Volkanojenik masif sülfit cevheri yatağı - Volcanogenic massive sulfide ore deposit - Wikipedia

Volkanojenik masif sülfit cevheri yatağı Kidd Madeni, Timmins, Ontario Kanada, 2,7 milyar yıl önce eski bir deniz tabanında kuruldu
Sedimanter kayıtlarda görüldüğü gibi tipik bir volkanojenik masif sülfit (VMS) cevher yatağının bir enine kesiti[1]

Volkanojenik masif sülfit cevheri yataklarıVMS cevher yatakları olarak da bilinen, bir tür metal sülfit cevher yatağı, esasen bakır -çinko ile ilişkili ve tarafından oluşturulan volkanik ilişkili hidrotermal denizaltı ortamlarındaki olaylar.[2][3][4]

Bu birikintiler bazen volkanik barındırılan masif olarak da adlandırılır. sülfit (VHMS) mevduatları. Yoğunluk genellikle 4500 kg / m'dir3. Bunlar ağırlıklı olarak katman biçimi Çok çeşitli antik ve modern jeolojik ortamlarda deniz tabanı üzerinde veya altında hidrotermal sıvılardan çökelen sülfür mineralleri birikintileri. Modern okyanuslarda, adı verilen kükürt dumanları ile eş anlamlıdırlar. siyah sigara içenler.

Volkanik veya volkanik kökenli (örneğin, volkanik-tortul) kayaların hakim olduğu ortamlarda meydana gelirler ve tortular, söz konusu volkanik kayaların oluşumu ile aynı zamana sahiptir ve çakışır. Sınıf olarak, dünyanın önemli bir bakır, çinko kaynağıdır. öncülük etmek, altın ve gümüş cevherler, ile kobalt, teneke, baryum, kükürt, selenyum, manganez, kadmiyum, indiyum, bizmut, tellür, galyum ve germanyum ortak veya yan ürünler olarak.

Volkanojenik masif sülfit yatakları bugün deniz tabanının çevresinde oluşuyor denizaltı volkanları çoğu boyunca orta okyanus sırtları ve ark arkası havzaları ve ön ark yarıkları içinde. Maden arama şirketleri için keşif yapıyor deniz tabanı masif sülfit yatakları; ancak, çoğu keşif, bu yatakların kara kökenli eşdeğerlerini aramaya yoğunlaşmıştır.

Volkanik kayalar ve patlama merkezleriyle yakın ilişki, VMS yataklarını benzer cevher yatak türlerinden ayırır. kaynak, Ulaşım ve tuzak süreçler. Volkanojenik masif sülfit yatakları, cevher yataklarının denizaltı volkanizmasıyla yakın zamansal ilişki içinde oluşması ve sedimanter süreçlerden bağımsız olan hidrotermal sirkülasyon ve sülfürlerin ekshalasyonu ile oluşması ve VMS yataklarını ayıran ayırt edici özelliğidir. tortul ekshalatif (SEDEX) mevduatları.

VMS ve SEDEX yatakları arasında hibrit olan özellikleri paylaşan VMS yataklarının bir alt sınıfı, volkanik ve tortu barındırılan masif sülfür (VSHMS) yatakları vardır. Bu sınıfın dikkate değer örnekleri arasında Bathurst Kampı'nın yatakları, Yeni brunswick Kanada (ör. Brunswick # 12); mevduatları İber Pirit Kemeri, Portekiz ve ispanya ve Wolverine depozitosu, Yukon, Kanada.

Genetik model

  • kaynak VMS yataklarındaki metal ve kükürt, hidrotermal dolaşım ile deniz altı hidrotermal alterasyon bölgesindeki volkanik yığından sızan uyumsuz elementlerin bir kombinasyonudur. Hidrotermal sirkülasyonun genellikle, genellikle derin yerleşimli gabro müdahaleleri ile ilgili olarak kabuktaki ısı yoluyla tahrik edildiği düşünülmektedir.
  • Ulaşım Metallerin miktarı hidrotermal sıvıların taşınması yoluyla oluşur, bunun için ısı magma volkanik yapının altında oturan oda. Soğuk okyanus suyu hidrotermal bölgeye çekilir ve volkanik kaya tarafından ısıtılır ve daha sonra okyanusa atılır, bu işlem hidrotermal sıvıyı kükürt ve metal iyonlarında zenginleştirir.
  • Cevher malzemeleri bir fumarole alan veya bir siyah sigara içen okyanusa atıldıklarında alan, soğutulur ve tabakalı sülfür cevheri olarak sülfit mineralleri çökeltilir. Bazı tortular, değiştirilmiş volkanosedimanter kayaçların yer değiştirmesi yoluyla sülfit birikimi yoluyla oluşum kanıtı gösterir ve ayrıca kükürt açısından zengin tuzlu suların konsolide olmayan tortulara istila edilmesiyle de oluşabilir.

Jeoloji

VMS yatakları için tipik konum, bir volkaniklastik dizisi içinde, felsik volkanik dizinin tepesindedir. tüflü epiklastik Cherts genellikle alttaki volkaniklerle ilişkili olan tortular veya belki de ince tüfler. Yatağın asma duvarı genel olarak daha mafik bir volkanik kayaç dizisi ile ilişkilidir. andezit (Whim Creek & Mons Cupri, Batı Avustralya veya Millenbach örnekleridir, Kanada ) veya bazalt (Hellyer, Tazmanya ) veya yok veya sadece tortular (Kanguru Mağaraları, Batı Avustralya).

VMS birikintileri mekansal ve zamansal olarak ilişkilidir. felsik volkanik kayalar genellikle yatağın altındaki stratigrafide bulunur ve çoğu kez yatağın doğrudan taban duvarı olarak bulunur. Sedimanlar genellikle bir şekilde veya başka bir şekilde VMS yatakları ile bitişiktir ve tipik olarak (manganlı) Cherts ve bir denizaltı ortamında biriken kimyasal tortular.

Çökeltiye asılı duvar, esasen bitişik ve ayak duvarı kayalarına eşzamanlı volkanik birimler olabilir, bu da mineralleşmenin patlamalar arası bir duraklamada geliştiğini gösterir; iki modlu volkanik alt tiplerdeki ayak duvarı volkaniklerine benzemeyen volkanik kaya olabilir veya mineralizasyon bir patlama döngüsünün sonuna doğru meydana gelirse tortul tabakalar olabilir.

Silisiklastik birlikteliklerin (aşağıya bakınız) hibrit VMS-SEDEX yatakları, akışlar arası çökeltiler içinde veya daha büyük ve esasen bitişik bir volkanik paket boyunca süreksiz olarak bulunan tortul kayaçların birimleri içinde gelişebilir.

Hepsi birlikte, bu jeolojik özellikler, VMS yataklarının denizaltı volkanik merkezlerinin üzerinde veya çevresinde geliştirilen hidrotermal sistemlerle bir ilişkisini gösterecek şekilde yorumlanmıştır.

Morfoloji

VMS yatakları, en tipik höyük şekilli ve çanak şekilli çökeller ile çok çeşitli morfolojilere sahiptir. Hidrotermal çözeltilerin denizaltı çöküntülerine havalandırılması nedeniyle oluşan çanak şeklindeki oluşumlar - çoğu durumda, bu tür birikinti ile karıştırılabilir. tortul ekshalatif tortular. Höyük şeklindeki tortular, modern masif sülfit yataklarına benzer bir şekilde - birbirini izleyen siyah duman bacalarının oluşturduğu hidrotermal bir höyüğün üretimi yoluyla oluştu. Tortul kayaçların veya oldukça geçirgen volkanik kayaların hakim olduğu ortamlarda oluşan birikintiler, çevredeki kayaların geometrisini taklit eden bir tablo morfolojisi gösterebilir.

VMS yatakları, yüksek oranda konik alanın ideal bir biçimine sahiptir. değişmiş besleyici bölge içindeki volkanik veya volkanojenik tortul kaya,[tanım gerekli ] buna denir kirişli sülfit veya stok işi bölgesinde, büyük ekshalitlerden oluşan bir höyüğün üzerini örtmekte ve yanlarında, apron.

stok işi bölge tipik olarak şunlardan oluşur: damar barındırılan sülfitler (çoğunlukla kalkopirit, pirit, ve pirotin ) ile kuvars, klorit ve daha az karbonatlar ve barit.

Höyük zonu lamine masif breşik pirit, sfalerit (+/-galen ), hematit ve barit. Höyük, onlarca metre kalınlığa ve birkaç yüz metre çapa kadar olabilir.

Apron bölgesi genellikle daha fazla oksitlenmiş, tabakalı, lamine sülfidik çökeltiler, benzer SEDEX cevherler ve genellikle manganez ile zenginleştirilmiş baryum ve hematit Cherts, jaspers ve kimyasal çökeltiler yaygındır.

Metal bölgeleme

Çoğu VMS birikintisi, dolaşımdaki hidrotermal sıvının değişen fiziksel ve kimyasal ortamlarının neden olduğu metal bölgelemesi gösterir. İdeal olarak, bu büyük bir pirit ve kalkopirit bir kalkopirit halo ile havalandırma sisteminin boğaz çevresindesfalerit -piritin distal sfalerit olarak derecelendirilmesi-galen ve galena-manganez ve sonunda bir çört -manganez-hematit fasiyes. Çoğu VMS yatağı, altın daha soğuk olan üst kısımlar genel olarak altın ve gümüş açısından daha zengin.

mineraloji VMS masif sülfit, esas olarak şu şekilde olmak üzere% 90'ın üzerinde demir sülfit içerir pirit, ile kalkopirit, sfalerit ve galen aynı zamanda ana unsurlar. Manyetit küçük miktarlarda mevcuttur; manyetit içeriği arttıkça cevherler, masif oksit yataklarına dönüşür. gang (ekonomik olmayan atık malzeme) esas olarak kuvars ve pirit veya pirotin. Yatakların yüksek yoğunluğu nedeniyle bazılarında belirgin gravite anomalileri (Neves-Corvo, Portekiz ) keşifte kullanılan.

Değişiklik morfolojisi

VMS yatakları tarafından geliştirilen alterasyon haloları tipik olarak konik şekildedir, çoğunlukla stratigrafik olarak orijinal sıvı akış yerinin altında (cevherin kendisi olması gerekmez) oluşur ve tipik olarak zonludur.

En yoğun alterasyon (kirişli sülfit bölgesini içeren) genellikle taban duvarı volkanik sekansı içinde en büyük masif sülfit konsantrasyonunun hemen altında bulunur. Kordon bölgesi sülfitlerden yer değiştirirse, bu genellikle tektonik deformasyonun veya hibrit SEDEX benzeri uzak sülfit havuzunun oluşumunun ürünüdür.

Taban duvarı değişim bölgesinin alterasyon toplulukları, çekirdekten dışa doğru;

  • Silika alterasyon bölgesi, en yoğun şekilde değiştirilmiş örneklerde bulunan, ana kayaçların tamamen silika yer değiştirmesi ile sonuçlanan ve kalkopirit-pirit şerit zonları ile ilişkili.
  • Klorit bölgesi, klorit +/- serisit +/- silikadan oluşan neredeyse tüm örneklerde bulunur. Çoğu zaman, ana kayaç, deforme olmuş örneklerde bir klorit şist olarak görünebilen klorit ile değiştirilir.
  • Serisit zonuserisit +/- klorit +/- silikadan oluşan neredeyse tüm örneklerde bulunur,
  • Silisleşme bölgesi, genellikle arka planda silika-albit metasomatizması ile dereceli.

Her durumda, bu değiştirme bölgeleri metasomatizm potasyum, silika, magnezyum ilavesi ve sodyumun tükenmesi ile sonuçlanan en katı anlamda etkiler. Klorit mineralleri, genellikle bir VMS yatağının taban duvarı alterasyon zonu içindeki bileşimde, aynı formasyon içinde distal olarak eşdeğer kayaçlara göre daha fazla magnezidir. Bir VMS birikintisinin asma duvarı genellikle zayıf bir şekilde sodyum tüketmiştir.

Cevher oluşturma işlemiyle ilişkili olmayan değişiklik, aynı zamanda, masif sülfid yatağının hem üstünde hem de altında her yerde mevcut olabilir. Tipik değişiklik dokuları riyolitik gibi denizaltı volkanik kayaçlarının devitrifikasyonu ile ilişkili Gözlük, özellikle oluşumu sferülitler, nın-nin perlit, Lithophysae ve düşük sıcaklıkta prehnit-pumpellite fasiyes alt-deniz tabanı alterasyonu her yerde bulunur, ancak genellikle daha sonraki metamorfik olaylarla üst üste basılır.

Konak volkanik sekans içindeki metamorfik mineralojik, dokusal ve yapısal değişiklikler ayrıca orijinal metasomatik mineral topluluklarını gizlemeye de hizmet edebilir.

Sınıflandırma

Bu sınıftaki mevduatlar, çok sayıda işçi tarafından farklı şekillerde sınıflandırılmıştır (örneğin, metal kaynakları, tip örnekleri, jeodinamik ortam - bkz. Franklin ve diğerleri (1981) ve Lydon (1984)). VMS yataklarının magmatik toplulukları, VMS'nin oluşumu sırasında değişen tektonik ortam ve jeolojik çevre ile ilişkilidir. Aşağıdaki beş alt sınıf, oluşum sırasında belirli bir jeodinamik ortama benzeyen belirli petrokimya topluluklarına sahiptir:[5]

Mafic ilişkili

Genellikle mafik kayaların hakim olduğu jeolojik ortamlarla ilişkili VMS yatakları ofiyolit diziler. Kıbrıs ve Umman Newfoundland'da ofiyolitler barındıran örnekler ve ofiyolitlerin barındırdığı yataklar bulunmaktadır. Appalachians bu alt sınıfın klasik bölgelerini temsil eder.

Çift modlu mafik

Mafik volkanik kayaların hakim olduğu ortamlarla ilişkili, ancak% 25'e kadar felsik volkanik kayaçlarla ilişkili VMS yatakları, ikincisi genellikle yatakları barındırır. Noranda, Flin Flon-Kar Gölü ve Kidd Creek kampları bu grubun klasik bölgeleri olacaktır.

Mafik silisli plastik

Mafik volkanik ve silisiklastik kayaçların eşit olmayan oranlarıyla ilişkili VMS yatakları; felsik kayaçlar küçük bir bileşen olabilir; ve mafik (ve ultramafik) müdahaleci kayaçlar yaygındır. Metamorfik arazilerde pelitik-mafik ilişkili VMS yatakları olarak bilinebilir. Japonya'daki Besshi yatakları ve Windy Craggy, BC, bu grubun klasik bölgelerini temsil ediyor.

Felsik-silisiklastik

Silisiklastik tortul kayaç ile ilişkili VMS çökelleri, bol felsik kayaçlar ve% 10'dan az mafik malzeme içeren ortamların hakimiyetindedir. Bu ortamlar genellikle şeyl bakımından zengin silisiklastik-felsik veya iki modlu silisiklastiktir. Bathurst kampı, New Brunswick, Kanada; İber Pirit Kuşağı, İspanya ve Portekiz; ve Finlayson Gölü bölgeleri, Yukon, Kanada bu grubun klasik bölgeleridir.

Bimodal-felsik

Kuroko Masif Sülfür Kesiti

Felsik kayaçların yalnızca küçük tortul kayaçlara sahip mafik kayalardan daha bol olduğu bimodal dizilerle ilişkili VMS yatakları. Kuroko yatakları, Japonya; Buchans yatakları, Kanada; ve Skellefte yatakları, İsveç bu grubun klasik semtleridir.

Dağıtım

Jeolojik geçmişte, VMS yataklarının çoğu, yarık volkanik kayalarla ilişkili ortamlar. Özellikle, okyanus ortası sırt yayılma merkezleri, yay arkası yayılma merkezleri ve ön ark yayılma merkezleri ile ilişkili jeolojik zaman boyunca oluşmuşlardır. Zaman içinde VMS birikintilerinin tüm ortamları için ortak bir tema, yayılma ile olan ilişkidir (yani, genişlemeli bir jeodinamik rejim). Tortular tipik olarak iki modlu dizilerle (mafik ve felsik kayaların alt eşit yüzdelerine sahip diziler - ör., Noranda veya Kuroko), felsik ve tortudan zengin ortamlar (ör. Bathurst), mafik ve tortu bakımından zengin ortamlarla (ör. Craggy) veya mafik ağırlıklı ortamlar (ör. Kıbrıs ve diğeri ofiyolit barındırılan mevduatlar).

Dünya yataklarının çoğu küçüktür ve bilinen birikintilerin yaklaşık% 80'i 0.1-10 Mt. VMS yatırma örnekleri şunlardır: Kidd Creek, Ontario, Kanada; Flin Flon içinde Flin Flon yeşil taşlı kemer, Manitoba, Kanada (777 ve Alabalık Gölü Madeni ); Brunswick # 12, Yeni brunswick, Kanada; Rio Tinto, ispanya; Greens Creek madeni, Alaska, ABD ...

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Hannington, MD (2014). "Volkanojenik masif sülfit yatakları". Jeokimya Üzerine İnceleme (İkinci Baskı). 13: 463–488. doi:10.1016 / B978-0-08-095975-7.01120-7. ISBN  9780080983004.
  2. ^ Colín-García, M., A. Heredia, G. Cordero, A. Camprubí, A. Negrón-Mendoza, F. Ortega-Gutiérrez, H. Beraldi, S. Ramos-Bernal. (2016). "Hidrotermal menfezler ve prebiyotik kimya: bir inceleme". Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 68 (3): 599‒620. doi:10.18268 / BSGM2016v68n3a13.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  3. ^ Kadırga, Alan G., M. D. Hannington ve I. R. Jonasson. (2007). "Volkanojenik masif sülfit yatakları" (PDF). Kanada Jeoloji Derneği, Maden Yatakları Bölümü, Özel Yayın. 5: 141–161.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  4. ^ Mercier-Langevin, Patrick; Gibson, Harold L; Hannington, Mark D; Goutier, Jean; Monecke, Thomas; Dubé, Benoît; Houlé, Michel G (2014). "Arkean Magmatizması, Volkanizması ve Cevher Yatakları Üzerine Özel Bir Sayı: Bölüm 2. Volkanojenik Masif Sülfür Yatakları Önsöz". Ekonomik Jeoloji. 109 (1): 1–9. doi:10.2113 / econgeo.109.1.1.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  5. ^ Piercey, S.J. (2011). "Volkanojenik masif sülfit yataklarının oluşumunda magmatizmanın yeri, tarzı ve rolü". Madenci Deposu. 46 (5–6): 449–471. Bibcode:2011MinDe..46..449P. doi:10.1007 / s00126-011-0341-z.

2. Piercey, S. J., 2011, Volkanojenik masif sülfit yataklarının oluşumunda magmatizmanın yeri, tarzı ve rolü, Miner Deposita (2011), v. 46, s. 449-471.

  • Barrie, C.T. ve Hannington, M. D., editörler, (1999), Volkanik İlişkili Masif Sülfür Yatakları: Modern ve Antik Ortamlarda Süreçler ve Örnekler, Ekonomik Jeoloji İncelemeleri Cilt 8, Ekonomik Jeologlar Derneği, Denver, 408 s.
  • Barrie, C. T., ve Hannington, M. D., 1999, Ana kaya bileşimine göre volkanik ilişkili masif sülfit yataklarının sınıflandırılması: Reviews in Economic Geology, c. 8, s. 1-11.
  • Franklin, J.M., Sangster, D. M., ve Lydon, J.W., 1981, Volkanik ilişkili masif sülfit yatakları, Skinner, B. J., ed., Economic Geology Yetmiş-Beşinci Yıldönümü Cilt, Ekonomik Jeologlar Derneği, s. 485-627.
  • Franklin, JM, Gibson, HL, Galley, AG ve Jonasson, IR, 2005, Volcanogenic Massive Sulfide Deposits, in Hedenquist, JW, Thompson, JFH, Goldfarb, RJ, and Richards, JP, eds, Economic Geology 100th Anniversary Volume : Littleton, CO, Ekonomik Jeologlar Derneği, s. 523-560.
  • Guilbert, John M. ve Charles F. Park, Jr., 1986, Cevher Yataklarının Jeolojisi, s. 572–603, W. H. Freeman, ISBN  0-7167-1456-6
  • Gibson, Harold L., James M. Franklin ve Mark D. Hannington, (2000) Volkanik İlişkili Masif Sülfür Yatakları için genetik bir model https://web.archive.org/web/20050221103926/http://www.cseg.ca/conferences/2000/2000abstracts/758.PDF Erişim tarihi 12-20-2005.
  • Lydon, J. W., 1984, Cevher yatağı modelleri; 8, Volkanojenik sülfit yatakları; Bölüm I, Açıklayıcı bir model: Geoscience Canada, cilt 11, s. 195-202.

Dış bağlantılar