ZŁOŻA MAGMOWE:

Magma – ruchliwy materiał skalny utworzony w sposób naturalny w głębi ziemi, zdolny do tworzenia intruzji i extruzji.

Cechy magmy:

1.      niehomogeniczna (niejednorodna)

-          zawiera składniki różne ze względu chemicznego: zasadowe, kwaśne,alkaiczne

-          stan skupienia to ksenolity (resztki) skał z gazowymi i ciekłymi składami

2.      zmienna w czasie poprzez nieustające reakcje chemiczne

3.      niestatyczna, ulega konwekcyjnym i dyfuzyjnym przemieszczeniom, miesza się szczególnie przy wys. temp stopu wyjściowego

4.      nie stanowi zamkniętego systemu

5.      pławna, stale się porusza, do góry tam gdzie < ciśnienie i temp

6.      zawiera gazy szczególnie H20, które gromadzą się w górnych częściach komór

Dyferencjacja – mechanizm różnicowania się magmy, zachodzi wskutek ochładzania się stopu magmowego.

Procesy dyferencjacji:

1.      likwacja – gdy magma płynna to temp. Likwacji 1200 – 800 C Wskutek ochładzania lub zmiany ciśnienia odchodzą stopy magmowe o różnym skł chem: tlenkowe, węglanowe, siarczkowy, oraz zasadowe i kwaśne.

2.      krystalizacja frakcjonalna – BOWENA, sedym magmowa dochodzi do powst skał magmowych, które wykazują warstwowanie

3.      dyferencjacja – nadtapianie (asymilacja) skał otaczających

Lokalizacja ciał rudnych w intruzji magmowej:

1.      zawieszone – pow przy stosunkowo szybkim zastyganiu magmy, gdy min rudne nie docierają do spągu

2.      denne – powst przy powolniejszym stygnięciu magmy gdy minerały ruchome docierają do dna intruzji tworząc pseudo pokładowe i soczewkowe złoża

3.      żyłowe – powst przy normalnej krystalizacji intruzji, część magmy rudnej może zostać wciśnięta
w zastygłą wcześniej oraz w spękania skały otaczającej

4.      brekcjowe – powst w czasie wdzierania się magmy w skałę otaczającą, wskutek jej rozrywania
i nadtapiania

Najbardziej znane warstwowane intruzje zasadowe:

1.      magmowy kompleks Bushweldu (RPA)

2.      Wielka Dajka (Zimbabwe)

3.      Sudbury (Kanada)

ZŁOŻA KARBONATYTY:

Endogeniczne skupienia kalcytu, dolomitu i innych węglanów związane przestrzennie i genetycznie
z intruzjami o składzie ultrazasadowym – alkaicznym

Skład:

a)      80-90 % węglany: kalcyt, dolomit, syderyt

b)     10-20 % inne: magnetyt, kwarc, hematyt, baryt

Hipotezy genetyczne karbonatytów:

MAGMOWA:

-          likwacja węglanowego stopu

-          dyferencjacja frakcjonalna

-          przetapianie węglanowej skorupy kontynentalnej

-          asymilacja skał węglanowych otaczających w trakcie migracji ogniska magmowego (ku górze)

HYDROTERMALNA:

-          udział magmowych roztworów hydrotermalnych przeobrażających na drodze metasomatozy otaczającą skałę

Kopaliny użyteczne: Cu, Zr, P, Fe (U, Co, Ni – rzadkie, oraz Au, Ag - platynowce)

PEGMATYTY:

Są grubokrystaliczną skałą magmową lub metamorficzną, głównie o składzie granitowym. Magma pegmatytowa zawiera składniki lotne: OH, F oraz pierwiastki litofilne: Be, Li, Sn wykazujące się skłonnością do tworzenia związków z tlenem.

Strefowa budowa:

-          graniczna

-          ścianowa

-          pośrednia

-          korzeniowa

D i a m e n t y:

1.      w astenosferze pod skorupą kontynentalną grubości ok. 60 km

2.      na głębokości 120 km przy panującym ciśnieniu 50-75 kbar i temp 1400-1600 C

3.      magma kimberlitowa wraz z wykrystalizowanymi diamentami przemieszcza się w lepkim medium magmowym płaszcza

4.      następnie przemieszcza się przez skorupę torując sobie drogę coraz wolniej im bliżej powierzchni ziemi

5.      w nacierającej intruzji powstaje gazowa ‘czapka’, która eksploduje w pobliżu powierzchni ziemi tworząc DIATREMĘ

6.      większość kimberlitów powstała przez wielokrotne zderzenia intruzywne

Obszar Kimberley dostarczył 200 mln karatów diamentów to 40000 kg

ZŁOŻA SKARNOWE:

Tworzą się gdy temp:

-          w początkowych stadiach 800 – 400 C

-          w późniejszych stadiach 400 – 150 C

Ciśnienie w zależności od głębokości tworzenia się złóż, która waha się od 1 do kilku km.

Gdy przeobrażenie tylko z ciepła intruzji to nie ma przeobrażeń chemicznych, jest tylko zmiana strukturalna. Tak więc piaskowce zmieniają się w kwarcyty, wapienie w marmury!

Złoża skarnowe cechują się strefowością, wokół aureoli kontaktu wytwarzają się strefy.

Stadia rozwoju złóż skarnowych:

-          stadium I – izochemiczny metamorfizm

-          stadium II – wielostadialny metasomatyzm

-          stadium III – metamorfizm wsteczny (proces wygaszania)

I. izochemiczny metamorfizm zachodzi pod wpływem temp. intruzji i polega na przeobrażaniu skał otaczających bez zmian w ich składzie chemicznym, tzn. na drodze rekrystalizacji i/lub powstawaniu nowych minerałów wskutek dyfuzyjnego przemieszczania się obecnych w skałach pierwotnych

II. wielostadialny metasomatyzm to powstanie endo – i egzoskarnów pod wpływem hydrotermalnych roztworów wydzielonych z magmy w temp 800 – 400 C. Powstają tlenki (magnetyt, kasyteryt), siarczki dzięki spękaniom umożliwiającym dopływ wód gruntowych.

III. metamorfizm wsteczny to proces polegający na przeobrażaniu skarnów i hornfelsów pod wpływem wód atmosferycznych. Na drodze zastępowania powstają: serycytyzacja, chlorytyzacja, epidotyzacja i główna mineralizacja siarczkowa

Złoża hydrotermalne (tlenki, siarczki): 

Powstałe z gazowo-wodnych roztworów, których temp waha się w granicach 650 – 50 C

Górna granica temperatur  oznacza średnią temp w której obok stopu magmowego i wydzielonych w nim kryształów istniej faza określona jako ‘wrzące związki łatwolotne’.

Dolna granica temperatur oznacza średnią temp która jest wyższa niż temp roztworu wodnego poniżej pow ziemi wywołana stopniem geotermicznym charakt dla danego miejsca.

Rodzaje wód hydrotermalnych: meteoryczne, oceaniczne, formacyjne, metamorf. i magmowe

Metamorficzne (1-2% wody) – wody wydzielane (wyciskane) ze skał w procesach metamorficznych, remobilizacja wody porowej lub dehydrytyzacja minerałów.

Magmowe – śr zawartość wody w stopie magmowym to 7%, wody juwenilne – dziewicze

Charakter roztworów hydrotermalnych:

-          zawiesiny; średnica czastek > 0.1 mi

-          roztw koloidalne; śr cząstek 0.1 – 0.001 mi

-          roztw rzeczywiste; śr cząstek 1.0 – 0.01 mmi

Drogi i sposoby migracji roztworów skalnych:

1.      porowatość efektywna

2.      pęknięcia i szczeliny

Rodzaje przepływów:

1.      niezintegrowany: defuzja, filtracja

2.      zintegrowany: w szczelinach i pęknięciach

Przyczyny depozycji minerałów z roztworów hydrotermalnych:

1.      reakcje wymiany w obrębie roztworu

2.      reakcje wskutek mieszania się różnych roztworów

3.      reakcje wymiany między roztworem a skałą

4.      nagła zmiana temp i/lub ciśnienia

5.      zmiana pH i Eh roztworów

Eh – potencjał redukcyjno-oksydacyjny REDOX, miara ilościowa zdolności utleniających utleniacza i zdolności redukcyjnych reduktora, charakteryzująca liczbowo w voltach ich zdolność do oddawania lub pobierania elektronów. W środowisku naturalnym: od –0.4V do +0.8V

pH – stężenie jonów wodorowych. pH +1/H, gdzie H – to ilość jonów wodoru. <7 kwaśne, >7 zasadowe

ZŁOŻA PORFIROWE:

Występują w intruzjach porfirytowych (kwaśne, sr kwaśne, obojętne) są duże, nisko i średnioprocentowe, wykazują strefowość (przeobrażeń hydrotermalnych, mineralizacji, form wyst siarczków).

Duże to 15 mld ton Cu – złoże Chuquicamata Chile, średnie 200 mln ton Cu

Środowisko występowania:

Najwięcej złóż porfirowych powstaje w warunkach subwulkanicznych, systemy porfirowe powstają w górnych częściach skorupy na głębokości od 1 do 6 km

Największe złoża porfirowe:

-          Chuquicamata w Chile – Cu

-          Bingham w Utah USA – Cu, Zn, Pb

-          Climax w Henderson USA – Mo, W

-          Potosi – Sn

Jak dochodzi do powstawania złoża:

Etap I – porfirowy pień intruduje w kanał stratowulkaniczny

Etap II – powstaje magmowo meteoryczny system hydrotermalny

Etap III – powstają rozległe przeobrażenia hydrotermalne i tworzy się mineralizacja rozproszona kasyterytu

Etap IV – powstanie głębokich spękań wskutek strukturowego dostosowywania się plutonu do regionalnego systemu naprężeń. Napływ zmieneralizowanych roztworów magmowych, powstają żyły kruszcowe.

Połączenie złóż żyłowych i rozproszonych utworzy system hydrotermalny.

ŻYŁOWE ZŁOŻA ZŁOTA:

1.      złoża systemu plutonicznego – stare żyły złotonośne

2.      złoża systemu wulkanogenicznego – młode żyły złotonośne

Złoża systemu plutogenicznego występują:

1.      w zmetamorfizowanych archaicznych pasmach zieleńcowych w obrębie teranów

2.      w towarzystwie granitowych i granodiorytowych intruzywów

3.      najbogatsza mineralizacja w strefach najgęściej krzyżujących się spękań.

System wulkanogeniczny:

-          środowisko występowania to trzeciorzędowy wulkanizm łuków wyspowych

-          zach pacyfik, wyspy Japonii, Filipiny

-          anderyty, riolity, tufy wulkaniczne

-          zmiany okołorudne: propilityzacja, serycytyzacja, sylifikacja

-          mineralizacja wypełnienia wolnych przestrzeni w szczelinach, spękaniach, brekcjach

ZŁOŻA SEDYMENTACYJNO – EKSHALACYJNE:

To złoża siarczków, tlenków. Powstają na dnie oceanów pod wpływem działalności hydrotermalnej pod wodą.

Środowisko tworzenia złóż S-E:

-          ryfty sródoceaniczne (typu cypryjskiego)

-          baseny przyłukowe (typu Kuroko)

Smokers – pióropusz czarnych lub białych gazów i par hydrotermalnych roztworów wydzielających się z komino-podobnych kanałów połączonych ze szczelinami w dnie oceanu.

Białe pióropusze – zbudowane są z węglanów wapnia oraz siarczanów wapnia i baru

Czarne pióropusze – zbudowane są z drobnych cząsteczek metalicznych siarczków

Kopaliny użyteczne SEDEX:

-          siarczki Cu, Zn, Pb z domieszkami Au i Ag

-          tlenki Fe i rzadko Sn

-          krzemionka

-          baryt

-          siarczki Fe

SEDEX:

-          zasoby i zawartość procentowa met w złożach VMS są ogromne

-          najmniejsze złoża zwykłe przekraczają 20 mln ton rudy

-          większość złóż przekracza 100 mln ton rudy

-          80% złóż na świecie zawiera 0.1 – 10 mln to rudy

Największe złoża siarczków masywnych...