Vulkanogén, hatalmas szulfidérc lerakódás - Volcanogenic massive sulfide ore deposit
Volcanogenic masszív szulfid ércek , más néven VMS ércek, egy fajta fém -szulfid ércet betét , főleg a réz - cink , amelyek kapcsolatban állnak, és létre vulkáni -asszociált hidrotermális események tengeralatti környezetben.
Ezeket a lerakódásokat néha vulkanikusan befogadott masszív szulfid (VHMS) lerakódásoknak is nevezik . A sűrűség általában 4500 kg / m 3 . Ezek túlnyomórészt a szulfid-ásványok réteges felhalmozódásai, amelyek hidrotermikus folyadékokból csapódnak le a tengerfenéken vagy a tenger alatt, az ókori és modern geológiai sokféle területen. A modern óceánokban egyet jelentenek a fekete dohányosoknak nevezett kéntartalmú tollakkal .
Olyan környezetekben fordulnak elő, amelyekben vulkanikus vagy vulkáni eredetű kőzetek dominálnak (pl. Vulkán-üledékes) kőzetek, és a lerakódások egyidejűek és egybeesnek az említett vulkáni kőzetek kialakulásával. Osztályként a világ réz-, cink-, ólom- , arany- és ezüstérceinek jelentős forrását képviselik , kobalt , ón , bárium , kén , szelén , mangán , kadmium , indium , bizmut , tellúr , gallium és germánium együttes formájában. vagy melléktermékek.
A vulkanogén hatalmas szulfid-lerakódások ma kialakulnak a tengerfenéken a tenger alatti vulkánok körül, az óceán sok középhátának mentén , a hátsó ívű medencékben és az elülső hasadékokban. Az ásványfeltáró vállalatok a tengerfenéken található hatalmas szulfid-lerakódásokat kutatják ; a legtöbb feltárás azonban ezen lelőhelyek szárazföldi megfelelőinek felkutatására koncentrálódik.
A vulkáni kőzetekkel és az eruptív központokkal való szoros kapcsolat megkülönbözteti a VMS-lerakódásokat a hasonló érclerakódásoktól, amelyek hasonló forrás- , szállítási és csapdázási folyamatokkal rendelkeznek. A vulkanogén masszív szulfid-lerakódások abban a tekintetben különböznek egymástól, hogy az ércbetétek a tengeralattjárók vulkanizmusával szoros időbeli összefüggésben alakulnak ki, és hidrotermális cirkulációval és az üledékfolyamatoktól független szulfidok kilégzésével keletkeznek, ami megkülönbözteti a VMS-lerakódásokat az üledékes exhalatív (SEDEX) lerakódásoktól.
Van egy alosztálya a VMS-lerakódásoknak, a vulkanikus és üledékben elhelyezett masszív szulfid-lerakódásoknak (VSHMS), amelyeknek jellemzői hibridek a VMS és a SEDEX lerakódások között. Ennek az osztálynak a figyelemre méltó példái közé tartozik a Bathurst Bányatábor ( New Brunswick , Kanada) lelőhelyei (pl. Brunswick # 12); az ibériai piritövezet ( Portugália és Spanyolország) , valamint a Wolverine lelőhely, Yukon , Kanada.
Genetikai modell
- A VMS-lerakódásokban a fém és a kén forrása az összeférhetetlen elemek kombinációja, amelyeket hidrotermikus cirkulációval mosnak ki a tenger alatti padló hidrotermikus átalakulási zónájában lévő vulkáni halomból. A hidrotermikus cirkulációt általában úgy tekintik, hogy a kéregben hővezetés hajtja végre, gyakran a mélyen ülő gabbro behatolásokkal összefüggésben.
- A fémek szállítása hidrotermális folyadékok konvekcióján keresztül történik, ehhez a hőt a vulkanikus építmény alatt elhelyezkedő magmakamra szolgáltatja . A hűvös óceánvizet a hidrotermális zónába vezetik, a vulkanikus kőzet felmelegíti, majd az óceánba taszítja. Ez a folyamat kén- és fémionokban gazdagítja a hidrotermikus folyadékot.
- Az ércanyagok csapdába esnek egy fumarolmezőben vagy egy fekete dohányzómezőben, amikor kilökődnek az óceánba, lehűlnek és rétegszulfidércként szulfid-ásványokat csapnak le. Egyes lerakódások azt mutatják, hogy a megváltozott vulkanizált ásványi kőzetek pótlásával a szulfid lerakódik, és kénben gazdag sóoldatok konszolidálatlan üledékbe történő inváziója révén is kialakulhatnak.
Geológia
A VMS-lerakódások tipikus helye a felzikus vulkanikus szekvencia tetején található, egy olyan vulkaniklasztikus tufa-epiklasztikák , rovarok , üledékek vagy esetleg finom tufák szekvenciáján belül , amelyek általában összefüggenek az alatta lévő vulkánokkal. A lerakódás függőlapja nagyjából összefügg a vulkanikus kőzetek sokszínűbb sorozatával, vagy andezit (például Whim Creek & Mons Cupri, Nyugat-Ausztrália vagy Millenbach, Kanada ), vagy bazalt (Hellyer, Tasmania ), vagy csak nincsenek vagy üledékek (Kenguru Barlangok, Nyugat-Ausztrália).
A VMS-lerakódások térben és időben összefüggésben vannak a felikus vulkanikus kőzetekkel , amelyek általában a lerakódás alatti rétegtanban vannak jelen, és gyakran a lerakódás közvetlen lábfalaiként. Az üledékek általában szomszédosak valamilyen vagy más formában a VMS-lerakódásokkal, és jellemzően (mangán) rovarokként és kémiai üledékként vannak jelen a tengeralattjáró környezetében.
A lerakódás függőfala vulkanikus egység lehet, amely lényegében egybefüggő és egyidejű a talpfal kőzetével, ami azt jelzi, hogy az ásványosodás egy interupertív szünetben alakult ki; lehet, hogy a vulkanikus kőzet különbözik a bimodális vulkáni altípusok lábfali vulkánjaitól, vagy üledékes réteg lehet, ha az ásványosodás egy kitörési ciklus vége felé következik be.
A sziliciklaszt társulások hibrid VMS-SEDEX lerakódásai (lásd alább) kialakulhatnak az átfolyó üledékekben vagy az üledékes kőzetek egységein belül, amelyek szakaszosan vannak jelen egy nagyobb és lényegében összefüggő vulkáni csomagban.
Összességében ezeket a geológiai jellemzőket úgy értelmezték, hogy a VMS-lerakódások összefüggését mutatják a tengeralattjáró vulkáni központok felett vagy körül kialakult hidrotermális rendszerekkel.
Morfológia
A VMS lerakódások sokféle morfológiával rendelkeznek, a legjellemzőbbek a halom és a tál alakú lerakódások. A tál alakú képződmények a hidrotermikus oldatok tengeralatti mélyedésekbe történő kiszivárgása következtében keletkeztek - sok esetben ez a lerakódás összetéveszthető az üledékes exhalatív lerakódásokkal . A halom alakú lerakódások hasonlóan alakultak ki, mint a modern masszív szulfid-lerakódások - az egymást követő fekete dohányos kémények által létrehozott hidrotermális halom előállítása révén. Az üledékes kőzetek vagy a nagyon áteresztő vulkanikus kőzetek által uralt környezetben kialakult lerakódások táblázatos morfológiát mutathatnak, amely utánozza a környező kőzetek geometriáját.
VMS betétek egy ideális forma egy kúpos terület erősen megváltoztatott vulkáni vagy volcanogenic üledékes kőzet a táplálkozási zónában, amely az úgynevezett Stringer szulfid vagy stockwork zónát, eltakarják egy halom hatalmas exhalites, és kétoldalt, rétegelt exhalative szulfidok ismert, mint a kötény .
A stockwork zóna jellemzően vénás -hosted szulfidok (többnyire kalkopirit , pirit , és pyrrhotite ) a kvarc , klorit és kevésbé karbonátok és barit .
A halom zónája masszív vagy breccitált piritből, szfaleritből (+/- galena ), hematitból és baritból áll. A halom akár több tíz méter vastag és több száz méter átmérőjű is lehet.
A kötény zóna általában több oxidált meg, réteges, laminált szulfidos üledékek, hasonló SEDEX ércek, és általában a mangán , bárium és hematit dúsított, a cherts , JASPERS és kémiai üledékek gyakori.
Fém zónázás
A legtöbb VMS-lerakódás fémzónázatot mutat, amelyet a keringő hidrotermikus folyadék változó fizikai és kémiai környezete okoz. Ideális esetben ez egy magot képez masszív pirit és chalcopyrite körül a torokban a szellőztető rendszer, egy halo chalcopyrite- sphalerite -pyrite osztályozó egy disztális sphalerite- galenit és galena- mangán és végül egy kovakő -manganese- hematit kifejlődés. A legtöbb VMS-lerakódás függőleges arany zónát mutat , a hűvösebb felső részek általában jobban gazdagodnak aranyban és ezüstben.
A VMS masszív szulfid ásványtanja több mint 90% vas-szulfidot tartalmaz, főként pirit formájában, fő alkotóelemei a kalkopirit , a szhalerit és a galena is. A magnetit kisebb mennyiségben van jelen; a magnetit tartalom növekedésével az ércek hatalmas oxid-lerakódásokká válnak. A gangue (nem gazdaságos hulladékanyag) főleg kvarc és pirit vagy pirrhotit . A lerakódások nagy sűrűsége miatt egyeseknél gravitációs anomáliák vannak ( Neves-Corvo , Portugália ), amelyek hasznosak a kutatásban.
Változtatási morfológia
A VMS-lerakódások által kifejlesztett változtatási haloák általában kúpos alakúak, többnyire stratigrafikusan fordulnak elő az eredeti folyadék áramlási helye alatt (nem feltétlenül maga az érc), és tipikusan zónásak.
A legintenzívebb változás (amely tartalmazza a húrszulfid zónát) általában közvetlenül a legnagyobb szulfidkoncentráció alatt helyezkedik el, a talpfal vulkanikus szekvenciáján belül. Ha a sztring zónát kiszorítják a szulfidokból, akkor ez gyakran a tektonikus deformáció vagy egy hibrid SEDEX-szerű distális szulfidkészlet képződésének eredménye.
A lábfal módosító zónájának átalakító egységei a magtól kifelé;
- A legintenzívebben megváltoztatott példákban talált szilícium-dioxid-átalakítási zóna , amely a gazdakőzetek teljes szilícium-dioxid-pótlását eredményezi, és amely kalkopirit-pirit húrzónákkal társul.
- Szinte minden példában megtalálható klorit zóna , amely klorit +/- szericit +/- kovasavból áll. Gyakran a gazda kőzetet teljesen klorit helyettesíti, amely deformált példákban klorit hasagként jelenhet meg.
- Szinte minden példában megtalálható szericit zóna , amely sericit +/- klorit +/- szilícium-dioxidból áll,
- Silicifikációs zóna , gyakran fokozatos, háttér-szilícium-albit metasomatizmussal.
Ezek az elváltozási zónák minden esetben metaszomatizmus- hatások a legszigorúbb értelemben, ami kálium, szilícium-dioxid, magnézium és nátrium kimerülését eredményezi. A kloritásványok általában magnézium-tartalmúbbak a VMS-lerakódás talpfalának megváltoztatási zónáján belül, mint disztálisan ugyanazon képződmény egyenértékű kőzetei. A VMS-betét függőfala gyakran gyengén nátrium-kimerült.
Az ércképző folyamathoz nem kapcsolódó változások szintén jelen lehetnek mind a masszív szulfidlerakódás felett, mind alatt. Tipikus megváltoztatása textúrák társított devitrifikációjával tengeralatti vulkáni kőzetek, így riolitos poharak , nevezetesen képződését szferolitok , a perlit , lithophysae , és az alacsony hőmérsékletű prehnit-pumpellyit fáciesek al-tengerfenéken módosítást mindenütt bár gyakran bélyegezni által később metamorf események.
A vulkanikus gazda szekvenciáján belüli metamorf ásványtani, szerkezeti és szerkezeti változások az eredeti meta-szomatikus ásványi együttesek leplezésére is szolgálhatnak.
Osztályozás
Az ebbe az osztályba tartozó betéteket számos munkavállaló különböző módon osztályozta (pl. Fémforrások, típuspéldák, geodinamikai beállítások - lásd Franklin és mtsai (1981) és Lydon (1984)). A VMS-lerakódások magmás együttesei a VMS kialakulása során változó tektonikai beállításokkal és geológiai környezettel társulnak. A következő öt alosztály rendelkezik specifikus petrolkémiai összetételekkel, amelyek a kialakulás során egy adott geodinamikai környezetre hasonlítanak:
Mafic társult
A VMS lerakódások olyan geológiai környezetekhez kapcsolódnak, amelyekben maffikus kőzetek dominálnak, általában ophiolit szekvenciák. A ciprusi és ománi ophioliták példákat mutatnak be, és az ophiolitok által elhelyezett lelőhelyek találhatók a newfoundlandi appalákok ezen alosztály klasszikus körzeteit képviselik.
Bimodal-mafic
A VMS-lerakódások olyan környezetekhez kapcsolódnak, amelyekben a mafikus vulkáni kőzetek dominálnak, de a felsikus vulkáni kőzetek akár 25% -át is tartalmazzák, az utóbbi gyakran a lerakódásoknak ad otthont. A Noranda, a Flin Flon-Snow Lake és a Kidd Creek táborok klasszikus körzetei ennek a csoportnak.
Mafic-szilikát
A VMS-lerakódások a mafikus vulkanikus és sziliciklaszt kőzetek kisebb arányú arányához kapcsolódnak; a felzikus kőzetek kisebb alkotóelemek lehetnek; és gyakoriak a mafic (és ultramatikus) tolakodó kőzetek. Metamorf terranákban ismertek vagy pelitikus-mafikus társított VMS-lerakódások. A japán Besshi-lelőhelyek és a Kr.e. Windy Craggy e csoport klasszikus körzeteit képviselik.
Felsic-siliciclastic
A sziliciklasztos üledékes kőzethez kapcsolódó VMS-lerakódások uralják a rengeteg felzikus kőzetet és kevesebb, mint 10% mafic anyagot. Ezek a beállítások gyakran paladús szilikaglasztikus-felzikus vagy bimodális sziliciklasztok. A Bathurst Mining Camp in New Brunswick , Kanada ; Ibériai piritövezet , Spanyolország és Portugália ; és a kanadai Yukon , a Finlayson Lake-i területek klasszikus körzetei ennek a csoportnak.
Bimodal-felsic
A bimodális szekvenciákhoz kapcsolódó VMS-lerakódások, ahol a felzikus kőzetek nagyobb mennyiségben fordulnak elő, mint a maffikus kőzetek, amelyek csak kisebb üledékes kőzetekkel rendelkeznek. A Kuroko betétek, Japán; Buchans betétek, Kanada; A svédországi Skellefte lelőhelyek e csoport klasszikus körzetei.
terjesztés
A geológiai múltban a VMS-lerakódások többsége a vulkanikus kőzetekkel társított hasadékos környezetben alakult ki . Különösen az egész geológiai idő alatt alakultak ki az óceán közepén fekvő gerincterjedési központokkal, hátrafelé ívterjesztő központokkal és az alkar elterjedési központjaival összefüggésben. A VMS-lerakódások összes környezete számára az idő folyamán közös téma a terjedéssel való kapcsolat (azaz egy kiterjedt geodinamikai rendszer). A lerakódások jellemzően bimodális szekvenciákhoz kapcsolódnak (szekvenciák, amelyeknél a maff és a felzikus kőzetek aránya alacsony - például Noranda vagy Kuroko), felsikus és üledékekben gazdag környezetben (pl. Bathurst), maffikus és üledékekben gazdag környezetben (pl. Besshi vagy Windy Craggy), vagy maffia által dominált beállítások (pl. Ciprus és más ophiolitok által elhelyezett betétek).
A világbetétek többsége kicsi, az ismert betétek mintegy 80% -a 0,1-10 Mt tartományba esik. A VMS-lerakódások példái: Kidd Creek , Ontario , Kanada; Flin Flon a Flin Flon zöldkő övben , Manitoba , Kanada ( 777 és a Trout Lake Mine ); Brunswick # 12, New Brunswick , Kanada; Rio Tinto , Spanyolország ; Greens Creek bánya, Alaszka , Amerikai Egyesült Államok.
Lásd még
- Ércgenesis
- Ore meghatározás
- Vulkanológia
- Hidrotermikus szellőző
Hivatkozások
2. Piercey, SJ, 2011, A magmatizmus háttere, stílusa és szerepe a vulkanogén masszív szulfid-lerakódások kialakulásában, Miner Deposita (2011), 46. o., P. 449-471.
- Barrie, CT, és Hannington, MD, szerkesztők, (1999), Volcanic-Associated Massive Sulfide Deposits: Processes and Examples in Modern and Ancient Settings , Reviews in Economic Geology 8. kötet, Society of Economic Geologists, Denver, 408 p.
- Barrie, CT, és Hannington, MD, 1999, A vulkánnal társult masszív szulfid-lerakódások osztályozása a gazda-kőzet összetétele alapján: Recenziók a gazdasági geológiában, 8. v., P. 1-11.
- Franklin, JM, Sangster, DM, és Lydon, JW, 1981, Vulkánnal társult masszív szulfid-lerakódások, Skinnerben, BJ, szerk., Gazdaságföldtani hetvenötödik évforduló kötet, Gazdasági Geológusok Társasága, p. 485-627.
- Franklin JM, Gibson, HL, Galley AG : Littleton, CO, Gazdasági Geológusok Társasága, p. 523-560.
- Guilbert, John M. és Charles F. Park, Jr., 1986, The Geology of Ore Deposits , 572–603, WH Freeman, ISBN 0-7167-1456-6
- Gibson, Harold L., James M. Franklin és Mark D. Hannington (2000) A vulkánnal társult tömeges szulfid-lerakódások genetikai modellje https://web.archive.org/web/20050221103926/http://www. cseg.ca/conferences/2000/2000abstracts/758.PDF Hozzáférés: 2005.12.20 .
- Lydon, JW, 1984, Ércbetét-modellek; 8. vulkogén-szulfid-lerakódások; I. rész, Leíró modell: Geoscience Canada, 11. v., P. 195-202.