Depositi esalativi sedimentari

I depositi esalativi sedimentari ( depositi SedEx ) sono depositi di minerali che si interpretano come formati dal rilascio di fluidi idrotermici contenenti minerali in un serbatoio d'acqua (di solito l'oceano), con conseguente precipitazione di minerali stratiformi.

I depositi SedEx sono la fonte più importante di piombo, zinco e barite, un importante contributo di argento, rame, oro, bismuto e tungsteno.

Classificazione

L'impostazione paleoambientale e paleogeologica di questi depositi di minerali li distingue da altri depositi di piombo, zinco o tungsteno che generalmente non condividono la stessa fonte o intrappolano la morfologia dei depositi SedEx.

depositi SeDeX si distinguono dal fatto che si può dimostrare che i minerali minerale sono stati depositati in un ambiente bacino secondo ordine marine, riportate portata di salamoie metalliferi nell'acqua di mare. Questo è distinto da altri Pb-Zn-Ag e altri depositi che sono più intimamente associati con i processi intrusivi o metamorfiche o che sono intrappolati all'interno di una matrice rocciosa e non sono esalativi.

Modello genetico

Il processo di genesi del minerale della mineralizzazione di SedEx è vario, a seconda del tipo di minerale che viene depositato dai processi esalativi sedimentari.

• La fonte di metalli è costituita da strati sedimentari che trasportano ioni metallici intrappolati all'interno di minerali argillosi e fillosilicati e adsorbiti elettrochimicamente sulle loro superfici. Durante diagenesi, la pila sedimentaria disidrata in risposta a calore e pressione, liberando una salamoia formativo altamente saline, che porta gli ioni metallici all'interno della soluzione.

Alternativamente, i depositi SEDEX possono essere acquistati da fluidi magmatiche da camere magmatiche subseafloor e fluidi idrotermali generati dal calore di una camera di magma intrusione di sedimenti saturi. Questo scenario è rilevante per gli ambienti di cresta dell'oceano centrale e gli archi vulcanici dell'isola dove i fumatori neri si formano scaricando fluidi idrotermali.

• Il trasporto di queste salamoie segue le vie del serbatoio stratigrafico verso i guasti, che isolano la stratigrafia sepolta in bacini sedimentari riconoscibili. Le salamoie percorrono i difetti del bacino e vengono rilasciate nell'acqua oceanica sovrastante.
• I siti di trappola sono aree inferiori o depresse della topografia oceanica in cui le salamoie pesanti e calde scorrono e si mescolano con acqua di mare più fredda, facendo precipitare il metallo disciolto e lo zolfo nella salamoia dalla soluzione come minerale di solfuro di metallo solido, depositato come strati di solfuro sedimenti.

Morfologia

Al momento della miscelazione dei fluidi minerali con l'acqua di mare, dispersi sul fondo del mare, i costituenti del minerale e la ganga vengono fatti precipitare sul fondo del mare per formare un alone di minerale e mineralizzazione che sono congruenti con la stratigrafia sottostante e sono generalmente a grana fine, laminati finemente e possono essere riconosciuto come depositato chimicamente dalla soluzione.

In alcuni casi sono noti depositi SedEx ospitati da Arkose, associati a strati arkosic adiacenti a faglie che alimentano salamoie pesanti nelle sabbie porose, riempiendo la matrice di solfuri o depositati all'interno di uno strato prevalentemente arkosic come uno strato di sedimento chimico distinto solitamente associato a un scisto intermedio o ai livelli più bassi di una formazione di scisto che sovrasta direttamente le sabbie arkosic (ad esempio, depositi di rame vicino a Maun, Botswana).

Occasionalmente, la mineralizzazione si sviluppa in faglie e condotte di alimentazione che alimentavano il sistema di mineralizzazione. Ad esempio, il minerale minerale Sullivan nella Columbia Britannica sud-orientale è stato sviluppato all'interno di una diatreme interformazionale, causata dalla sovrapressione di un'unità sedimentaria inferiore e dall'eruzione dei fluidi attraverso un'altra unità in rotta verso il fondo del mare.

Da sequenze disturbate e tectonized, SEDEX mineralizzazione comporta in modo simile ad altri depositi di solfuro di massa, essendo uno strato a bassa resistenza al taglio a bassa competenza ai più rigidi rocce sedimentarie silicato. Pertanto, strutture boudinage, argini di solfuri, solfuri di vene e porzioni o periferie arricchite idrotermicamente e arricchite di depositi di SedEx sono conosciute individualmente tra i vari esempi in tutto il mondo.

Tipi di mineralizzazione

Sedex mineralizzazione è conosciuto in piombo-zinco schemi giacimento di classificazione come la maggior parte dei più grandi e più importanti depositi di questo tipo sono costituiti da processi sedimentari-esalativi.

Tuttavia, sono note altre forme di mineralizzazione di SedEx;

• I depositi supergiganti della Zambia Copperbelt sono considerati SEDEX stile mineralizzazione rame formata ad interfacce arkose-scisto all'interno di sequenze sedimentarie. Nell'estensione del Botswanan del supergruppo Damaran, la natura SedEx è confermata da calcari chimici dei sedimenti.
• La stragrande maggioranza dei depositi di barite nel mondo sono considerati formati da processi di mineralizzazione di SedEx
• I depositi di scheelite (tungsteno) dell'Erzgebirge nella Repubblica Ceca sono considerati formati dai processi SedEx
• Parte dell'oro associato ai depositi di tipo Carlin del Nevada è interpretato come chert stratiforme o spillite formata dai processi SedEx sul fondo del mare. Questo concetto è controverso perché la maggior parte dell'oro è chiaramente di origine epigenetica successiva.

Fonti metalliche

La fonte di metalli e soluzioni mineralizzanti per i depositi di SedEx sono salamoie formative profonde a contatto con rocce sedimentarie.

Le salamoie formazionali profonde sono definite come acque saline o ipersaline che vengono prodotte dai sedimenti durante la diagenesi.

Metalli come piombo, rame e zinco si trovano in tracce in tutti i sedimenti. Questi metalli sono legati debolmente ai minerali di argilla idrosa ai bordi dei cristalli e sono tenuti da deboli legami con gruppi ossidrilici. Lo zinco si trova all'interno di minerali carbonatici legati all'interno del reticolo cristallino carbonatico ai vertici e lungo piani gemellati di cristallo e bordi cristallini. Questi metalli entrano nei minerali sedimentari a causa dell'adsorbimento dall'acqua di mare che li ha depositati; si ritiene che pochi sedimenti di acqua dolce abbiano la stessa capacità di trasporto del metallo delle acque salate.

Anche il sale è legato all'interno della matrice dei sedimenti, generalmente nelle acque dei pori, intrappolato durante la deposizione. In un tipico fango sul fondo marino fino al 90% del volume e della massa dei sedimenti è rappresentato dall'idrogeno e dall'ossigeno intrappolati nello spazio dei pori come acqua o attaccati ai minerali di fillite (argille) come legami idrossilici.

Durante diagenesis, acqua interstiziale è spremuta fuori dei sedimenti e, come sepoltura continua e calore aumenta, l'acqua viene liberata da minerali argillosi come i legami ossidrilici periferici sono rotti. Man mano che la roccia entra nel campo submetamorfico, generalmente metamorfismo delle facies della zeolite, i minerali di argilla iniziano a ricristallizzarsi in minerali di fillillite metamorfico a bassa temperatura come clorite, prehnite, pumpellyite, glauconite e così via. Questo libera non solo acqua ma elementi incompatibili attaccati al minerale e intrappolati all'interno di reticoli cristallini.

Metalli liberati da argilla e carbonato minerali vengono modificate da argille e forme carbonato disordinati bassa pressione entra nel fluido dei pori rimanente che da questo momento è diventato concentrato in quello che è noto come salamoia formazione profonda. La soluzione di metallo, sali e acqua prodotta dalla diagenesi viene prodotta a temperature comprese tra 150 e 350 ° C. composizioni fluide idrotermali sono valutati per avere una salinità fino al 35% di NaCl con concentrazioni di metalli di 5-15 ppm Zn, Cu, Pb e fino a 100 ppm Ba e Fe. Alte concentrazioni di metalli possono essere trasportate in soluzione a causa dell'alta salinità. Generalmente queste salamoie formative trasportano anche zolfo notevole.

Deposizione

I fluidi mineralizzanti sono condotti verso l'alto all'interno delle unità sedimentarie verso i difetti del bacino. I fluidi si spostano verso l'alto a causa dell'ascesa termica e della pressione del serbatoio sottostante. I difetti che ospitano il flusso idrotermico possono mostrare la prova di questo flusso a causa dello sviluppo di vene solfuri massicce, brecce idrotermali, quarzo e vene carbonatiche e alterazioni pervasive di ankerite-siderite-clorito-sericite.

Alla fine i fluidi si scaricano sul fondo del mare, formando depositi stratificati estensivamente vasti di precipitati chimici. Le zone di scarico possono essere diatremes di breccia o semplici condotti di fumarole. Sono comuni anche i camini dei fumatori neri, così come i tumuli di cheratina, jaspilite e solfuri.

Problemi di classificazione

Uno dei principali problemi nel classificare depositi SeDeX è identificare se il minerale viene definitivamente esalato nell'oceano e se la fonte era brine formazionali da bacini sedimentari.

Nella maggior parte dei casi, la sovrastampa del metamorfismo e dei guasti, generalmente la spinta dei guasti, deforma e disturba i sedimenti e oscura le caratteristiche sedimentarie, sebbene questo sia generalmente irregolare in modo che la configurazione originale venga vista all'interno del deposito.

La maggior parte dei depositi si adatta al modello della formazione tardiva nella storia del bacino e nella maggior parte dei casi i sistemi di alimentazione e la zonazione dei metalli supportano modelli esalativi. Tuttavia, nel caso di depositi correlati alla diatreme, come il gigantesco deposito di Abra di basso grado, la mineralizzazione è intra-formazionale, manca di trame sedimentarie (è di tipo epigenetico e sostitutivo) ed è troppo bassa nel profilo del bacino (cioè nel basale formazione).

A seguito della scoperta di prese d'aria idrotermali, in alcuni depositi SedEx sono stati trovati depositi simili a quelli delle prese d'aria oceaniche e delle forme di vita fossili di sfiato, il che porta a un potenziale grado di sovrapposizione tra i depositi di minerale solfuro volcanogenico e Sedex.

Esempi specifici di depositi

Miniera di Sullivan Pb-Zn

La miniera Sullivan Pb-Zn nella Columbia Britannica è stata lavorata per 105 anni e ha prodotto 16.000.000 di tonnellate di piombo e zinco, oltre a 9.000 tonnellate di argento. È stata l'operazione di estrazione continua più longeva del Canada e ha prodotto metalli per un valore di oltre $ 20 miliardi in termini di prezzi dei metalli del 2005. La valutazione era superiore al 5% di Pb e al 6% di Zn.
La genesi del minerale del corpo minerale Sullivan è riassunta dal seguente processo:

• Durante l'estensione, i sedimenti venivano depositati in un bacino sedimentario estensionale di secondo ordine
• I sedimenti precedenti, profondamente sepolti, hanno deviato i fluidi in un profondo serbatoio di arenili sabbiosi e arenarie
• L'intrusione di davanzali di dolerite nel bacino sedimentario ha innalzato localmente il gradiente geotermico
• Le temperature elevate hanno provocato una sovrapressione del serbatoio sedimentario inferiore che ha infranto i sedimenti sovrastanti, formando una breccia diatreme
• Il fluido mineralizzante scorreva verso l'alto attraverso la zona concava dell'alimentatore della breccia diatreme, scaricando sul fondo del mare
• I fluidi di minerale di minerale disidratato sul fondo del mare e raggruppati in un depocentro di un sotto-bacino di secondo ordine, facendo precipitare un massiccio strato di solfuro stratiforme da 3 a 8 m di spessore, con cherosene esalativo, manganese e barite.