Ertshoudende hydrothermische vloeistoffen zijn vloeistoffen die verrijkt zijn met mineralen en metalen, en spelen een belangrijke rol bij de vorming van vele soorten minerale afzettingen. Deze vloeistoffen zijn doorgaans heet en rijk aan mineralen, en worden vaak geassocieerd met stollingsactiviteit, zoals vulkanisme of indringers. De vloeistoffen kunnen afkomstig zijn uit verschillende bronnen, waaronder magmatische vloeistoffen, metamorfe vloeistoffen of meteorische vloeistoffen.
Wanneer deze vloeistoffen er doorheen bewegen rotsenkunnen ze veranderingen in het gesteente veroorzaken, zoals de introductie van nieuwe mineralen, wijziging van bestaande mineralen, en het creëren van nieuwe structuren, zoals aderen of breccias. Terwijl de vloeistoffen door het gesteente bewegen, kunnen ze onderweg mineralen en metalen afzetten, wat resulteert in de vorming van ertsafzettingen.
Het exacte mechanisme waarmee deze vloeistoffen mineralen transporteren en afzetten is complex en wordt nog niet volledig begrepen. Er wordt echter gedacht dat de vloeistoffen mineralen uit de omringende rotsen kunnen oplossen en deze vervolgens door breuken en poriën in het gesteente kunnen transporteren. Terwijl de vloeistoffen afkoelen, kunnen de mineralen uit de vloeistof neerslaan en zich vormen deposito's.
De samenstelling van de hydrothermische vloeistoffen kan sterk variëren, afhankelijk van hun bron, en kan een verscheidenheid aan elementen bevatten, waaronder: goud, zilver, koper, leiden, zink en uranium, onder andere. De aanwezigheid van deze metalen kan de afzettingen economisch waardevolle en belangrijke bronnen van mineralen en metalen voor menselijk gebruik maken.
Inhoud
Wat is vloeistof?
In de geologie is een vloeistof een substantie die kan stromen en de vorm kan aannemen van een container. Vloeistoffen zijn stoffen die geen vaste vorm hebben en zowel vloeibaar als gasvormig kunnen zijn. Ze vormen een belangrijk onderdeel van veel geologische processen, zoals de circulatie van de aardmantel, de vorming van minerale afzettingen en de beweging van grondwater in de ondergrond. Vloeistoffen spelen een belangrijke rol bij het transport van warmte, massa en energie, en zijn betrokken bij een groot aantal daarvan geologische verschijnselen, inclusief hydrothermale systemen, vulkanisme en tektonische vervorming.
Hydrothermische vloeistof
Hydrothermische vloeistoffen zijn vloeistoffen die voorkomen bij hoge temperaturen en drukken diep in de aardkorst. Het zijn meestal waterige oplossingen die verschillende opgeloste stoffen bevatten, waaronder mineralen en gassen, en die rijk kunnen zijn aan metalen en andere elementen. Hydrothermale vloeistoffen kunnen worden gegenereerd door een verscheidenheid aan geologische processen, waaronder magmatische activiteit, de verwarming van grondwater door hete rotsen en de circulatie van zeewater door de oceanische korst. Wanneer deze vloeistoffen in contact komen met koelere rotsen of vrijkomen op het oppervlak, kunnen ze de vorming van verschillende soorten minerale afzettingen veroorzaken, waaronder afzettingen van goud, zilver, koper en lood-zink. De studie van hydrothermische vloeistoffen en hun rol bij de vorming van minerale afzettingen is een belangrijk onderdeel van de economische geologie.
Verandering en uitloging
Verandering en uitloging zijn belangrijke geologische processen die kunnen leiden tot de vorming van minerale afzettingen.
Verandering verwijst naar de veranderingen die optreden in gesteenten als gevolg van de werking van hydrothermale vloeistoffen. Hydrothermische vloeistoffen, dit zijn oververhitte, mineraalrijke wateroplossingen, kunnen de chemische en mineralogische samenstelling van gesteenten veranderen. Verandering kan plaatsvinden door middel van een verscheidenheid aan processen, zoals hydratatie, oxidatie, sulfidering en verkiezeling.
Uitloging daarentegen is het proces waarbij mineralen en andere materialen uit rotsen en bodems worden opgelost door de werking van water. Dit kan gebeuren wanneer grondwater of andere vloeistoffen door rotsen en bodems sijpelen, mineralen oplossen en wegvoeren. Uitloging kan een belangrijk proces zijn bij de vorming van bepaalde soorten minerale afzettingen, zoals afzettingen van oxidekoper en goud.
Verandering en uitloging kunnen samen voorkomen en kunnen belangrijke processen zijn bij de vorming van vele soorten minerale afzettingen, vooral die gevormd door hydrothermische vloeistoffen. Verandering kan bijvoorbeeld leiden tot de vorming van economische mineralen door het neerslaan van metalen in het veranderde gesteente, terwijl uitloging metalen en andere mineralen in bepaalde gebieden kan concentreren, wat kan leiden tot de vorming van ertsafzettingen.
Neerslag
In de geologie verwijst neerslag naar de vorming en afzetting van mineralen uit een oplossing. Neerslag is een belangrijk proces bij de vorming van minerale afzettingen. Wanneer vloeistoffen die opgeloste mineralen bevatten, gedwongen worden hun omstandigheden te veranderen, zoals temperatuur, druk of chemische samenstelling, kunnen ze oververzadigd raken en kunnen ze de mineralen niet langer in oplossing houden. De overtollige mineralen slaan vervolgens uit de vloeistof neer en vormen nieuwe mineraalkorrels of kristallen.
Het neerslagproces kan in verschillende omgevingen plaatsvinden, waaronder aderen, verspreide afzettingen en breccia's. Neerslag kan ook optreden als gevolg van hydrothermische verandering, waarbij mineralen worden veranderd door vloeistoffen die door rotsen circuleren. Het veranderingsproces kan ervoor zorgen dat mineralen oplossen, onstabiel worden en zich in nieuwe configuraties hervormen.
Naast minerale afzettingen kan neerslag ook voorkomen in natuurlijke omgevingen zoals warmwaterbronnen, geisersen gemineraliseerde grotten.
Soorten water
Er zijn verschillende soorten water die in verband kunnen worden gebracht met minerale afzettingen, afhankelijk van de geologische omgeving. Enkele veel voorkomende soorten water die kunnen worden aangetroffen bij de exploratie en mijnbouw van mineralen zijn:
- Meteorisch water: Dit is water dat afkomstig is van neerslag en infiltreert in de grond en uiteindelijk de grondwaterspiegel bereikt.
- Grondwater: Dit is water dat onder de grondwaterspiegel voorkomt en daarin voorkomt aquifers of andere ondergrondse reservoirs.
- Oppervlaktewater: Dit is water dat aan het aardoppervlak voorkomt, zoals in rivieren, meren en oceanen.
- Hydrothermaal water: Dit is heet water dat afkomstig is van diep in de aardkorst, vaak geassocieerd met magmatische en hydrothermische minerale afzettingen.
- Verwant water: Dit is water dat erin vastzit sedimentair gesteente tijdens hun vorming, en kunnen worden aangetroffen tijdens de mijnbouw.
- zeewater: Dit is het water dat wordt aangetroffen in oceanen en zeeën en kan relevant zijn voor sommige soorten minerale afzettingen die zich in mariene omgevingen vormen, zoals verdampingsafzettingen.
Het type water dat met een minerale afzetting wordt geassocieerd, kan belangrijke gevolgen hebben voor de exploratie en mijnbouw ervan, maar ook voor milieuoverwegingen.
Kookproces
Kookproces is een mechanisme dat kan leiden tot de vorming van minerale afzettingen in hydrothermale systemen. Wanneer de temperatuur en druk van de hydrothermische vloeistof tot een bepaald punt dalen, kan de vloeistof gaan koken, wat resulteert in de vorming van stoombellen. Terwijl de stoom door de resterende hydrothermische vloeistof stijgt, kan deze opgeloste minerale componenten met zich meedragen, die vervolgens uit de oplossing kunnen neerslaan als de vloeistof afkoelt en de druk verder afneemt. Dit kan leiden tot de vorming van minerale aderen, evenals verschillende soorten minerale afzettingen, waaronder goud- en zilverafzettingen, evenals enkele afzettingen van onedele metalen.
Naast het neerslaan van mineralen uit hydrothermische vloeistoffen als gevolg van koken, kunnen ook andere processen bijdragen aan de vorming van minerale afzettingen, waaronder koeling, vermenging en reacties met gesteenten en andere materialen. De specifieke processen en omstandigheden die leiden tot de vorming van verschillende soorten minerale afzettingen kunnen sterk variëren, afhankelijk van een reeks factoren, waaronder het type mineraal, de gastgesteenten en de specifieke geochemische en geologische omstandigheden die in het systeem aanwezig zijn.
