Hidrotermal maden yatağı - Hydrothermal mineral deposit

Hidrotermal maden yatakları oluşan değerli minerallerin birikmesidir dolaşan sıcak suları Dünya içinde kabuk çatlaklar boyunca. Sonunda oluşturmak metalik hale kaya bir hacimde konsantre hale bakımından zengin sıvı, süper-doymuş ve daha sonra çökelti, cevher mineralleri. Bazı durumlarda, madenler madencilik yoluyla kârlı bir şekilde çıkarılabilir. Maden yataklarının keşfi önemli ölçüde zaman ve kaynak tüketir ve şirketler tarafından keşfedilen her bin umuttan sadece biri sonunda bir madene dönüştürülür. Bir maden yatağı, belirli bir alanda bulunan ekonomik olarak faydalı bir kaya veya mineralin jeolojik olarak önemli herhangi bir konsantrasyonudur. Bilinen ancak kullanılmamış bir maden yatağının varlığı, karlı çıkarma için kanıt eksikliği anlamına gelir.

Hidrotermal maden yatakları altı ana alt kategoriye ayrılır: porfir , skarn , volkanojenik masif sülfit (VMS), tortul ekshalatif (SEDEX) ve epitermal ve Mississippi Vadisi tipi (MVT) yataklar. Her hidrotermal maden yatağı farklı farklı yapılara, yaşlara, boyutlara, derecelere, jeolojik oluşumlara, özelliklere ve en önemlisi değere sahiptir. İsimleri oluşumlarından, coğrafi konumlarından veya ayırt edici özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Genel olarak, felsik ila ara magma odaları ve/veya soğutma plütonları etrafında geliştirilen hidrotermal sıvı sirkülasyon sistemlerinde porfir tipi mineral yatakları oluşur . Ancak, doğrudan magmadan çökelmediler. Bir skarn yatağı cevheri ve bir montaj iken hesaplanan silikat mineralleri ile oluşturulan metazomatik yerine karbonat kaya içinde temas zonu bir Plütonun. Volkanojenik masif sülfür birikintileri, derinlikte (belki de yüzeyin birkaç kilometre altında) mafik magma bir ısı kaynağı görevi görerek okyanus kabuğunda deniz suyunun konvektif dolaşımına neden olduğunda oluşur . Hidrotermal sıvı alçaldıkça metalleri süzer ve yükselirken mineralleri çökeltir. Sedex tortuları olarak da adlandırılan tortul ekshalatif tortular, hidrotermal sıvıların denizaltı havalandırmasıyla intrakratonik tortul havzalarda oluşan kurşun-çinko sülfür tortularıdır. Bu birikintiler tipik olarak şeyl içinde barındırılır . Hidrotermal epitermal birikintiler, jeolojik damarlardan veya yakın aralıklı jeolojik damar gruplarından oluşur. Son olarak, Mississippi Vadisi tipi (MVT), tektonik olarak kararlı bir plaka içi ortamda sığ bir deniz ortamında biriken kireçtaşı veya dolomit içinde barındırılır . Böyle bir ortamda beklendiği gibi volkanik kayaçlar , kıvrımlanma ve bölgesel metamorfizma genel bir kural olarak yoktur. MVT yatakları genellikle evaporitlerin yakınında bulunur .

Arka plan

Maden cevheri yatağı, kârla çıkarılabilen kaya hacmidir. Bu nedenle, bir maden yatağının karlı olup olmadığını belirleyen fiyat, tonaj veya konum gibi birçok değişken vardır. Mineral emtialar metaller veya metal olmayanlar olarak sınıflandırılabilir. Metaller , baz , demir , küçük bölünebilir ve değerli metalleri içeren periyodik tablonun elemanlarını ifade eder . Öte yandan, metal olmayanlar alçıtaşı , elmas, petrol, kömür ve agrega gibi endüstriyel mineralleri ifade eder . Ekonomik olarak değerli ve geri kazanılabilir minerallerin hidrotermal birikintileri genellikle kıt olarak kabul edilir, yani bu tür birikintiler dünya yüzeyinin toplam alanına göre çok küçüktür.

Bu yatak tiplerinin her birinin, genellikle ortak özelliklere sahip ve benzer dört boyutlu jeodinamik bağlamda farklı bir yatak grubunu temsil ettiği düşünülür. Belirli bir tipteki tortuların oluşumu zaman ve yere göre değişebilir, ancak farklı tortu türleri de eşzamanlı olarak oluşabilir, ancak aynı geniş orojen içinde uzamsal olarak ayrılabilir.

Hidrotermal maden yatakları, neredeyse tüm modern endüstriyel faaliyetlerde önemli bir rol oynamaktadır.

Bazı yazarlara göre, hidrotermal çözeltilerin dört kaynağı olabilir, ancak herhangi bir tek hacimli hidrotermal çözelti genellikle iki veya daha fazla türün karışımıdır:

1. Kristalleşmenin geç bir aşamasında magmadan türetilen döteryum sıvısı
2. Bölgesel metamorfizma sırasında hidrotermal sıvıların aşamalı olarak uzaklaştırılmasıyla elde edilen metamorfik sıvı
3. Yüzeyden inen meteorik su
4. Çekirdeğin gazdan arındırılmasıyla oluşan sıvı? ve manto
5. Bazin tuzlu suları da olası bir hidrotermal sıvı kaynağı olarak kabul edilir. Akışkanların, tortulardan sıkışma ve tektonik kuvvetlerle dışarı atılan su olduğu düşünülmektedir.

Cevher mineralleri, aynı zamanda oluşturabilir ve aynı zamanda olarak adlandırılan ana kaya, aynı süreçlerden sinjenetik , belki de sırasında ana kaya oluşturulduktan sonra hafifçe oluşturabilir hava ya da sıkıştırma olarak da adlandırılır diyajenetik ya da oluşturabilir ana kayadan veya epigenetikten çok daha sonra. Ana kaya, cevher yatağını çevreleyen kayadır.

Porfir Cevher Yatakları

Bir ada yayı yanardağının varsayımsal kesiti, yanardağın çekirdeğine yerleştirilen izinsiz girişleri gösteriyor. Porfir tipi cevherin geliştirilmesi sırasında, bir veya daha fazla müdahale, ayrı bir hidrotermal sıvı fazı oluşturmuş ve/veya meteorik suların konveksiyonunu sağlamak için bir ısı kaynağı görevi görmüş olacaktır (kırmızı oklara bakınız).

Porfir yatakları , dünya bakır ve molibden üretiminin çoğunu , arzının sırasıyla yüzde 60 ve 95'ini oluşturuyor.

Porfiri tipi cevher yatakları, yüksek seviyeli, subvolkanik felsik ila ara magma odaları ve/veya soğutma plütonlarının üzerinde ve çevresinde geliştirilen hidrotermal akışkan sirkülasyon sistemlerinde oluşur . Cevher, geçici ve genetik olarak müdahalelerle ilişkilidir, ancak doğrudan magmadan çökelmemiştir.

oluşum

Porfiri maden yatakları, iki levha tektonik levhası gelişmiş bir dalma bölgesinde çarpıştığında oluşur , daha sonra mevcut kayalarla reaksiyona girerek soğur ve sonunda bir bakır yatağı oluşturur. Aktif bir volkanik alanda yer değiştirme seviyesi genellikle yüzeyin iki kilometre altında sığdır.

Tipik bir ark adası porfiri yatağı için bir örnek aşağıda açıklanmıştır:

1. Formasyon, okyanus-okyanus çarpışma zonunda bir dalma zonunun üzerinde deniz tabanındaki erken volkanizma sırasında başlar.
2. Daha sonra magma kristalleştikçe , magmanın sıvı fazındaki su, karbondioksit ve kükürt dioksit gibi uçucu maddelerin konsantrasyonu artar.
3. Sonunda, kristalleşmenin çok geç bir aşamasında , uçucu konsantrasyon o kadar büyük olur ki, silikat magmadan ayrı bir hidrotermal sıvı fazı ayrılır.
4. Hidrotermal akışkan miktarı arttıkça buhar basıncı artar.
5. Bir noktada buhar basıncı, üstteki çatı kayalarının gücünü aşar ve üstteki kayayı kırarak volkanik bir patlama meydana gelir.
6. Kalan magma üzerindeki sınırlayıcı basınçtaki ani azalma, gittikçe daha fazla uçucu madde ayrıştıkça magmanın ani ve şiddetli bir şekilde kaynamasına yol açar.
7. Sonuç olarak, minerallerin çökelmesiyle çatı kayalarındaki çatlakların kapanması, çevre basıncının bir kez daha artmasına izin verir.
8. Zaman geçtikçe, artan felsik magmalar yanardağın çekirdeğine doğru yükselir. Bu daha sonraki magmaların bazıları muhtemelen yüzeyde patlar ve daha sonra erozyonla kaldırılacak yeni volkanik kaya katmanları oluşturur.

Son olarak, volkanik aktivite durdu ve erozyon, yanardağın üst kısımlarını kaldırdı ve içeride bulunan müdahaleci kayaları ve ağsal mineralleşmeyi ortaya çıkardı .

porfir özellikleri

Skarn Maden Yatakları

Skarn Formasyonu - bu maden cevheri yatağı oluşumunun üç ana aşaması

Skarn Maden Yatakları, boyut olarak küçük, ancak mineral derecesi yüksek olma eğilimindedir. Bu nedenle, karlı bir skarn cevher yatağı bulmak bir denge ve zorluktur.

Jeolojik olarak, bir skarn yatağı metasomatik değiştirilmesi ile oluşan cevheri ve hesaplanan silikat mineralleri bir topluluğu, bir karbonat kaya içinde temas zonu bir Plütonun. Tipik kalksilikat mineralleri granat , epidot, piroksen , klorit, amfibol ve kuvars – magnezya mineralleri dolomit değiştirilirse, kalker ikamesi ise kalsik mineraller baskındır .

Skarn yatakları, endüstriyel uygulama minerallerinin yanı sıra çok sayıda metalin kaynağı oldukları için ekonomik açıdan önemlidir.

oluşum

Sağdaki şekilde gösterildiği gibi Skarn oluşumu üç aşamada açıklanabilir:

1. Uçucu maddelerce zengin orta dereceli magma kütlesine bir felsik müdahalesi. Kontakt metamorfizma ve minör metasomatizma, skarn oluşumu, elverişli lokasyonlarda meydana gelir.
2. Magmanın devam eden kristalleşmesi ve yaygın skarn oluşumuna ve lokalize breşleşmeye neden olan bir hidrotermal sıvı olarak uçucuların yaygın salınımı.
3. Damarlarda sülfit birikiminin meydana geldiği ve retrograd alterasyonun yaygın olduğu, azalan sıcaklıklar ve hidrotermal aktivite ile karakterize edilir.

Granit ile çok yakın bir mekansal ilişki vardır, skarn sadece çok reaktif bir kaya türü olduğu bilinen mermer içinde oluşur ve skarn bilinen herhangi bir magmatik veya tortul kaya türüne benzemeyen bir kimyasal bileşime sahiptir. Ayrıca, temastaki bükülmeler veya geçirimsiz hornfels yatakları gibi çeşitli yapılar , skarn zonlarının dağılımını ve cevher tenörünü etkilemiştir.

Skarn özellikleri

Epitermal hidrotermal damar yatakları

Altın, kükürt ve metaller açısından zengin yükselen hidrotermal çözeltiler, ana kırılma ve fay zonları boyunca yukarı doğru kanalize edildi. Yüzeye çıkan sıvı, kaplıcalar ve gayzerler olarak havalandırılırdı. Bindirme tabakası boyunca lokalize erozyon, alttaki cevher içeren kayalara açılan pencereler oluşturmuştur. Edwards ve Atkinson'dan (1985) uyarlanmıştır.

Hidrotermal damar cevher yatakları, ayrı damarlardan veya birbirine yakın damar gruplarından oluşur. Damarların, bir kaya kütlesindeki süreksizlikler boyunca ilerleyen hidrotermal çözeltiler tarafından çökeltildiğine inanılmaktadır. Genellikle epitermal kökenlidirler, yani nispeten yüksek kabuk seviyelerinde ve orta ila düşük sıcaklıklarda oluşurlar. Konak kayaçlarından sonra oluştukları için epigenetiktirler.

oluşum

Hidrotermal damar yatakları üç ana kategoriye ayrılır:

1. Felsik plüton birliği - birçok damar, muhtemelen bir plütonun bir döter sıvısı kaynağı olması nedeniyle, felsik plütonlarla uzamsal olarak ilişkilidir.
2. Mafik volkanik kaya birliği - Kanada Kalkanı'nın yeşiltaş kuşakları gibi mafik volkanik diziler içinde birçok damar ve damar paketi oluşur .
3. Metasedimanter dernek.

Her ikisi de hidrotermal olan cevherin kökeni için iki ana olasılık vardır:

Bir olasılık, küçük bir felsik magma kütlesinin yükselişi şunlardan birine yol açmış olabilir:

• Döteryum hidrotermal sıvının serbest bırakılması veya
• Sıcak plüton tarafından tahrik edilen bir konvektif meteorik su sisteminin oluşturulması.

Elementler, plütonun zaten katılaşmış kısımlarından süzüldü. Akışkanlar, granit plütonunun katılaşmış kısmındaki çatlakları takiben, damarlardaki cevher minerallerini çökelterek ve yan kayaları değiştirerek yukarı ve dışa doğru göç etmiş olacaktır.

Diğer olasılık, kabukta gelişen bölgesel bir kayma olayıdır. Kırpma, 300–400 °C arasındaki sıcaklıklarda gerçekleşir. Bu nedenle, kabuk prograd devoltilizasyona tabi tutulurken, kesme olayına hidrotermal sıvının oluşumu ve hareketi eşlik etmiş olabilir. Bu sıvı, cevher elementlerini granit plütonun bir bölümünden süzmüş ve onları aynı plütonun başka bir bölümünde damarlarda yeniden çökelterek etkin bir şekilde konsantre etmiş olabilir.

özellikleri

Epitermal cevher yatakları sığ derinlikte oluşur ve geometride tipik olarak tablo şeklindedir (iki boyutlu).

madencilik faaliyeti

Kuzeybatı Nevada'daki altın-gümüş damarları ve Newfoundland'daki St. Lawrence madenindeki fluorspar damarları ve güneybatı Nova Scotia'daki Doğu Kemptville Madeni'ni oluşturan kalay içeren damarlar gibi büyük iyon damarları buna iyi örneklerdir .

Volkanojenik masif sülfür maden yatakları

Modern deniz tabanındaki sigara içenlerin ve eski volkanojenik masif sülfür yataklarının kökeni : derinlikte (belki de yüzeyin birkaç kilometre altında) mafik magma, okyanus kabuğunda deniz suyunun konvektif dolaşımına neden olan bir ısı kaynağı görevi görür.

Volkanojenik masif sülfür (VMS), kurşun, gümüş ve bakır için katkıda bulunurken, dünyanın çinko üretiminin neredeyse dörtte birinden sorumludur . VMS yatakları, uzun bir süre boyunca oluştukları ve değerli minerallerde nispeten yüksek bir dereceye sahip oldukları için büyük boyutta olma eğilimindedir. Bu yataktaki başlıca mineraller pirit , sfalerit , kalkopirit ve galen gibi sülfit mineralleridir .

"Masif sülfür" tortusu terimi, %50'den fazla sülfür minerali içeren herhangi bir tortuyu ifade eder. "Volkanojenik" değiştiricisi, masif sülfürlerin, sülfit birikimi sırasında devam etmekte olan volkanizma ile genetik olarak ilişkili olduğuna inanıldığını gösterir. Bu nedenle, VMS yataklarının, ev sahibi volkanik kayalara göre yaş olarak singenetik veya belki de biraz diyajenetik olduğuna inanılmaktadır.

oluşum

VMS'nin biriktirilmesi esas olarak iki nedenden kaynaklanmaktadır:

1. Yükselen sıcak mineral içeren sıvılar ve soğuk inen su arasında karıştırma.
2. Artan yüksek sıcaklık çözeltisinin soğutulması.

VMS yatakları, genişleme ve aktif volkanizma bölgelerinde oluşur. Orijinal sıvı esas olarak soğuk, alkali, metalleri eksik deniz suyudur ve bazı durumlarda daha az oranda magmatik sıvı içerebilir.

Minerallerin ana kaynağı, deniz suyunun içinden aktığı volkanik kayaçlardan gelir ve beraberinde volkanik kayanın minerallerini de alır.

Deniz suyu ısıtılır, konveksiyon akımları oluşur ve denizin dibinde veya hemen su yüzeyinin altına boşaltılan mineralleri siyah tütsüler şeklinde taşıyarak yükselirler.

Magma, mantodan yükselir ve daha sonra kabukta soğur ve daha sonra, sonunda yüzeye taşınan metalleri içeren uçucu sıvıları serbest bırakır ve zamanla bu birikimler mineral birikintileri haline gelir.

Magmadan gelen yüksek sıcaklıktaki uçucu akışkanlar, deniz suyu gibi çatlaklar ve faylar yoluyla aşağı doğru hareket eden düşük sıcaklıktaki sıvılarla temas ettiğinden, sıcaklık ve kimyasal özelliklerdeki büyük farklılıktan dolayı mineral çökeltisi meydana getirir, bu da mineral çökeltisini oluşturur. deniz tabanında ortaya çıkan siyah sigara içenler.

Ana kayaçlar esas olarak volkaniktir, felsik volkanik kayalar ada yayı veya orojenik kuşak gibi yakınsak bir ortama işaret eder . VMS yataklarında çört ve arduvaz gibi küçük tortul yataklar bulunur ve bunlar dalga tabanının altında denizel çökelmeyi gösterir .

Deniz tabanında oluşan VMS birikintileri, günümüzde modern deniz tabanı sigara içenlerin oluşturduğu şekilde. Karadaki VMS yataklarının en son derlemeleri, 50'den fazla ülkede ve 150 farklı maden kampı veya bölgesinde yaklaşık 1.100 yatak içermektedir.

VMS Özellikleri

Sedimanter Ekshalatif Mineral Yatakları

Kızıldeniz sülfür yataklarının kökeni için petrogenetik model. Soğuk deniz suyu (mavi oklar) derin çatlaklar yoluyla deniz tabanına girer. Aşağı inerken ısınır ve deniz tabanı bazaltlarından Si, metaller ve diğer çözünen maddeleri süzer.

Sedimanter ekshalatif (SEDEX) yatakları, toplam dünya çinko üretiminin %40'ını, kurşunun %60'ını ve gümüşün önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Ekonomik önemine rağmen, sedex yatakları nispeten nadirdir. Dünya çapında bir sedex yatakları derlemesi, 24'ü çıkarılmış veya çıkarılmakta olan yaklaşık 70'in bilindiğini göstermektedir. Nispeten düşük tenörlü veya alışılmadık derecede ince tane boyutu nedeniyle çoğunluğun madenciliği ekonomik değildir ve değirmen geri kazanımını oldukça düşük kılar.

SEDEX yatakları, hidrotermal sıvıların denizaltı havalandırmasıyla intrakratonik yarık havzalarında oluşan kurşun-çinko sülfür yataklarıdır. Bu birikintiler genellikle stratiform, tabular - mercimek şeklindedir ve tipik olarak şeyl içinde barındırılır, ancak tortul kayaç detrikleri ve hatta karbonatlar konakçı olabilir.

oluşum

SEDEX yatakları, bölgesel bir tektonik genişleme ortamında, soğuk deniz suyunun (mavi oklar) havza suyuyla karıştığı okyanus altında ve jeotermal gradyanla ısıtılan havza tabanına doğru sinüs tortul faylar aracılığıyla aktığı tortul havzalarda oluşur ve daha sonra konvektif akımlarla yükselir (kırmızı oklar).

Kızıldeniz sülfür yataklarının kökeni için model. Soğuk deniz suyu (mavi oklar) derin çatlaklar yoluyla deniz tabanına girer. Aşağı inerken ısınır ve deniz tabanı bazaltlarından silikon, metal ve diğer çözünen maddeleri süzer .

Kükürt kaynağı, havzanın dibinde gerçekleşen bir işlem olan deniz sülfatının bakteriyel indirgenmesiyle olabilir. Aynı zamanda, alttaki serinin yıkanmasından veya deniz sülfatın termokimyasal indirgenmesinden de gelebilir. Sülfür minerallerinin çökelmesi, inorganik çökeltme ve/veya bakteriyel çökelme ile tetiklenebilir.

SEDEX Özellikleri

Mississippi Vadisi tipi maden yatakları

oluşum

MVT yatakları genel olarak petrogenetik model - Sığ bir tropikal deniz platformunda biriken karbonat kum kümeleri, çok sığ su evaporit havzalarını (karaya doğru) ve daha derin su çamurlarını (denize doğru) ayırdı .

Yataklar, tektonik olarak kararlı bir levha içi ortamda sığ deniz platformlarında biriken kireçtaşı veya dolomit içinde barındırılmaktadır. Böyle bir ortamda beklendiği gibi volkanik kayaçlar, kıvrımlanma ve bölgesel metamorfizma genel bir kural olarak yoktur. MVT yatakları genellikle evaporitlerin yakınında ve/veya uyumsuzlukların altında bulunur .

Tortular, yatak ölçeğinde tabakalanma ile uyumsuzdur ve belirli stratigrafik ufuklarla sınırlıdır. Cevher barındıran yapılar en yaygın olarak yüksek breşli dolomit bölgeleridir - bu yapılar az ya da çok dikey olabilir, yüksek açılarda tabakalaşmayı kesebilir veya tabakalaşma ile aynı yönde uzanan mercek şeklinde olabilir.

Genel olarak MVT yataklarını açıklamak için bir petrogenetik model:

1. Cevher mineralleri dolomitteki boşlukları ve kırıkları doldurur. Bu nedenle, kökenleri hidrotermal ve epigenetik olmalıdır.
2. Bölgedeki hiçbir kaya herhangi bir şekilde metamorfoza uğramadığından, ilgili hidrotermal akışkanların sıcaklığı oldukça düşük olmalıdır.
3. Buna ek olarak, çok sayıda oyuğun varlığı, kayaların o kadar sığ olduğunu ima eder ki, oyukları çökertmek için sınırlı basınç yetersizdir.
4. Ayrıca, sfalerit genellikle çok soluk sarıdır, bu da çinko açısından zengin ve demir açısından düşük bir düşük sıcaklıkta sfalerit olduğu anlamına gelir.
5. Cevher birikimi, karst gelişimi sırasında veya hemen sonrasında yüzeye yakın bir yerde meydana geldi .

Mevduatlar, mevduat ölçeğinde yataklama ile uyumsuzdur.

Cevher barındıran yapılar en yaygın olarak yüksek breşli dolomitin zolinkneleridir .

Bu yapılar, aşağı yukarı dikey, yüksek açılarda çapraz yataklama olabilir veya yataklama ile aynı yönde uzanan mercek şeklinde olabilir.

MVT Özellikleri

Mississippi Vadisi tipi yataklar, eski sedex yataklarının modern analogları olan Kızıldeniz yataklarıyla karşılaştırılabilir, bazı farklılıklar yapılabilir:

• MVT yatakları karbonat kayalarında bulunurken, sedex yatakları denizel şeyllerde bulunur.
• MVT tortularının çok sığ suda, büyük olasılıkla 50 metreden daha az derinlikte oluştuğuna inanılırken, sedex tortularının nispeten derin deniz koşullarında oluşabileceğine inanılmaktadır.
• Mineralizasyon, kaba tane boyutu, boşluklar, breş parçaları ve özşekilli kristaller ile karakterize edilir . Buna karşılık, sedex mineralizasyonu genellikle ince taneli ve laminedir.
• MVT birikintileri tabakalıdır, oysa sedex birikintileri tabakalı olma eğilimindedir.
• Bakır ve pirit/pirit, MVT yataklarında genellikle yoktur veya çok azdır, oysa SEDEX yataklarında daha bol olabilirler.

Ayrıca bakınız

• hidrotermal sirkülasyon
• Hidrotermal havalandırma
• madencilik
• SEDEX
• Porfir bakır yatağı

Referanslar

Dış bağlantılar

• https://www.geologyforinvestors.com/