Осадочные выдыхательные отложения
Осадочные эксгаляционные месторождения ( SEDEX или месторождения SedEx ) представляют собой цинк - свинцовые месторождения, первоначально интерпретированные как образовавшиеся в результате разгрузки металлсодержащих бассейновых флюидов на морское дно, что привело к осаждению в основном стратиформной руды, часто с тонкими прослоями сульфидных минералов. [1] [2] [3] Отложения SEDEX в основном состоят из обломочных пород, отложенных во внутриконтинентальных рифтах или провалившихся рифтовых бассейнах и пассивных континентальных окраинах. Поскольку эти рудные месторождения часто образуют линзы массивных сульфидов , их также называют месторождениями массивных сульфидов, размещенными в осадках (SHMS) . [1] [4] в отличие от вулканических месторождений массивных сульфидов (VHMS) . Осадочный вид тонких пластинок привел к ранним интерпретациям того, что отложения образовались исключительно или в основном в результате процессов выноса на морское дно, отсюда и термин SEDEX. Однако недавнее исследование многочисленных месторождений показывает, что неглубокое замещение недр также является важным процессом, причем в некоторых месторождениях преобладающим, с лишь локальными выбросами на морское дно, если они вообще имеются. [5] [6] [7] По этой причине некоторые авторы предпочитают термин цинк-свинцовые месторождения с преобладанием обломков . [8] Поэтому, как он используется сегодня, термин SEDEX не следует понимать как означающий, что гидротермальные флюиды действительно проникли в вышележащую толщу воды, хотя в некоторых случаях это могло происходить. [7] [9]
Основными рудными минералами месторождений SEDEX являются мелкозернистый сфалерит и галенит , халькопирит в некоторых месторождениях значительное место занимает серебра ; сульфосоли являются частыми второстепенными компонентами; пирит присутствует всегда и может быть второстепенным компонентом или доминирующим сульфидом, как это имеет место в массивных сульфидных телах; Содержание барита обычно отсутствует, локально экономно. [7] [9]
Типичными месторождениями SEDEX являются, среди прочих, Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg , Sullivan . Месторождения SEDEX являются наиболее важным источником свинца и цинка, а также основным источником серебра и меди . [3] [9]
Генетическая модель
[ редактировать ]Источники жидкости и металлов
[ редактировать ]Источником металлов и минерализующих растворов для месторождений SEDEX являются глубинные пластовые соленые воды и рассолы , выщелачивающие металлы из обломочных осадочных пород и подстилающего фундамента. Соленость флюидов возникла в результате испарения морской воды и, возможно, была смешана с метеорной водой и поровой водой, выдавленной из отложений. [8] [7] Такие металлы, как свинец, медь и цинк, встречаются в следовых количествах в обломочных и магматических породах.
соленые воды могут достигать температуры выше 200° C В более глубоких частях бассейна . По оценкам, гидротермальные флюидные композиции имеют соленость до 23% экв. NaCl. [8] Горячие, умеренно кислые, соленые воды способны переносить значительные количества свинца, цинка, серебра и других металлов. [8] [7]
Депонирование
[ редактировать ]Минерализующие флюиды выносятся вверх по проницаемым питающим системам, в частности по разломам, ограничивающим бассейн. Питатели, в которых находится гидротермальный поток, могут демонстрировать свидетельства этого потока из-за развития гидротермальных брекчий , кварцевых и карбонатных прожилков , а также повсеместного анкерит - сидерит - хлорит - серицитового изменения. Сами кормушки минерализовать не нужно. [8] [7]
Вблизи морского дна, под ним или на нем, поднимающиеся металлосодержащие флюиды со временем остывают и могут смешиваться с холодной слабощелочной, менее соленой морской водой, вызывая осаждение сульфидов металлов. Если смешивание происходит под морским дном, происходит обширная замена. Если сброс происходит на морское дно, могут образовываться слоистые отложения химических осадков. В идеальной эксгаляционной модели горячие плотные рассолы текут в пониженные участки топографии океана , где они смешиваются с более прохладной, менее плотной морской водой, в результате чего растворенный в рассоле металл и сера выпадают в осадок из раствора в виде твердой сульфидной руды металлов, отлагающейся в виде слоев сульфидных отложений. [1]
Конечным источником восстановленной серы является сульфат морской воды. Сульфатредукция (посредством термохимической сульфатредукции , бактериальной сульфатредукции или того и другого) с образованием сульфидов может происходить в месте минерализации, или, альтернативно, металлоносные, но восстановленные, бедные серой флюиды могут смешиваться с флюидами, обогащенными сероводородом вблизи места минерализации и таким образом вызывать сульфидные осадки. [7]
Морфология
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2021 г. ) |
При смешивании рудных флюидов с морской водой, рассеянной по морскому дну, рудные компоненты и жильные минералы осаждаются на морское дно, образуя рудное тело и ореол минерализации, которые соответствуют подстилающей стратиграфии и обычно являются мелкозернистыми, тонкослоистыми и могут быть признаны химически осажденными из раствора.
Кроме того, процессы замещения вдоль проницаемых пластов могут привести к образованию стратиформной морфологии. Примером являются аркозовые толщи, примыкающие к разломам, которые поставляют тяжелые рассолы в пористые проницаемые осадки, заполняя матрицу сульфидами. Оруденение развито также в разломах и питающих каналах, питающих систему минерализации. Например, рудное тело Салливана на юго-востоке Британской Колумбии было развито в пределах межформационной диатремы , вызванной избыточным давлением нижней осадочной толщи и извержением флюидов через другую толщу на пути к морскому дну. [ нужна ссылка ]
В нарушенных и тектонизированных толщах минерализация SEDEX ведет себя аналогично другим массивным сульфидным месторождениям, представляя собой низкокомпетентный слой с низкой прочностью на сдвиг внутри более жестких силикатных осадочных пород. [1] По существу, будинажа структуры , дайки сульфидов, жильные сульфиды и гидротермально ремобилизованные и обогащенные части или периферии месторождений SEDEX индивидуально известны из различных примеров во всем мире. [ нужна ссылка ]
После открытия гидротермальных жерл в некоторых отложениях SEDEX были обнаружены отложения, подобные отложениям океанических жерл, и окаменелые формы жизни в жерлах. [10]
Проблемы классификации
[ редактировать ]Месторождения SEDEX относятся к обширному классу немагматических гидротермальных рудных месторождений, образованных бассейновыми рассолами. [11]
В этот класс также входят:
- Цинк-свинцовые месторождения типа долины Миссисипи (MVT) . [8]
- Стратиформное месторождение Cu-Co-(Ag), содержащее осадки, типичным примером которого является пояс Замбии Медный и ДРК . [12] Сверхгигантские месторождения Медного пояса одни авторы считают синдиагенетической медной минерализацией, образовавшейся на границах аркозо-сланцевых сланцев в осадочных толщах, тогда как другие авторы считают, что эти месторождения сформировались через много миллионов лет после седиментации, в период луфилийского кембрийского складчатого образования (~540–490 млн лет назад). ) [12]
Как обсуждалось выше, одна из основных проблем при классификации месторождений SEDEX заключалась в определении того, была ли руда окончательно выброшена в океан и были ли ее источником формационные рассолы из осадочных бассейнов. Во многих случаях наложение метаморфизма и разломов, обычно надвигов , деформирует и нарушает отложения и затемняет первоначальные структуры.
Конкретные примеры депозитов
[ редактировать ]Салливанский свинцово-цинковый рудник
[ редактировать ]Рудник Салливан в Британской Колумбии проработал 105 лет и произвел 16 000 000 тонн свинца и цинка, а также 9 000 тонн серебра. Это была самая продолжительная непрерывная горнодобывающая компания в Канаде, в результате которой было произведено металлов на сумму более 20 миллиардов долларов в пересчете на цены на металлы 2005 года. Содержание содержания превышало 5% Pb и 6% Zn.
Рудогенез рудного тела Салливан резюмируется следующим процессом:
- Во время растяжения отложения отлагались в осадочном бассейне второго порядка растяжения.
- Ранее глубоко погребенные отложения переместили флюиды в глубокий резервуар из песчаных алевролитов и песчаников .
- Внедрение долеритовых в силлов осадочный бассейн локально повысило геотермический градиент .
- Повышенные температуры вызвали избыточное давление в нижнем осадочном резервуаре, которое прорвало вышележащие отложения, образовав диатрему брекчии .
- Минерализующая жидкость текла вверх через вогнутую питающую зону диатремы брекчии, выбрасываясь на морское дно. Под морским дном отложения Олдриджа были заменены турмалиновой «трубкой» (650 х 1300 х 400 м мощностью), характеризующейся хорошо развитой сетью пирротиновых кварц-карбонатных жил и прожилков, маркирующих питающую зону месторождения. . [13]
- Рудные флюиды вышли на морское дно и скопились в депоцентре суббассейна второго порядка, отложив стратиформный слой массивных сульфидов мощностью от 3 до 8 м, с эксгалятивным кремнем , марганцем и, вероятно, калийсодержащими гидротермальными глинами. Центральная область эксгалятивных массивных сульфидов, лежащая выше питающей зоны, постепенно заменялась массивными пирротин-хлоритовыми изменениями. Продолжающийся поток флюидов и осаждение в питающей зоне в конечном итоге привели к ее закупорке и отведению потока флюидов в кольцеобразную окружающую переходную зону (TZ), характеризующуюся изменениями серицита/мусковита и повышенными уровнями As, Sb и Ag. Позднее пиритовое замещение рудного тела было связано с альбит-хлоритовыми изменениями как в подстилающей турмалинитовой трубке, так и в рудной зоне, а также развитием альбититового тела в вышележащих отложениях. Это более позднее гидротермальное изменение с более низкой температурой было связано с продолжающимся внедрением силлов габбро Мойе, которые, вероятно, были тепловыми двигателями, приводившими в движение гидротермальную циркуляцию. [13]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Карен Д. Келли, Роберт Р. Сил, II, Джанин М. Шмидт, Дональд Б. Гувер и Дуглас П. Кляйн (1986) Осадочные эксгаляционные отложения Zn-Pb-Ag, Геологическая служба США
- ^ Дон Макинтайр, Осадочный эксгаляционный Zn-Pb-Ag, Геологическая служба Британской Колумбии, 1992 г.
- ^ Jump up to: а б Гудфеллоу, В.Д., Лайдон, Дж.В. (2007)Осадочные эксгаляционные (SEDEX) отложения. В: Гудфеллоу, В.Д. (ред.) Минеральные месторождения Канады: синтез основных типов месторождений, районная металлогения, эволюция геологических провинций и методы разведки. Специальная публикация Геологической ассоциации Канады 5, 163–183.
- ^ Большой Д., Уолчер Э. (1999). «Массивное сульфидное месторождение Cu-Zn-Pb-Ba-Ba-Раммельсберг, Германия: пример массивной сульфидной минерализации, размещенной в осадках». Месторождение минералов . 34 (5–6): 522–538. Бибкод : 1999MinDe..34..522L . дои : 10.1007/s001260050218 . S2CID 129461670 .
- ^ Лич, Д.Л., Сангстер Д.Ф., Келли К.Д. и др. (2005)Свинцово-цинковые месторождения, содержащиеся в отложениях: глобальная перспектива. В: Хеденквист Дж.В., Томпсон Дж.Ф.Х., Гольдфарб Р.Дж. и Ричардс Дж.П. (ред.) Том 100-летия экономической геологии, 1905–2005 гг., Общество экономических геологов, Литтлтон, Колорадо, стр. 561–607.
- ^ Лардж, Р.Р., Булл, С.В., Макголдрик, П.Дж., Деррик, Г., Карр, Г., Уолтерс, С. (2005) Стратиформные и слоистые отложения Zn-Pb-Ag в протерозойских осадочных бассейнах северной Австралии. В: Хеденквист, Дж.В., Томпсон, Дж.Ф.Х., Гольдфарб, Р.Дж., Ричардс, Дж.П. (ред.). Том экономической геологии, посвященный сотому юбилею. Общество экономических геологов, Inc., Литтлтон, с. 931−963.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Уилкинсон, Дж. Дж., (2014), 13.9 Цинк-свинцовая минерализация в отложениях: процессы и перспективы. Геохимия месторождений полезных ископаемых, Elsevier, т. 13, с. 219-249.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Лич, Д. и другие (2010)Отложения свинца и цинка в осадочных отложениях в истории Земли. Экономическая геология, т. 105, с. 593-625.
- ^ Jump up to: а б с Эмсбо П., Сил Р.Р., Брейт Г.Н., Диль С.Ф. и Шах А.К. (2016) Модель осадочных эксгалятивных (седекс) месторождений цинка, свинца и серебра. . В: Отчет о научных исследованиях Геологической службы США 2010–5070–N, 57 S, 2016 http://dx.doi.org/10.3133/sir20105070N .
- ^ Колин-Гарсия, М., А. Эредиа, Г. Кордеро, А. Кампруби, А. Негрон-Мендоса, Ф. Ортега-Гутьеррес, Х. Беральди, С. Рамос-Берналь. (2016). «Гидротермальные источники и пребиотическая химия: обзор» . Бюллетень Мексиканского геологического общества . 68 (3): 599–620. дои : 10.18268/BSGM2016v68n3a13 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Арндт, Н. и другие (2017) Будущие минеральные ресурсы, Глава. 2, Формирование минеральных ресурсов, Геохимические перспективы, т6-1, с. 18-51.
- ^ Jump up to: а б Силлито Р.Х., Перелло Дж., Кризер Р.А., Уилтон Дж., Уилсон А.Дж. и Доборн Т., 2017, Ответ на обсуждения «Эпохи медного пояса Замбии», проведенные Хитцманом, Бротоном и Мучезом и др. :, с. 1–5, doi: 10.1007/s00126-017-0769-x.
- ^ Jump up to: а б Лейтч, Ч.Б., Тернер, Р.Дж.В., Росс, К.В. и Шоу, Д.Р. (2000): Изменение Уоллрока на месторождении Салливан, Британская Колумбия, Канада; Глава 34 в Геологической ассоциации Канады, Отдел месторождений полезных ископаемых, специальный документ № 1, стр. 633-651.
