Osadowe złogi wydechowe - Sedimentary exhalative deposits

Masywny siarczek pasmowy (ruda srebra-ołowiu-cynku) ze złoża SEDEX Sullivan , mezoproterozoik, 1470 mln lat temu ; Kopalnia Sullivan, BC. Zwróć uwagę na widoczną deformację miękkiego osadu (pole widzenia: ~3,9 cm średnicy).

Ruda pasmowa z chalkopirytem , galeną , sfalerytem , pirytem ze złoża SEDEX Rammelsberg , Niemcy

Osadowe złoża exhalative ( Sedex lub Sedex depozyty ) są cynk - ołowiu złoża pierwotnie interpretowane, że zostały utworzone przez odprowadzania metalu olejowe płynów basinal na dnie morza, w wyniku wytrącania się głównie Stratiform rudy, często z cienkich blach minerałów siarczkowych. W osadach SEDEX znajdują się głównie skały klastyczne osadzone w ryftach wewnątrzkontynentalnych lub nieudanych ryftowych basenach i pasywnych brzegach kontynentów. Ponieważ rudy często tworzą masywne soczewki siarczkowych , są także nazywane osad -hosted masowych siarczku (SHMS) złoża , w przeciwieństwie do wulkaniczny -hosted masowe siarczkowych (VHMS) osadów . Sedymentacyjny wygląd cienkich warstw doprowadził do wczesnych interpretacji, że osady powstały wyłącznie lub głównie w wyniku procesów wydechowych na dnie morskim, stąd określenie SEDEX. Jednak ostatnie badania wielu złóż wskazują, że płytka wymiana podpowierzchniowa jest również ważnym procesem, w kilku złożach dominującym, z jedynie lokalnymi lub jakimikolwiek wyziewami na dno morskie. Z tego powodu niektórzy autorzy preferują określenie „złoża cynku i ołowiu z przewagą klastyków” . Dlatego w dzisiejszym użyciu termin SEDEX nie powinien oznaczać, że płyny hydrotermalne faktycznie odprowadzane do słupa wody nadosadowej , chociaż mogło to mieć miejsce w niektórych przypadkach

Główne minerały kruszcowe w złożach SEDEX to drobnoziarnisty sfaleryt i galena , w niektórych złożach istotny jest chalkopiryt ; sulfosole zawierające srebro są częstymi składnikami drugorzędnymi; piryt jest zawsze obecny i może być pomniejszym składnikiem lub dominującym siarczkiem, jak to ma miejsce w masywnych ciałach siarczkowych; zawartość barytu jest wspólna dla nieobecnych, lokalnie ekonomicznych.

Złoża SEDEX charakteryzują m.in. Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg , Sullivan . Złoża SEDEX są najważniejszym źródłem ołowiu i cynku oraz głównym źródłem srebra i miedzi .

Model genetyczny

Źródła płynów i metali

Źródłem metali i roztworów mineralizujących dla złóż SEDEX są głębokie wody zasolone formacyjne i solanki, które wypłukują metale z klastycznych skał osadowych i podłoża. Zasolenie płynów pochodziło z parowania wody morskiej i mogło być zmieszane z wodą meteorytową i wodą porową wyciśniętą z osadów. Metale takie jak ołów, miedź i cynk występują w śladowych ilościach w skałach klastycznych i magmowych.

Wody zasolone mogą osiągać temperatury wyższe niż 200° C w głębszych partiach basenu. Szacuje się, że kompozycje płynów hydrotermalnych mają zasolenie do 23% równoważnika NaCl. Gorące, umiarkowanie kwaśne, słone wody są w stanie przenosić znaczne ilości ołowiu, cynku, srebra i innych metali.

Zeznanie

Płyny mineralizujące prowadzone są w górę wzdłuż przepuszczalnych dopływów, w szczególności uskoków ograniczających baseny. Podajniki, w których odbywa się przepływ hydrotermalny, mogą wykazywać oznaki tego przepływu z powodu rozwoju brekcji hydrotermalnych , żyłkowania kwarcu i węglanu oraz wszechobecnej zmiany ankerytu - syderytu - chlorytu - serycytu . Same podajniki nie muszą być mineralizowane

W pobliżu dna morskiego, pod nim lub na nim, wznoszące się płyny zawierające metale w końcu ochładzają się i mogą mieszać się z zimną, lekko zasadową, mniej zasoloną wodą morską, powodując wytrącanie się siarczków metali. Jeśli mieszanie odbywa się pod dnem morskim, dochodzi do rozległej wymiany. Jeśli zrzut trafia na dno morskie, mogą tworzyć się warstwowe osady chemicznego osadu. W idealnym modelu wydechowym gorące gęste solanki przepływają do zagłębionych obszarów topografii oceanu, gdzie mieszają się z chłodniejszą, mniej gęstą wodą morską, powodując, że rozpuszczony w solance metal i siarka wytrącają się z roztworu w postaci stałej rudy siarczkowej metalu , osadzonej jako warstwy osadu siarczkowego.

Ostatecznym źródłem zredukowanej siarki jest siarczan wody morskiej. Redukcja siarczanów (poprzez termochemiczną redukcję siarczanów (TSR) i/lub bakteryjną redukcję siarczanów (BSR) w celu wytworzenia siarczków może wystąpić w miejscu mineralizacji lub, alternatywnie, płyny zawierające metal, ale o obniżonej zawartości siarki mogą mieszać się z płynami wzbogaconymi w H2S w pobliżu mineralizacji miejscu, a tym samym wywołać wytrącanie siarczków.

Morfologia

Pasami masywny siarczek (ruda srebra-ołowiu-cynku) z kopalni Sullivan , BC. Zwróć uwagę na widoczne odkształcenie miękkiego osadu. Interpretuje się mineralizację Sullivana jako związaną z wydychanym osadzaniem się dna morskiego.

Po zmieszaniu płynów rudy z wodą morską rozproszoną na dnie morskim składniki rudy i minerały skały płonnej wytrącają się na dno morskie, tworząc złoże rudy i halo mineralizacyjne, które są zgodne z leżącą pod spodem stratygrafią i są zazwyczaj drobnoziarniste, drobno laminowane i mogą być rozpoznane jako osadzone chemicznie z roztworu.

Również procesy wymiany wzdłuż przepuszczalnych złóż mogą wytworzyć morfologię warstwową. Przykładem są warstwy arkozowe sąsiadujące z uskokami, które doprowadzają ciężkie solanki do porowatego, przepuszczalnego osadu, wypełniając matrycę siarczkami. Mineralizacja rozwija się również w uskokach i przewodach zasilających, które zasilały system mineralizacji. Na przykład złoże Sullivan w południowo-wschodniej Kolumbii Brytyjskiej powstało w obrębie międzyformacyjnej diatremy , spowodowanej nadciśnieniem dolnej jednostki osadowej i erupcją płynów przez inną jednostkę w drodze na dno morskie.

W zaburzonych i tektonizowanych sekwencjach mineralizacja SedEx zachowuje się podobnie do innych masywnych złóż siarczkowych, będąc nisko kompetentną warstwą o niskiej wytrzymałości na ścinanie w bardziej sztywnych krzemianowych skałach osadowych. Jako takie, struktury boczne , wały siarczków, siarczki żył i hydrotermicznie zremobilizowane i wzbogacone części lub obrzeża złóż SedEx są indywidualnie znane spośród różnych przykładów na całym świecie.

Po odkryciu hydrotermalnych , depozyty podobne do tych oceanicznych otworów wentylacyjnych i skamieniałe formy życia zostały znalezione w niektórych depozytów sedex.

Problemy klasyfikacji

Złoża SEDEX należą do dużej klasy niemagmowych złóż hydrotermalnych rud tworzonych przez solanki basenowe.

Ta klasa obejmuje również:

• Złoża cynkowo-ołowiowe typu doliny Mississippi (MVT) .
• Osad gospodarzem Stratiform Cu-CO- (Ag) depozyt, charakteryzuje się tym Copperbelt w Zambii i DRK . Niektórzy autorzy uważają, że osady nadolbrzymów Pasa Miedziowego są syndiagenetyczną mineralizacją miedzi powstałą na granicy faz arkose- łupki w sekwencjach sedymentacyjnych, podczas gdy dla innych osady te powstały wiele milionów lat po sedymentacji, podczas orogenezy kambru lufickiego (~540–490 mln lat temu). )

Jak omówiono powyżej, głównym problemem w klasyfikacji złóż SedEx było określenie, czy ruda została ostatecznie wydychana do oceanu i czy źródłem były solanki formacyjne z basenów sedymentacyjnych. W wielu przypadkach nadruk metamorfizmu i uskoku, generalnie uskoku naporowego , deformuje i zakłóca osady oraz zaciemnia oryginalne tkaniny.

Konkretne przykłady depozytów

Kopalnia ołowiu i cynku Sullivan

Sullivan Mine w Kolumbii Brytyjskiej został opracowany przez 105 lat, a produkowane 16.000.000 ton ołowiu i cynku, a także 9.000 ton srebra. Była to najdłużej trwająca nieprzerwana działalność wydobywcza w Kanadzie i wyprodukowała metale o wartości ponad 20 miliardów dolarów w porównaniu z cenami metali w 2005 roku. Klasyfikacja przekraczała 5% Pb i 6% Zn.

Genezę rudy rudy Sullivan podsumowuje następujący proces:

• Osady zostały zdeponowane w ekstensywnym basenie sedymentacyjnym drugiego rzędu podczas ekstensji.
• Wcześniej głęboko zakopane osady przekazywały płyny do głębokiego zbiornika piaszczystych mułów i piaskowców .
• Intrusion z dolerite parapetów do basenu sedymentacyjnego podniósł gradientu geotermalnego lokalnie.
• Podwyższone temperatury spowodowały nadciśnienie w dolnym zbiorniku sedymentacyjnym, który przerwał osady leżące nad nim, tworząc breccia diatreme .
• Płyn mineralizujący płynął w górę przez wklęsłą strefę podajnika breccia diatreme, odprowadzając na dno morskie. Pod dnem morskim osady Aldridge zostały zastąpione „rurą” turmalinitową (650 m na 1300 m na 400 m grubości), charakteryzującą się dobrze rozwiniętą siecią żył i żyłek pirotynowo-kwarcowo-węglanowych, wyznaczających strefę dopływu złoża .
• Płyny rudy wyskoczyli na dnie morza i zgromadzone depocentre drugiego rzędu zlewni, w wytrącenie Stratiform grubą warstwą siarczku od 3 do 8 m, gruba, o exhalative Chert , mangan i prawdopodobnych K niosące glin hydrotermalnych. Centralny obszar wydechowych masywnych siarczków leżących powyżej strefy podajnika został stopniowo zastąpiony przez masywną przemianę pirotynowo-chlorynową. Trwający przepływ płynu i wytrącanie w strefie podajnika ostatecznie doprowadziło do jego uszczelnienia i przekierowania przepływu płynu do otaczającej ją strefy przejściowej (TZ) w kształcie pierścienia, charakteryzującej się zmianami serycytowymi/muskowitowymi i zwiększonymi poziomami As, Sb i Ag. Późniejsze zastąpienie złoża rudy pirytem wiązało się ze zmianami albitowo-chlorytowymi zarówno w leżącej pod spodem rurze turmalinitowej, jak iw strefie rudy, a także z powstawaniem bryły albitytowej w osadach leżących powyżej. Ta późniejsza zmiana hydrotermalna w niższej temperaturze była związana z trwającym wtargnięciem do progów Moyie gabro, które prawdopodobnie były silnikami cieplnymi napędzającymi cyrkulację hydrotermalną.

Bibliografia