Porfier deposito's zijn een soort minerale afzettingen die ontstaan uit grootschalige hydrothermale systemen die verband houden met opdringerige stollingsgesteenten. Ze worden gekenmerkt door de aanwezigheid van porfierachtig rotsen die grote kristallen (fenocrysten) bevatten omgeven door een fijnkorrelige matrix (grondmassa). De mineralisatie in porfierafzettingen wordt doorgaans geassocieerd met hydrothermale vloeistoffen die door de porfiergesteenten circuleren en zich afzetten mineralen zoals koper, goud, molybdeen en zilver in de vorm van sulfiden en andere mineralen.
Inhoud
Algemene kenmerken van porfierafzettingen:
- Grote schaal: Porfierafzettingen zijn groot van formaat en beslaan vaak meerdere vierkante kilometers.
- Leeftijd: Porfierafzettingen vormen zich doorgaans in een relatief korte periode, doorgaans 1 tot 5 miljoen jaar na de vorming van het bijbehorende opdringerige stollingsgesteente.
- mineralisatie: Porfierafzettingen worden doorgaans gemineraliseerd met koper, goud, molybdeen en zilver. De mineralen worden doorgaans aangetroffen als sulfiden en andere mineralen in de vorm van aderen en verspreidingen.
- Geologie: Porfierafzettingen worden geassocieerd met opdringerige stollingsgesteenten, zoals graniet en diorieten. De mineralisatie houdt doorgaans verband met hydrothermale vloeistoffen die door de porfiergesteenten circuleren, waarbij mineralen worden afgezet terwijl ze afkoelen en in evenwicht komen met het omringende gesteente.
Modellering van porfierafzettingen:
- 3D geologische modellering: Er wordt gebruik gemaakt van 3D-geologische modellering om een digitale weergave te creëren van de geometrie en mineralisatie van een porfierafzetting. Dit model kan worden gebruikt om de verdeling van mineralen, de oriëntatie van de mineralisatie en de grootte en vorm van de afzetting te evalueren.
- Resource schatting: Schatting van hulpbronnen wordt gebruikt om de omvang en kwaliteit van een porfierafzetting te schatten op basis van boor- en andere geologische gegevens. Deze informatie wordt gebruikt om de economische waarde van het deposito te schatten.
- Modellering van klasse-tonnage: Modellering van klasse-tonnage wordt gebruikt om de relatie tussen de kwaliteit en de omvang van een porfierafzetting te schatten. Deze informatie wordt gebruikt om de omvang van de afzetting en het potentieel voor verdere exploratie te schatten.
- Hydrothermische modellering: Hydrothermische modellering wordt gebruikt om de omstandigheden te evalueren waaronder de mineralisatie in een porfierafzetting ontstond, zoals temperatuur, druk en vloeistofchemie. Deze informatie wordt gebruikt om de processen te begrijpen die hebben geleid tot de vorming van de afzetting en om toekomstige verkenningen te begeleiden.
Over het geheel genomen is de modellering van porfierafzettingen een belangrijk instrument voor het evalueren van het potentieel van deze afzettingen en voor het begeleiden van exploratie- en ontwikkelingsactiviteiten.
The Basics
De basisprincipes van porfierafzettingen kunnen als volgt worden samengevat:
- Definitie: Porfierafzettingen zijn een soort minerale afzettingen die ontstaan uit grootschalige hydrothermale systemen die verband houden met opdringerige stollingsgesteenten.
- kenmerken: Porfierafzettingen worden gekenmerkt door de aanwezigheid van porfiergesteenten die grote kristallen (fenocrysten) bevatten omgeven door een fijnkorrelige matrix (grondmassa). De mineralisatie in porfierafzettingen wordt doorgaans geassocieerd met hydrothermale vloeistoffen die door de porfiergesteenten circuleren.
- mineralen: Porfierafzettingen worden doorgaans gemineraliseerd met koper, goud, molybdeen en zilver. De mineralen worden doorgaans aangetroffen als sulfiden en andere mineralen in de vorm van aderen en verspreidingen.
- Geologie: Porfierafzettingen worden geassocieerd met opdringerige stollingsgesteenten, zoals graniet en diorieten. De mineralisatie houdt doorgaans verband met hydrothermale vloeistoffen die door de porfiergesteenten circuleren.
- Modellering: Modellering wordt gebruikt om het potentieel van porfierafzettingen te evalueren, inclusief 3D-geologische modellering, schatting van hulpbronnen, modellering van tonnage en hydrothermische modellering. Deze modellen helpen de omvang, vorm en mineralisatie van de afzetting te begrijpen en exploratie- en ontwikkelingsactiviteiten te begeleiden.
De basis: veldfuncties
De veldkenmerken van porfierafzettingen omvatten het volgende:
- Opdringerige rotsen: De belangrijkste gastgesteenten voor porfierafzettingen zijn opdringerige stollingsgesteenten, zoals graniet en diorieten. Deze rotsen ontstaan door de langzame afkoeling van magma in de aardkorst en vormen de basis voor de vorming van porfierafzettingen.
- Hydrothermale Wijziging Zones: Porfierafzettingen worden geassocieerd met hydrothermische veranderingszones, dit zijn gebieden waar de gastgesteenten zijn veranderd door de circulatie van hete, mineraalrijke vloeistoffen. De wijzigingszones worden doorgaans gekenmerkt door veranderingen in het type gesteente, de kleur en de aard van het gesteente mineralogie, en zijn belangrijke indicatoren voor de aanwezigheid van mineralisatie.
- Aderen en verspreidingen: De mineralisatie in porfierafzettingen wordt doorgaans aangetroffen in de vorm van aderen en uitzaaiingen. Aderen zijn smalle, lineaire zones van mineralisatie die zijn neergeslagen uit de hydrothermische vloeistoffen. Verspreidingen zijn wijdverbreider en bestaan uit mineralen die over de gastgesteenten zijn verspreid.
- Koperen Skarns: Porfierafzettingen worden vaak geassocieerd met koperen skarns, dit zijn mineralisatiezones die ontstaan bij het contact tussen een opdringerig stollingsgesteente en een carbonaatgesteente, zoals kalksteen. Koperen skarns zijn een belangrijke bron van koper, goud en molybdeen.
- Geofysische afwijkingen: Porfierafzettingen kunnen worden geïdentificeerd met behulp van geofysische methoden, zoals magnetisch, zwaartekracht en onderzoeken naar elektrische weerstand. Deze methoden worden gebruikt om veranderingen in de fysieke eigenschappen van de rotsen te detecteren die indicatief zijn voor de aanwezigheid van mineralisatie.
Deze veldkenmerken zijn belangrijke indicatoren voor de aanwezigheid van porfierafzettingen en kunnen worden gebruikt als leidraad voor exploratie- en ontwikkelingsactiviteiten. Het begrijpen van de veldkenmerken van porfierafzettingen is een essentieel aspect van het modelleren en evalueren van het potentieel van deze afzettingen.
Grootste stortingen:
De grootste porfierafzetting ter wereld is de Escondida-mijn in Chili. Deze mijn is de grootste koperproducent ter wereld en produceert ook aanzienlijke hoeveelheden goud en zilver. Andere grote porfierafzettingen zijn de Grasberg-mijn in Indonesië, de Cadia-mijn in Australië en de Piedra Buena-mijn in Argentinië.
Naast deze grote mijnen zijn er nog veel meer porfierafzettingen over de hele wereld, waaronder afzettingen in Amerika, Europa, Azië en Afrika. Deze afzettingen zijn een belangrijke bron van koper, molybdeen, goud en andere mineralen en zijn van cruciaal belang voor de wereldeconomie.
Het is vermeldenswaard dat hoewel enkele van de grootste porfierafzettingen zich in politiek en economisch stabiele regio’s bevinden, andere zich in gebieden bevinden die vanuit geopolitiek en logistiek perspectief lastiger zijn. Dit benadrukt het belang van het begrijpen van de regionale en lokale factoren die van invloed kunnen zijn op de exploratie, ontwikkeling en productie van deze afzettingen.
Hier is een lijst van enkele van de grootste porfierafzettingen ter wereld:
- Escondida-mijn, Chili
- Grasberg-mijn, Indonesië
- Cadia-mijn, Australië
- Piedra Buena-mijn, Argentinië
- Bingham Canyon-mijn, Verenigde Staten
- Morenci-mijn, Verenigde Staten
- Cerro Verde-mijn, Peru
- El Teniente-mijn, Chili
- Ok Tedi-mijn, Papoea-Nieuw-Guinea
- Freeport-McMoRan Sierrita-mijn, Verenigde Staten.
Deze lijst is niet uitputtend en er kunnen nog andere grote porfierafzettingen zijn die niet zijn opgenomen. Het is belangrijk op te merken dat de omvang van een afzetting in de loop van de tijd kan veranderen naarmate de mijnbouw- en exploratieactiviteiten voortduren.
Tektonische omgeving
De tektonische omgeving is een belangrijke factor bij de vorming van porfierafzettingen. Porfierafzettingen worden gevormd in gebieden waar aanzienlijke tektonische activiteit heeft plaatsgevonden en waar magmatische indringers hebben plaatsgevonden. Deze activiteit kan grootschalige vervorming en metamorfose in het omringende gesteente veroorzaken, wat leidt tot de vorming van minerale afzettingen.
Tektonische activiteit kan ook de vorming van grootschalige structuren veroorzaken, zoals fouten, die kunnen fungeren als kanalen voor de migratie van mineraalrijke vloeistoffen. Deze vloeistoffen kunnen vervolgens interageren met het omringende gesteente, wat leidt tot het neerslaan van mineralen zoals koper, molybdeen en goud.
Over het algemeen worden porfierafzettingen geassocieerd met convergente plaatgrenzen, waarbij twee tektonische platen naar elkaar toe bewegen. Dit type tektonische omgeving wordt gekenmerkt door aanzienlijke berg bouw, grootschalige breuken en vulkanische activiteit. Het Andesgebergte in Zuid-Amerika is een voorbeeld van een regio met een convergente plaatgrens en een groot aantal porfierafzettingen.
Het is ook vermeldenswaard dat sommige porfierafzettingen worden gevormd in tektonische omgevingen, waar tektonische platen uit elkaar bewegen. In deze omstandigheden stijgt magma naar de oppervlakte en koelt af om grote, porfierachtige indringers te vormen die rijk zijn aan koper, molybdeen en andere mineralen.
Porfier Model
Porphyry Cu Systems Granitic cupola at 3-10 km depth Hydrothermal alteration & ores at 1 to >6 km depth Central high sulfide & metals Increasing low pH, high fS2 alteration upward in system Transition from deep Ppy Cu to shallow epithermal environm’t Role of non-magmatic fluids traditionally restricted to dilute groundwater (meteoric)
Hypogene mineralisatie
Hypogene mineralisatie verwijst naar de vorming van mineralen in ondergrondse omgevingen. Het is een term die wordt gebruikt in de context van minerale afzettingen, inclusief porfierafzettingen, om het proces te beschrijven waarbij mineralen worden neergeslagen uit mineraalrijke vloeistoffen die afkomstig zijn van dieper in de aardkorst.
Hypogene mineralisatie wordt doorgaans geassocieerd met magmatische systemen die worden gekenmerkt door het binnendringen van magma in het omringende gesteente. Terwijl het magma afkoelt en stolt, komen mineraalrijke vloeistoffen vrij die door het omringende gesteente kunnen migreren, wat leidt tot de neerslag van mineralen zoals koper, molybdeen en goud.
Dit proces kan over langere tijd plaatsvinden, waarbij mineraalrijke vloeistoffen miljoenen jaren door de ondergrond circuleren voordat ze worden verdreven en mineralen neerslaan. De resulterende minerale afzettingen kunnen uitgebreid zijn, waarbij mineralisatie over grote gebieden en op grote diepten plaatsvindt.
Hypogene mineralisatie is een belangrijk proces bij de vorming van porfierafzettingen en is verantwoordelijk voor de grote hoeveelheden koper, molybdeen en andere mineralen die in deze afzettingen aanwezig zijn. Het begrijpen van de processen die betrokken zijn bij hypogene mineralisatie is belangrijk voor de exploratie van mineralen en de ontwikkeling van nieuwe mijnen.
Genesis
Het ontstaan van porfierafzettingen verwijst naar de oorsprong en vorming van deze afzettingen. Porfierafzettingen worden gevormd door een combinatie van geologische processen die over een langere periode plaatsvinden. Deze processen omvatten magmatisme, hydrothermische activiteit en de interactie van mineraalrijke vloeistoffen met het omringende gesteente.
De vorming van porfierafzettingen begint doorgaans met het binnendringen van magma in de aardkorst. Terwijl het magma afkoelt en stolt, komen mineraalrijke vloeistoffen vrij die door het omringende gesteente kunnen migreren. Deze vloeistoffen kunnen vervolgens interageren met het omringende gesteente, wat leidt tot het neerslaan van mineralen zoals koper, molybdeen en goud.
Na verloop van tijd kunnen de mineraalrijke vloeistoffen door de ondergrond blijven circuleren, wat leidt tot de vorming van grote, gemineraliseerde systemen. De resulterende afzettingen kunnen uitgebreid zijn, waarbij mineralisatie over grote gebieden en op grote diepten plaatsvindt.
De specifieke processen die betrokken zijn bij het ontstaan van porfierafzettingen kunnen variëren, afhankelijk van de tektonische omgeving, het type magma dat erbij betrokken is en de ouderdom van de afzetting. Over het algemeen worden porfierafzettingen echter gevormd door een combinatie van magmatische, hydrothermische en metamorfe processen die zich over miljoenen jaren afspelen.
Het begrijpen van de ontstaansgeschiedenis van porfierafzettingen is belangrijk voor de exploratie van mineralen en de ontwikkeling van nieuwe mijnen. Het kan helpen om gebieden te identificeren waar deze afzettingen waarschijnlijk zullen voorkomen en om de processen te begrijpen die betrokken zijn bij de vorming van deze afzettingen, die van invloed kunnen zijn op de economie van de mijnbouw.
Vluchtige exoplossing
Vluchtige exsolutie verwijst naar het proces waarbij gassen, zoals waterdamp en koolstofdioxide, worden gescheiden of ‘opgelost’ uit een magmalichaam. Dit proces kan plaatsvinden als het magma afkoelt, of als de druk verandert als gevolg van magmabewegingen of veranderingen in de aardkorst.
Tijdens vluchtige exsolutie komen de gassen vrij uit het magma en vormen ze afzonderlijke zakken of bellen in het magma. Deze gaszakken kunnen vervolgens interageren met het omringende gesteente, wat leidt tot de vorming van minerale afzettingen, waaronder porfierafzettingen.
Vluchtige exsolutie is een belangrijk proces bij het ontstaan van porfierafzettingen, omdat de geëxsolveerde gassen een sleutelrol kunnen spelen bij de vorming van mineralisatie. De gassen kunnen bijvoorbeeld metaalionen en andere mineralen vervoeren, die zich in het omringende gesteente kunnen afzetten. Bovendien kunnen de gassen de chemie van het omringende gesteente veranderen, wat leidt tot de vorming van minerale afzettingen.
Het begrijpen van de rol van vluchtige exsolutie bij het ontstaan van porfierafzettingen is belangrijk voor de exploratie en mijnbouw van mineralen. Het kan helpen om gebieden te identificeren waar deze afzettingen waarschijnlijk voorkomen en om de processen te begrijpen die betrokken zijn bij de vorming van deze afzettingen, die van invloed kunnen zijn op de economie van de mijnbouw.
Vruchtbare magmaproductie
Vruchtbare magmaproductie verwijst naar de vorming van magma dat het potentieel heeft om minerale afzettingen te vormen. De term ‘vruchtbaar’ wordt gebruikt omdat deze magma’s rijk zijn aan elementen die mineralen kunnen vormen, zoals koper, goud en molybdeen.
Vruchtbare magmaproductie kan plaatsvinden in verschillende tektonische omgevingen en er wordt aangenomen dat dit verband houdt met de subductie van tektonische platen en de vorming van magma in de aardmantel. Terwijl tektonische platen samenkomen en de ene plaat onder de andere wordt gedwongen, wordt de zinkende plaat blootgesteld aan hoge drukken en temperaturen, wat kan leiden tot smelten en het ontstaan van magma.
Het op deze manier geproduceerde magma is doorgaans rijk aan elementen die afkomstig zijn van de zinkende plaat en kan belangrijk zijn voor de vorming van minerale afzettingen. Porfier-koperafzettingen worden bijvoorbeeld vaak geassocieerd met vruchtbare magma's die rijk zijn aan koper en andere metalen.
De productie van vruchtbaar magma is een belangrijk aspect bij het ontstaan van porfierafzettingen en bij het begrijpen van de omstandigheden daarbij leiden voor de productie van deze magma's is belangrijk voor de exploratie en mijnbouw van mineralen. Het kan helpen om gebieden te identificeren waar deze afzettingen waarschijnlijk zullen voorkomen en om de processen te begrijpen die betrokken zijn bij de vorming van deze afzettingen, die van invloed kunnen zijn op de economie van de mijnbouw.
Ertsvorming
Ertsvorming is het proces waarbij mineralen met economische waarde, bekend als erts mineralen, worden gevormd en geconcentreerd in de aardkorst. Dit proces omvat doorgaans de concentratie van ertsmineralen via geologische processen zoals verweringerosie en transport, gevolgd door de afzetting van deze mineralen in geconcentreerde gebieden zoals aderen, loden of andere geologische structuren.
De specifieke processen die leiden tot de vorming van ertsafzettingen zijn complex en kunnen variëren afhankelijk van het type afzetting en de geologische omgeving waarin deze voorkomt. Enkele van de factoren die de ertsvorming kunnen beïnvloeden zijn:
- Tektonische activiteit: tektonische activiteit, zoals plaatconvergentie en berg gebouw, kunnen omstandigheden creëren die gunstig zijn voor ertsvorming. De compressie en verwarming die optreden tijdens het bouwen van bergen kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat mineralen herkristalliseren en ertsafzettingen vormen.
- Vulkanisme: Vulkanische activiteit kan ook een rol spelen bij de vorming van erts. Vulkaanuitbarstingen kunnen bijvoorbeeld mineralen vrijmaken uit de aardmantel en deze op het oppervlak afzetten, waar ze vervolgens kunnen worden geconcentreerd en ertsafzettingen kunnen vormen.
- Hydrothermische activiteit: Hydrothermische activiteit, zoals warmwaterbronnen en geisers, kan ook belangrijk zijn voor de ertsvorming. Deze systemen kunnen mineralen uit het binnenste van de aarde transporteren en deze in geconcentreerde gebieden afzetten, waar ze ertsafzettingen kunnen vormen.
- Verwering en erosie: Verwering en erosie kunnen ook een rol spelen bij de vorming van erts. De verwering en het transport van mineralen van het aardoppervlak naar lagere hoogten kunnen bijvoorbeeld leiden tot de concentratie van mineralen en de vorming van ertsafzettingen.
Het begrijpen van de processen die leiden tot ertsvorming is belangrijk voor de exploratie en mijnbouw van mineralen, omdat het kan helpen om gebieden te identificeren waar ertsafzettingen waarschijnlijk voorkomen en om de omstandigheden te begrijpen die gunstig zijn voor ertsvorming. Deze informatie kan worden gebruikt om exploratie-inspanningen te begeleiden en om de economie van mijnbouwactiviteiten te verbeteren.
Hydrothermale verandering
Hydrothermische verandering is een proces waarbij gesteenten en mineralen worden veranderd of veranderd door hete, mineraalrijke vloeistoffen die door de aardkorst circuleren. De hete vloeistoffen kunnen mineralen oplossen en naar nieuwe locaties transporteren, waar ze kunnen neerslaan en nieuwe mineralen kunnen vormen. Het resulterende veranderde gesteente kan mineralen bevatten die verschillen van die in het oorspronkelijke gesteente en kunnen verschillende fysische en chemische eigenschappen hebben.
Hydrothermale verandering is een veel voorkomend proces dat voorkomt in veel verschillende geologische omgevingen, waaronder vulkanische systemen, warmwaterbronnen, geisers en minerale afzettingen. Het kan een sleutelrol spelen bij de vorming van veel verschillende soorten ertsafzettingen, waaronder porfierkoperafzettingen, epithermische goudafzettingen en ijzer afzettingen van oxide-koper-goud (IOCG).
Samenvattend is hydrothermische verandering een proces waarbij gesteenten en mineralen worden veranderd door hete, mineraalrijke vloeistoffen. Het kan een belangrijke rol spelen bij de vorming van veel verschillende soorten ertsafzettingen, waaronder porfierkoperafzettingen. Het begrijpen van de omvang en aard van hydrothermische verandering is belangrijk voor de exploratie en mijnbouw van mineralen, omdat het waardevolle informatie oplevert over de locatie en het type mineralen dat in een gebied aanwezig is.
Referenties
- “Ertsgeologie en industriële mineralen” door Anthony M. Evans
- “Inleiding tot minerale exploratie” door Charles J. Moon, Michael KG Whateley en Anthony M. Evans
- “Economische geologie: principes en praktijk” door Graeme J. Tucker
- “Minerale afzettingen” door R. Peter King en Colin J. Sinclair
- “Mineral Deposits of the World” onder redactie van Richard J. Hershey en Donald A. Singer.
