Hydrotermální ložiska

Hydrotermální vklady jsou Ložiska nerostných surovin které se tvoří srážením minerály rozpuštěné v horké vodě, která cirkuluje skrz skály. Hydrotermální kapaliny jsou obvykle horké, vysoce mineralizované vodné roztoky, které vznikají interakcí podzemní vody s hluboko uloženými zdroji tepla. Tekutiny jsou často poháněny vulkanickou činností, jako jsou magmatické průniky nebo sopečné průduchy. Jak cirkulují hostitelskými horninami, mohou hydrotermální tekutiny rozpouštět a transportovat širokou škálu minerálů. Když se tyto tekutiny ochladí a minerály, které obsahují, se přesytí, mohou se z roztoku vysrážet a vytvářet minerální usazeniny.

Hydrotermální ložiska se mohou tvořit v různých geologických podmínkách, včetně žil, brekcií a náhradních těles. Mohou se také vyskytovat v řadě různých hostitelských hornin, včetně vyvřelých, metamorfovaných a sedimentární horniny. Typ a distribuce minerálů, které se nacházejí v hydrotermálních ložiscích, závisí na složení hydrotermálních tekutin, teplotních a tlakových podmínkách, za kterých tekutiny cirkulovaly, a na povaze hostitelských hornin.

Typy hydrotermálních ložisek

Existuje mnoho různých typů hydrotermálních ložisek, ale některé z nejdůležitějších jsou:

1. Usazeniny žil: Jedná se o ložiska nerostů, která se vyskytují v puklinách nebo puklinách hornin. Vznikají, když hydrotermální tekutiny cirkulují horninami a ukládají minerály v puklinách. Žilná ložiska jsou často bohatá na kovy jako např zlato, stříbro, měď, a vést.
2. skarn vklady: Skarnové jsou kontaktní metamorfované horniny které se tvoří, když se hydrotermální tekutiny dostanou do kontaktu s uhličitanovými horninami. Skarnová ložiska může obsahovat širokou škálu minerálů, včetně mědi, zinek, železo, a wolfram.
3. Náhradní vklady: Tato ložiska se tvoří, když hydrotermální tekutiny nahrazují minerály v horninách, se kterými přicházejí do styku. Náhradní vklady jsou často spojeny s vápenec nebo jiné uhličitanové horniny a mohou obsahovat olovo, zinek a měď.
4. Vulkanogenní masivní sulfid vklady (VMS): vklady VMS jsou spojeny s podvodní sopečnou činností. Vznikají, když se horké hydrotermální kapaliny bohaté na kovy mísí se studenou mořskou vodou a vysrážejí sulfidy kovů. Depozita VMS mohou obsahovat měď, zinek, olovo, zlato a stříbro.
5. Porfyrská ložiska: Porfyrová ložiska jsou velká ložiska nízké kvality, která jsou často spojována s mědí a zlatem. Vznikají, když velké objemy hydrotermálních tekutin cirkulují velkou oblastí horniny, mění horninu a ukládají minerály.
6. Epitermální usazeniny: Epitermální usazeniny se tvoří v mělkých hloubkách a jsou typicky spojeny s vysoce sulfidační nebo nízko sulfidační mineralizací. Tato ložiska jsou často spojena s vulkanickými horninami a mohou obsahovat zlato, stříbro, měď a další kovy.

Procesy formování a mineralogie

Hydrotermální ložiska se tvoří z horkých tekutin nasycených minerály, které jsou vypuzovány z magmatických komor nebo protékají horninami hluboko v zemské kůře. Tekutiny jsou typicky ohřívány magmatem a jsou pod vysokým tlakem, což jim umožňuje rozpouštět a transportovat kovy a další prvky v roztoku. Když se tekutiny pohybují horninami, reagují s nimi a ukládají svůj minerální obsah, jak se mění teplota, tlak a chemické podmínky.

Existuje několik typů hydrotermálních ložisek, včetně:

1. Usazeniny žil: Ty vznikají ukládáním minerálů z tekutin, které vyplňují otevřené pukliny nebo dutiny v horninách. Minerály mohou tvořit velké souvislé žíly nebo mohou být rozptýleny v síti menších žilek. Žilná ložiska jsou často bohatá na drahé kovy, jako je zlato a stříbro, a také na obecné kovy, jako je měď a zinek.
2. Náhradní vklady: Vznikají, když je minerální obsah horniny nahrazen minerály, které jsou přiváděny hydrotermálními tekutinami. K tomuto procesu dochází, když tekutiny chemicky reagují s horninou, rozpouštějí některé minerály a nahrazují je jinými. Náhradní ložiska se často nacházejí ve vápenci a jiných uhličitanových horninách a mohou být bohatá na olovo, zinek a další kovy.
3. Skarnová ložiska: Ty se tvoří, když hydrotermální tekutiny reagují s uhličitanovými horninami, což způsobuje vývoj a metamorfní hornina zvaný skarn. Skarnová ložiska mohou být bohatá na různé minerály, včetně mědi, zlata, železa a wolframu.
4. Porfyrská ložiska: Ty se tvoří, když velké objemy hydrotermálních tekutin interagují s velkým, dotěrným tělesem magmatu hluboko v zemské kůře. Tekutiny se uvolňují z magmatu a pohybují se okolními horninami a ukládají minerály. Ložiska porfyru mohou být velmi velká a mohou obsahovat širokou škálu minerálů, včetně mědi, zlata a molybdenu.
5. Vulkanogenní masivní sulfidová ložiska (VMS).: Ty se tvoří na mořském dně interakcí horkých tekutin bohatých na minerály se studenou mořskou vodou. Tekutiny se obvykle uvolňují pod vodou sopky a obsahují vysoké koncentrace kovů, jako je měď, zinek a olovo.

Projekt mineralogie hydrotermálních ložisek může být značně složitá a je velmi závislá na konkrétních podmínkách vzniku ložiska. Mezi běžné minerály nalezené v hydrotermálních ložiscích patří křemen, kalcit, pyrit, chalkopyrit, Galena, sfalerit, a bornit, mezi ostatními.

Příklady významných hydrotermálních ložisek

Některé pozoruhodné hydrotermální ložiska zahrnují:

1. Epitermální ložiska zlata: Tato ložiska se tvoří v mělkých hloubkách (méně než 1 km) a jsou typicky spojena s nedávnou vulkanickou činností. Příklady zahrnují ložiska v Comstock Lode v Nevadě, USA.
2. Porfyrová ložiska mědi: Jedná se o velká ložiska mědi nízké kvality, která jsou často spojena s velkými žula průniky. Příklady zahrnují ložiska v Bingham Canyon, Utah, USA.
3. Masivní ložiska sulfidů: Tyto usazeniny se tvoří na mořském dně v blízkosti hydrotermálních průduchů a jsou typicky bohaté na měď, zinek, olovo a další kovy. Příklady zahrnují ložiska v Iberském pyritovém pásu ve Španělsku a Portugalsku.
4. Kimberlit roury: Jedná se o vulkanické trubky, které vynášejí na povrch horniny s diamanty. Příkladem mohou být ložiska v dolu Premier v Jižní Africe, který produkoval slavný Cullinan diamant.
5. Ložiska oxid železitý-měď-zlato: Tato ložiska jsou hydrotermální ve velkém měřítku změna a mineralizační systémy, které jsou bohaté na měď, zlato a železo. Příklady zahrnují ložiska v Olympic Dam v Austrálii a dole Grasberg v Indonésii.
6. typu Mississippi Valley ložiska olova a zinku: Tato ložiska vznikají cirkulací solanek bohatých na kovy v sedimentárních pánvích. Příklady zahrnují ložiska v Tri-State Mining District ve středních Spojených státech.
7. Ložiska zlata typu Carlin: Tato ložiska se vyznačují přítomností rozptýleného zlata v sedimentárních horninách, které byly změněny hydrotermálními tekutinami. Příklady zahrnují vklady v Carlin Trend v Nevadě, USA.
8. Sedimentární exhalační usazeniny: Tyto usazeniny jsou tvořeny vypouštěním tekutin bohatých na kovy z průduchů mořského dna do sedimentárních pánví. Příklady zahrnují ložiska v dole McArthur River v Austrálii.
9. Ložiska s brekcií: Tato ložiska jsou tvořena narušením a změnou existující horniny hydrotermálními tekutinami. Příklady zahrnují vklady na Tyrkysový Ridge důl v Nevadě, USA.
10. Žilná ložiska: Tato ložiska vznikají ukládáním minerálů v puklinách a závady ve skalách. Příklady zahrnují ložiska zlata v pánvi Witwatersrand v Jižní Africe.

Reference

• Guilbert, JM a CF Park Jr. (2007). Geologie Rudná ložiska. Waveland Press.
• Heinrich, CA a T. Pettke (eds.). (2012). Ložiska rud a pláště pláště. Springer-Verlag.
• Kusky, TM (2011). Globální geologie: Tektonická interpretace geologie Země. John Wiley & Sons.
• Marshak, S. (2015). Základy geologie. WW Norton & Company.
• Skinner, BJ a SC Porter (eds.). (2016). Zemský plášť: Složení, struktura a evoluce. Cambridge University Press.
• Sverjenskij, DA, EE Shock a HC Helgeson. (2014). Termodynamika a kinetika interakce voda-hornina. Springer-Verlag.
• Taylor, RP (ed.). (2010). Geologie ložisek základních kovů. Geologická společnost v Londýně.
• Vearncombe, JR a BJ Franklin (eds.). (1992). Hospodářská geologie svazek k 75. výročí. Nakladatelství ekonomické geologie.