animerade figur har tagits från (McCaffrey och Pavey).

Klicka för att se en illustration av de olika funktioner som behövs för att bilda en hydrotermisk malm insättning

denna animerade figur har tagits från (McCaffrey och Pavey).

några nödvändiga faktorer för utveckling av hydrotermisk malmavsättning inkluderar: vattenkälla, källa till malmkomponenter och transport av malmbeståndsdelar, permeabilitet, orsak och malmavsättning. Var och en av dessa faktorer påverkar starkt den hydrotermiska processen.

de viktigaste vattenkällorna som så småningom kommer att flytta till en plats där den kommer att värmas upp av den närliggande magmatiska kammaren inkluderar:” ytvatten, inklusive grundvatten, kallat meteoriskt vatten; havsvatten; connate vatten eller vatten inneslutet i klipporna vid tidpunkten för bildandet; metamorfiskt vatten; och magmatiskt vatten (från magma) ” (Jones and Hutton 2000). Meteoriska vatten kan samlas in från utfällningsfaktorer som snö, regn, etc; medan, ” formationsvatten som har fångats med ett specifikt område; såsom porer av sediment ” (McCaffrey och Pavey). Detta vatten kommer så småningom att bli mycket koncentrerat med mineraler och metaller som det löser sig när det rör sig genom de magmatiska bergarterna.

” figur 16.24 b en magmatisk malmfyndighet. Lager av ren kromit (svart) inneslutna i lager av plagioklas, bosatte sig under kristalliseringen av bushveld-magmatiska komplexet. Denna ovanligt fina häll ligger vid Dwars River i Sydafrika ” www.dollar.edu / esci / figures

Malmmetaller härrör vanligen från jordskorpan. Förutom den redan tillgängliga källan till malmbeståndsdelar är den höga salthalten som hjälper transporten av malmbeståndsdelarna. De hydrotermiska vätskorna, som ett resultat av de högkoncentrerade mineralerna (Cl, F och CO2), bär lätt de högkoncentrerade metallerna. Den svaga synden som dessa metalljoner vanligtvis transporteras är genom” komplexa joner ” (McCaffrey och Pavey). ”En komplex Jon definieras som en enda kemisk art som består av en ovanlig kombination av två eller flera atomer” (McCaffrey och Pavey). Dessa komplexa joner förhindrar avsättning av metallen under flytten. Däremot förlorar de enkla jonerna lätt metallen under transporten.

denna process kan bara hända om lösningen kan röra sig genom berget; därför spelar permeabilitet en nyckelroll i rörelsen av de hydrotermiska lösningarna. Dessa lösningar kan röra sig genom passager som porer, sprickor, sprickor etc. Det är viktigt för framgången med hydrotermiska förändringar. Deponering av malmmineralerna beror vanligtvis på (1) temperaturminskning – kylning, (2) minskning av tryck, (3) förändring av sammansättningen av hydrotermiska lösningar. En temperaturminskning är ett resultat av kylning av hydrotermiska vätskor. Medan en minskning av trycket kan vara resultatet av många faktorer.

koncentrationer av dessa metaller i ett begränsat utrymme motsvarar en Malm. Avsättning av malmen kan vara sub antenn, havsbotten, finns i en fraktur, eller en sten. Hydrotermisk fel kan utveckla breccias och gouge. Detta är en form av mineralisering och förändring som äger rum där det finns en mängd finkorniga vener. Mineralzoneringsmönster utvecklas ofta nära malmavlagringar som ett resultat av temperaturförändringar, vätskans kemiska sammansättning och gasinnehåll.

” figur 16.23 Malm bildad av metamorfism. Malm från tem-Piute-gruvan, Nevada. Vit är kalcit, lila är fluorit. Malmmineraler synliga är sphalerit (brun, nedre vänster), pyrit (guld) och scheelit (CaWO4), det söta blekbruna mineralet övre vänstra och nedre högra. Scheelite är ett viktigt volframmalmmineral” www.usd.edu/esci/figures

ven-och Skarnavlagringar

vener som nämnts flera gånger ovan är det vanligaste sättet på vilket det hydrotermiska koncentrerade materialet svalnar. Hydrotermisk malm bildas när sprickor, fel och sprickor fylls. Oftast förekommer de i vulkaniska bågar och kollisionsområden. Anledningen till detta är att magmas cirkulerar vätskan som rör sig i kombination med den extra spänningen som resulterar i en stor fraktur. Frakturen fylls sedan med hydrotermisk lösningskylning vid någon tidpunkt. Metallerna som finns i venerna finns vanligtvis i skorpan och kanske källan till metallerna.

” ven och disseminerad kalkopyrit i kvartsit ” figur tagen från www.zambia-mining.com / guld%20vein.jpg

de stora skarnavlagringarna bildas som ett resultat av att vätska ersätter berget. Ofta är klipporna gjorda av kalksten.

(McCaffrey och Pavey).

Epitermala avlagringar

figur tagen frånhttp://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg6.1

guld är känt som en epitermal avsättning eftersom den finns på ett mycket grunt djup. Med malmfyndigheter finns det två typer av klassificeringar: huvudsakliga och sekundära. En primärmalm tillverkas huvudsakligen av en huvudmetallkomponent. Guld är ett exempel på en primärmalm eftersom den huvudsakligen är gjord av guld; men har komponenter som silver kan hittas. En annan klassificering är ett gangemineral. Gangemineraler inkluderar i allmänhet kvarts, kalcit och andra sådana mineraler som kaolinit och klorit. Guld tros fälla ut från grundvatten nära i områden i närheten av en varm källa. Dessa avlagringar finns ofta i vulkaniska bågregioner som Sierra Nevada-regionen.

hur allt detta relaterar till Sierra Nevada-regionen

när jag besökte vackra områden som Blå Chert och kaolinit mill blev jag fascinerad av hur uppvärmt vatten kemiskt kunde förändra stenar för att göra sådana vackra saker. Med den seismiska aktiviteten orsakar ofta fel och sprickor för den förändrade berget att så småningom fylla; tektonik har också sin hand i den. Tektoniskt kommer subduktionen av en platta att tvinga ner Vatten för att så småningom värmas upp. Ofta är även magma närmare ytan och kan värma en större mängd vatten. Varma källor är ett bra exempel på magmatisk ficka som ligger närmare ytan; som ett resultat värms vattnet upp och utsläppen av svavel och CO2 är större. Andra landformer som kan hänföras till hydrotermiska förändringar är Inyo-kratrarna. Grundvattnet cirkulerade genom magma när det steg vilket resulterade i ångladdade explosiva utbrott.

Bodie är ett annat bra exempel på hur denna process kan påverka livet: människor drevs till äventyret och möjliga pengar de kunde hitta. Med de potentiella pengarna kom tjuvar, prostituerade och utstötta. Denna nu övergivna stad som hade omvandlats till en bevara delar en intressant fågelperspektiv till Kaliforniens förflutna.

Adams, David. Delta Mine Training Center http://www.dmtcalaska.org/course_dev/explogeo/class08/notes08.html

Barnes, Hubert L., geokemi av hydrotermiska malmfyndigheter, 1 – 13, 303 – 307, 435 – 448, 1997.

Bove, Dana J., Kompositionella förändringar inducerade av hydrotermisk förändring vid den röda
Mountain Alunite deposition, Lake City, Colorado, U. S. G. S. Bulletin 1936.

Gonchar, G. G., vätskor i skorpan: jämvikt och transportegenskaper, 1 – 41, 1995.

Kanadas geologiska förening., Förändrings-och förändringsprocesser associerade med Malmbildande System, 1 – 43, 315 – 339, 1994.

Hagemann, Steffen Dr., hydrotermisk förändring Systematik, Ore Genesis föreläsningsserie, föreläsning 364, 2001. http://www.virtualgeology.com .

Jessey, Dr., teorier om Malm Genesis GSC433 föreläsning. http://geology.csupomona . edu / drjessey/klass/GSC433 / uppkomst.htm

Jones och Hutton., University of Wollongong, GEOS102 malmkroppar 3 – hydrotermiska avlagringar föreläsning http://cedir.uow.edu.au/Projects/GEOS102/lectures/ach6.html . 2000.

Kirkemo, Harold och William L. Newman och Roger P. Ashley. ”Guld”. US Geological Survey. http://pubs.usgs.gov/gip/prospect1/goldgip.html>> 1997.

Lamber, David., Fältguiden till Geologi. New York. Fakta om filen. 1988.
McCaffrey och Pavey, föreläsning 1-malmer och Malmmineraler, 5.2 kriterier för hydrotermisk
Malmbildning, föreläsning 6 – malmer bildade av hydrotermiska processer II: Intracrustala avlagringar. http://www.dur.ac.uk/juliette.pavey/geology/lectoutline.htm

Pirajno, Franco., Hydrotermiska Mineralfyndigheter, 22, 33, 42 – 44, 101, 110 – 123, 1939.

Schafersman, Steven D., Miami University. GLG 111 Kapitel 21: geologiska resurser. Föreläsning Disposition. http://www.utpb.edu/SCIMATH/schafersman/geology/phy-geol/lecture-notes/ch21-resources.html.

Skinner, hjärna J., den blå planeten: En introduktion till Jordsystemvetenskap, 419-425.

Williams, Curtis. Hydrotermisk förändring och mineralfyndigheter. http://www.indiana. edu / ~ sierra/papper / williams.HTML.

material som samlats in från g188 bindemedel. Sammanställt av John Rupp, Michael Hamburger och Assistentinstruktör. 10-25 maj 2003.

fältarbete från Sierra Nevada-regionen, Geologi G188. Sammanställt av Megan Patterson. 10-25 maj 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