Metamorfe afzettingen

metamorfisch deposito's zijn een soort minerale afzetting die ontstaat als gevolg van metamorfisme, het proces waarbij rotsen veranderen als gevolg van veranderingen in temperatuur, druk en chemische omgeving. Tijdens metamorfose ondergaan reeds bestaande gesteenten een proces van herkristallisatie en nieuwe mineralen kunnen groeien als reactie op veranderingen in hun omgeving. Metamorfe afzettingen kunnen een breed scala aan mineralen bevatten, waaronder kostbare en onedele metalen, en kunnen voorkomen in een verscheidenheid aan gesteentesoorten, zoals schisten, gneis en marmer.

De economische betekenis van metamorfe afzettingen kan sterk variëren, afhankelijk van de specifieke mineralen die ze bevatten en de geologische omstandigheden die tot hun vorming hebben geleid. Enkele voorbeelden van economisch belangrijke metamorfe afzettingen zijn de lood-zinkafzettingen in het Tri-State Mining District in de Verenigde Staten, de koper-goudafzettingen van de Olympic Dam-mijn in Australië, en de platina groepselementafzettingen van het Bushveld Igneous Complex in Zuid-Afrika.

Bij het onderzoek naar metamorfe afzettingen kan een reeks technieken betrokken zijn, zoals geologische kartering, geofysische onderzoeken en geochemische analyses. Omdat metamorfe afzettingen vaak worden geassocieerd met bepaalde gesteentetypen en geologische structuren, zoals fouten en plooienkan kennis van de regionale geologie en tektonische geschiedenis van cruciaal belang zijn bij het identificeren van potentiële doelwitten. Bovendien kan het begrijpen van de mineralogische en chemische veranderingen die optreden tijdens metamorfose helpen bij het identificeren van de soorten mineralen die aanwezig kunnen zijn in metamorfe afzettingen.

Zoals bij elk type mijnbouwactiviteit kunnen er milieuproblemen optreden die verband houden met de ontwikkeling en exploitatie van metamorfe afzettingen. De winning en verwerking van mineralen kan bijvoorbeeld resulteren in het ontstaan ​​van afvalstoffen en het vrijkomen van potentieel schadelijke chemicaliën in het milieu. Met een goede planning en goed beheer is het echter mogelijk om de milieueffecten van mijnbouw tot een minimum te beperken en ervoor te zorgen dat eventuele negatieve effecten zoveel mogelijk worden beperkt.

Soorten metamorfe afzettingen

Metamorfe afzettingen kunnen grofweg in twee typen worden onderverdeeld: (1) afzettingen gevormd door de metamorfose van reeds bestaande minerale afzettingenen (2) die gevormd door het metamorfisme van reeds bestaande gesteenten die slechts een laag niveau van mineralisatie bevatten.

Het eerste type omvat gemetamorfoseerde minerale afzettingen zoals lood-zinkafzettingen, die door middel van regionaal metamorfisme kunnen worden omgezet in loodzinkrijke gneis of leisteen. Het tweede type omvat gemetamorfoseerd sedimentair gesteente, zoals marmeren, kwartsiet en leisteen, die tijdens het metamorfe proces kan worden gemineraliseerd.

Er zijn ook enkele soorten metamorfe afzettingen die uniek zijn voor specifieke soorten metamorfose, zoals skarn-afzettingen die zich vormen tijdens contactmetamorfose, en sommige soorten ijzer oxide-koper-goud-afzettingen die zich vormen tijdens hydrothermische metamorfose.

Vormingsprocessen en mineralogie

Metamorfe afzettingen worden gevormd wanneer reeds bestaande gesteenten worden blootgesteld aan hoge temperaturen en druk, wat resulteert in de herkristallisatie van mineralen en de vorming van nieuwe mineralen. Er zijn verschillende soorten metamorfe afzettingen, waaronder:

1. Skarn-afzettingen: deze worden gevormd wanneer carbonaatgesteenten worden blootgesteld aan hitte en druk van een aangrenzende stollingsindringing, wat leidt tot de vervanging van de oorspronkelijke mineralen door nieuwe mineralen, zoals granaat, wollastoniet en diopside.
2. Marmerafzettingen: deze worden gevormd wanneer kalksteen or dolomiet wordt onderworpen aan hitte en druk, wat resulteert in de herkristallisatie van de oorspronkelijke mineralen tot grote, in elkaar grijpende kristallen calciet of dolomiet.
3. Kwartsietafzettingen: deze worden gevormd uit zandsteen dat is blootgesteld aan intense hitte en druk, resulterend in de herkristallisatie van de oorspronkelijke mineralen tot in elkaar grijpende korrels van kwarts.
4. grafiet afzettingen: Deze worden gevormd wanneer koolstofhoudend materiaal, zoals steenkool, wordt blootgesteld aan hoge temperaturen en drukken, wat leidt tot de vorming van grafiet.
5. schist afzettingen: deze worden gevormd uit schalie or moddersteen dat is blootgesteld aan hitte en druk, resulterend in de herkristallisatie van de oorspronkelijke mineralen in grote, platte, platachtige mineralen, zoals small en chloriet.

De mineralogie van metamorfe afzettingen varieert afhankelijk van de samenstelling van het oorspronkelijke gesteente, de intensiteit van de hitte en druk, en de aanwezigheid van vloeistoffen tijdens het metamorfe proces. Veel voorkomende mineralen gevonden in metamorfe afzettingen zijn kwarts, veldspaat, mica, granaat en verschillende soorten metamorfe gesteenten, zoals gneis, leisteen en marmer.

Economische betekenis en toepassingen

Metamorfe afzettingen kunnen economische betekenis hebben, vooral in de vorm van ertsafzettingen. De mineralen in deze afzettingen kunnen worden geconcentreerd door metamorfe processen zoals herkristallisatie, metasomatisme en vervorming. Metamorfe afzettingen zijn echter over het algemeen economisch minder belangrijk dan magmatische afzettingen hydrothermische afzettingen.

Sommige soorten metamorfe afzettingen, zoals bepaalde soorten marmer, worden gebruikt als bouwmateriaal en decoratieve stenen. Bepaalde soorten metamorfe gesteenten kunnen ook worden gebruikt als industriële mineralen, zoals talk, dat wordt gebruikt in een verscheidenheid aan producten, waaronder keramiek, verf en kunststoffen. Metamorfe afzettingen kunnen ook bronnen van edelstenen zijn, zoals bepaalde soorten korund (bijvoorbeeld robijnen en saffieren) en bepaalde soorten granaat.

Verkenningstechnieken

Exploratietechnieken voor metamorfe afzettingen kunnen variëren, afhankelijk van het type afzetting, de locatie en andere factoren. Enkele van de exploratietechnieken die kunnen worden gebruikt om metamorfe afzettingen te identificeren en evalueren zijn onder meer:

1. Veldkartering: Dit omvat het identificeren en in kaart brengen van ontsluitingen en geologische structuren in het veld. De gegevens die tijdens het in kaart brengen van de velden worden verzameld, kunnen worden gebruikt om potentiële gebieden voor minerale afzettingen te identificeren en te evalueren.
2. Geochemische bemonstering: Dit omvat het verzamelen en analyseren van monsters van gesteente, grond, water of vegetatie om de aanwezigheid en concentratie van mineralisatie te bepalen. Geochemische bemonstering kan helpen bij het identificeren van potentiële gebieden voor verder onderzoek.
3. Geofysische onderzoeken: Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende geofysische methoden om de fysische eigenschappen van gesteenten en mineralen in de ondergrond te meten. Geofysisch onderzoek kan helpen bij het identificeren van gebieden met een groot potentieel voor minerale afzettingen.
4. Teledetectie: hierbij wordt gebruik gemaakt van satelliet- of luchtbeelden om oppervlaktekenmerken te identificeren en in kaart te brengen die kunnen duiden op de aanwezigheid van mineralisatie. Teledetectie kan worden gebruikt om potentiële verkenningsgebieden te identificeren.
5. Boren: Dit omvat het boren van boorgaten om geologische gegevens en monsters uit de ondergrond te verzamelen. Boren is een belangrijke techniek voor het evalueren van de diepte en omvang van mineralisatie in een gebied.
6. Petrografische analyse: Dit omvat het onderzoek van dunne delen van gesteentemonsters onder een microscoop om de mineralogie, textuur en structuur van het gesteente te identificeren. Petrografische analyse kan helpen bij het identificeren van de aanwezigheid van metamorfe mineralen en de metamorfe kwaliteit van de rotsen.
7. Structurele analyse: Dit omvat het onderzoek van geologische structuren zoals fouten, plooien en breuken om de vervormingsgeschiedenis van de rotsen te begrijpen. Structurele analyse kan helpen bij het identificeren van gebieden waar de mineralisatie mogelijk geconcentreerd is als gevolg van vervorming.

Over het algemeen wordt een combinatie van deze technieken vaak gebruikt bij de verkenning en evaluatie van metamorfe afzettingen.

Milieubeleid

De milieuproblemen die verband houden met metamorfe afzettingen zijn vergelijkbaar met die van andere soorten minerale afzettingen, en kunnen bodem- en waterverontreiniging omvatten, evenals vernietiging en fragmentatie van habitats. De winning en verwerking van mineralen uit metamorfe afzettingen kan dat wel leiden tot het ontstaan ​​van afvalmaterialen, zoals residuen, die gevaarlijke stoffen kunnen bevatten die in de omgeving terecht kunnen komen als ze niet goed worden beheerd. Het gebruik van zware machines bij mijnbouwactiviteiten kan ook leiden tot geluidsoverlast en stofemissies, wat een negatieve invloed kan hebben op de gezondheid van werknemers en nabijgelegen gemeenschappen.

Bovendien kan de verkenning en ontwikkeling van metamorfe afzettingen lokale ecosystemen en habitats verstoren. Ontbossing en andere veranderingen in landgebruik die verband houden met mijnbouw en exploratie kunnen bijvoorbeeld leiden tot het verlies van leefgebied voor inheemse planten en dieren. Dit kan een rimpeleffect hebben op het hele voedselweb, wat mogelijk kan leiden tot een afname van de biodiversiteit en de gezondheid van ecosystemen. Om deze gevolgen te beperken, kan van mijnbouwbedrijven worden verlangd dat zij milieueffectbeoordelingen uitvoeren en plannen ontwikkelen om de potentiële milieurisico's die met hun activiteiten samenhangen, te beperken en te beheren.

Referenties

1. Guilbert, JM, en Park, Jr, CF (2007). De geologie van ertsafzettingen. Waveland-pers.
2. Evans, AM (1993). Ertsgeologie en industriële mineralen: een inleiding. Wiley-Blackwell.
3. Lowell, JD, en Guilbert, JM (1970). Laterale en verticale wijziging-mineralisatiezonering in porfierertsafzettingen. Economische geologie, 65(4), 373-408.
4. Zanger, DA, Berger, VI, & Moring, BC (2005). Porfier koper afzettingen van de wereld: database en klasse- en tonnagemodellen, 2004. US Geological Survey Open-File Report, 05-1060.
5. Kesler, SE, & Wilkinson, BH (2019). Door sediment gehoste minerale afzettingen: een overzicht. Ertsgeologie beoordelingen, 104, 260-279.
6. Hedenquist, JW, Arribas Jr, A., en González-Urien, E. (2000). Onderzoek naar epithermisch goud deposito's. Recensies in Economische Geologie, 13, 245-277.
7. Hofstra, AH (2014). Kimberliet en diamant geologie van het Lundazi-district, Zambia. Ertsgeologie beoordelingen, 57, 215-245.
8. Simmons, SF (2005). Goudafzettingen van het Carlin-type in Nevada: kritische geologische kenmerken en haalbare modellen. Economische geologie, 100(8), 1233-1262.