Hydrothermale deposito's zijn minerale afzettingen die worden gevormd door de neerslag van mineralen opgelost in heet water dat er doorheen circuleert rotsen. Hydrothermische vloeistoffen zijn meestal hete, sterk gemineraliseerde waterige oplossingen die ontstaan door de interactie van grondwater met diepgewortelde warmtebronnen. De vloeistoffen worden vaak aangedreven door vulkanische activiteit, zoals magmatische indringers of vulkanische openingen. Terwijl ze door de gastgesteenten circuleren, kunnen de hydrothermale vloeistoffen een grote verscheidenheid aan mineralen oplossen en transporteren. Wanneer deze vloeistoffen afkoelen en de mineralen die ze bevatten oververzadigd raken, kunnen ze uit de oplossing neerslaan en minerale afzettingen vormen.
Hydrothermale afzettingen kunnen worden gevormd in verschillende geologische omgevingen, waaronder aderen, breccia's en vervangende lichamen. Ze kunnen ook voorkomen in een reeks verschillende gastgesteenten, waaronder stollings-, metamorfe en sedimentair gesteente. Het type en de verdeling van mineralen die in hydrothermale afzettingen worden aangetroffen, zijn afhankelijk van de samenstelling van de hydrothermische vloeistoffen, de temperatuur- en drukomstandigheden waaronder de vloeistoffen circuleerden, en de aard van de gastgesteenten.
Inhoud
Soorten hydrothermale afzettingen
Er zijn veel verschillende soorten hydrothermale afzettingen, maar enkele van de belangrijkste zijn:
- Aderafzettingen: Dit zijn minerale afzettingen die voorkomen in kloven of scheuren in gesteenten. Ze worden gevormd wanneer hydrothermische vloeistoffen door de rotsen circuleren en mineralen in de scheuren afzetten. Aderafzettingen zijn vaak rijk aan metalen zoals goud, zilver, koper en leiden.
- skarn deposito's: Skarns is contactpersoon metamorfe gesteenten die ontstaan wanneer hydrothermische vloeistoffen in contact komen met carbonaatgesteenten. Skarn-afzettingen kan een breed scala aan mineralen bevatten, waaronder koper, zink, ijzer en wolfraam.
- Vervangingsdeposito's: Deze afzettingen worden gevormd wanneer hydrothermische vloeistoffen de mineralen vervangen in de rotsen waarmee ze in contact komen. Vervangingsafzettingen worden vaak geassocieerd met kalksteen of andere carbonaatgesteenten, en kan lood, zink en koper bevatten.
- Vulkanogeen massief sulfide deposito's (VMS): VMS-stortingen worden geassocieerd met vulkanische activiteit onder water. Ze ontstaan wanneer hete, metaalrijke hydrothermische vloeistoffen zich vermengen met koud zeewater en metaalsulfiden neerslaan. VMS-afzettingen kunnen koper, zink, lood, goud en zilver bevatten.
- Porfierafzettingen: Porfierafzettingen zijn grote, laagwaardige afzettingen die vaak in verband worden gebracht met koper en goud. Ze worden gevormd wanneer grote hoeveelheden hydrothermische vloeistoffen door een groot gesteente circuleren, waardoor het gesteente verandert en mineralen worden afgezet.
- Epithermische afzettingen: Epithermische afzettingen worden gevormd op ondiepe diepten en gaan doorgaans gepaard met mineralisatie met hoge of lage sulfidatie. Deze afzettingen worden vaak geassocieerd met vulkanisch gesteente en kunnen goud, zilver, koper en andere metalen bevatten.
Vormingsprocessen en mineralogie
Hydrothermale afzettingen worden gevormd uit hete, met mineralen beladen vloeistoffen die uit magmakamers worden verdreven of door rotsen diep in de aardkorst stromen. De vloeistoffen worden doorgaans verwarmd door het magma en staan onder hoge druk, waardoor ze metalen en andere elementen in oplossing kunnen oplossen en transporteren. Terwijl de vloeistoffen door rotsen bewegen, reageren ze ermee en zetten ze hun mineraalgehalte af naarmate de temperatuur, druk en chemische omstandigheden veranderen.
Er zijn verschillende soorten hydrothermale afzettingen, waaronder:
- Aderafzettingen: Deze worden gevormd door de afzetting van mineralen uit vloeistoffen die open breuken of holtes in rotsen opvullen. De mineralen kunnen grote, doorlopende aderen vormen, of ze kunnen verspreid zijn in een netwerk van kleinere aderen. Aderafzettingen zijn vaak rijk aan edele metalen zoals goud en zilver, maar ook aan onedele metalen zoals koper en zink.
- Vervangingsdeposito's: Deze worden gevormd wanneer het mineraalgehalte van een gesteente wordt vervangen door mineralen die worden aangevoerd door hydrothermische vloeistoffen. Dit proces vindt plaats wanneer de vloeistoffen chemisch reageren met het gesteente, waarbij sommige mineralen worden opgelost en door andere worden vervangen. Vervangingsafzettingen worden vaak aangetroffen in kalksteen en andere carbonaatgesteenten en kunnen rijk zijn aan lood, zink en andere metalen.
- Skarn-afzettingen: Deze worden gevormd wanneer hydrothermische vloeistoffen reageren met carbonaatgesteenten, waardoor de ontwikkeling van a metamorfe rots een skarn genoemd. Skarn-afzettingen kunnen rijk zijn aan een verscheidenheid aan mineralen, waaronder koper, goud, ijzer en wolfraam.
- Porfierafzettingen: Deze worden gevormd wanneer grote hoeveelheden hydrothermische vloeistoffen in wisselwerking treden met een grote, opdringerige hoeveelheid magma diep in de aardkorst. De vloeistoffen komen vrij uit het magma en bewegen zich door omringende rotsen, waarbij mineralen worden afgezet. Porfierafzettingen kunnen erg groot zijn en een grote verscheidenheid aan mineralen bevatten, waaronder koper, goud en molybdeen.
- Vulkanogene enorme sulfideafzettingen (VMS).: Deze worden op de zeebodem gevormd door de interactie van hete, mineraalrijke vloeistoffen met koud zeewater. De vloeistoffen worden doorgaans onder water vrijgegeven vulkanen en bevatten hoge concentraties metalen zoals koper, zink en lood.
De mineralogie van hydrothermale afzettingen kan behoorlijk complex zijn en is sterk afhankelijk van de specifieke omstandigheden van de vorming van de afzetting. Veel voorkomende mineralen gevonden in hydrothermale afzettingen zijn onder meer kwarts, calciet, pyriet, chalcopyriet, loodglans, sfaleriet en borniet.
Voorbeelden van opmerkelijke hydrothermale afzettingen
Enkele opmerkelijke hydrothermale afzettingen zijn onder meer:
- Epithermische goudafzettingen: Deze afzettingen worden gevormd op ondiepe diepten (minder dan 1 km) en worden doorgaans geassocieerd met recente vulkanische activiteit. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen in de Comstock Lode in Nevada, VS.
- Porfier-koperafzettingen: Dit zijn grote, laagwaardige koperafzettingen die vaak worden geassocieerd met grote graniet inbraken. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen in Bingham Canyon, Utah, VS.
- Enorme sulfideafzettingen: Deze afzettingen worden gevormd op de zeebodem nabij hydrothermale ventilatieopeningen en zijn doorgaans rijk aan koper, zink, lood en andere metalen. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen in de Iberische Pyrietgordel in Spanje en Portugal.
- Kimberliet pijpen: Dit zijn vulkanische pijpen die diamanthoudende rotsen naar de oppervlakte brengen. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen in de Premier Mine in Zuid-Afrika, waaruit de beroemde Cullinan voortkwam diamant.
- IJzeroxide-koper-goudafzettingen: Deze afzettingen zijn met grootschalige hydrothermale bronnen wijziging en mineralisatiesystemen die rijk zijn aan koper, goud en ijzer. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen bij Olympic Dam in Australië en de Grasberg-mijn in Indonesië.
- Mississippi Valley-type lood-zinkafzettingen: Deze afzettingen worden gevormd door de circulatie van metaalrijke pekel in sedimentaire bekkens. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen in het Tri-State Mining District in het midden van de Verenigde Staten.
- Goudafzettingen van het Carlin-type: Deze afzettingen worden gekenmerkt door de aanwezigheid van verspreid goud in sedimentair gesteente dat is veranderd door hydrothermale vloeistoffen. Voorbeelden hiervan zijn de deposito's in de Carlin Trend in Nevada, VS.
- Sedimentaire uitademingsafzettingen: Deze afzettingen worden gevormd door de afvoer van metaalrijke vloeistoffen uit ventilatieopeningen op de zeebodem in sedimentaire bekkens. Voorbeelden hiervan zijn de afzettingen in de McArthur River-mijn in Australië.
- Door Breccia gehoste afzettingen: deze afzettingen worden gevormd door de verstoring en wijziging van bestaand gesteente door hydrothermale vloeistoffen. Voorbeelden hiervan zijn de deposito's bij de Turquoise Ridge-mijn in Nevada, VS.
- Aderafzettingen: Deze afzettingen worden gevormd door de afzetting van mineralen in breuken en fouten in rotsen. Voorbeelden hiervan zijn de goudafzettingen in het Witwatersrand Basin in Zuid-Afrika.
Referenties
- Guilbert, JM en CF Park Jr. (2007). De geologie van Ertsafzettingen. Waveland pers.
- Heinrich, CA, en T. Pettke (red.). (2012). Ertsafzettingen en mantelpluimen. Springer-Verlag.
- Kusky, TM (2011). Mondiale geologie: een tektonische interpretatie van de geologie van de aarde. John Wiley & Zonen.
- Marshak, S. (2015). Essentie van de geologie. WW Norton & Company.
- Skinner, BJ en SC Porter (red.). (2016). De aardmantel: samenstelling, structuur en evolutie. Cambridge University Press.
- Sverjensky, DA, EE Shock en HC Helgeson. (2014). Thermodynamica en kinetiek van water-steeninteractie. Springer-Verlag.
- Taylor, RP (red.). (2010). Geologie van basismetaalafzettingen. Geologische Vereniging van Londen.
- Vearncombe, JR, en BJ Franklin (red.). (1992). 75-jarig jubileumvolume voor economische geologie. Uitgeverij Economische Geologie.
