ZŁOŻA MAGMOWE: Magma – ruchliwy materiał skalny utworzony w sposób naturalny w głębi ziemi, zdolny do tworzenia intruzji i ekstruzji. Cechy magmy: 1) niehomogeniczna (niejednorodna): -zawiera różne składniki (zasadowe, kwaśne, alkaiczne) - ksenolity resztki, fragmenty skał oraz gazy 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 – magma płynna o temp. 1200 – 800 C Wskutek ochładzania lub zmiany ciśnienia odchodzą stopy magmowe o różnym skł chem: tlenkowe, węglanowe, siarczkowe oraz zasadowe i kwaśne. 2) krystalizacja frakcjonalna BOWENA (wypadają pierwsze minerały), sedym magmowa dochodzi do powst skał magmowych, które wykazują warstwowanie 3) dyferencjacja – nadtapianie (asymilacja) skał otaczających Depozycja złóż magmowych zachodzi w skutek 1) bezpośredniej krystalizacji na chłodnych ścianach lub stropie komory magmowej; 2) zestalenia się oddzielonych na drodze likwacji stopów cieczy magmowych; 3) konsolidację skały magmowej razem z zawartymi w niej minerałami akcesorycznymi o znaczeniu ekonomicznym; 4) opadanie i gromadzenie się w dolnych częściach intruzji magmowych krystalizujących minerałów Lokalizacja ciał rudnych w intruzji magmowej: 1) zawieszone powstają przy stosunkowo szybkim zastyganiu magmy, gdy minerały 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 spękane skały otaczającej 4) brekcjowe powst w czasie wdzierania się magmy w skałę otaczającą, wskutek jej rozrywania i nadtapiania Najbardziej znane warstwowe intruzje zasadowe: 1) magmowy kompleks Bushweldu (RPA) 2)Wielka Dajka (Zimbabwe) 3) Sudbury (Kanada) ZŁOŻA KARBONATYTOWE: Karbonatyty endogeniczne skupienia kalcytu, dolomitu i innych węglanów związane przestrzennie i genetycznie z intruzjami o składzie ultrazasadowym – alkaicznym (rifting kontynentalny) Skład: a) 80-90 % węglany: kalcyt, dolomit, syderyt b) 10-20 % inne: magnetyt, kwarc, hematyt, baryt Hipotezy genetyczne karbonatytów: 1) MAGMOWA: a) likwacja węglanowego stopu b) dyferencjacja frakcjonalna c) przetapianie węglanowej skorupy kontynentalnej d) asymilacja skał węglanowych otaczających w trakcie migracji ogniska magmowego (ku górze) 2) HYDROTERMALNA: a) udział magmowych roztworów hydrotermalnych przeobrażających na drodze metasomatozy otaczającą skałę. Kopaliny użyteczne: Cu, Zr, P, Fe (U, Co, Ni – rzadkie, oraz Au, Ag - platynowce) Złoże Palabola (RPA)- zł. magnetytowo-apatytowe: Cu, Fe, Co, U, Zr, Hf, platynowce, Au, Ag. Kimberlity- potasowa skała ultrazasadowa, której skład mineralny zdominowany jest przez oliwin; zawiera diopsyt, flogopit, ilmenit; charakteryzuje się obecnością diamentów i minerałów pochodzących z płaszcza; nie wszystkie kimberlity zawierają diamenty. ZŁOŻA PEGMATYTOWE Pegmatyty Są grubokrystaliczną skałą magmową lub etamorficzną, 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. Geneza Pegmatytów 1) funkcjonalna krystalizacja 2) depozycja wzdłuż otartych kanałów przepływu 3) model dwustadjalny. Strefowa budowa: a) graniczna b) ścianowa c) pośrednia d) korzeniowa Diamenty: powstają 1) w astenosferze pod skorupą kontynentalną grubości ok. 60 km 2) na głębokości 120 km przy panującym ciśnieniu 50-70 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 intruzyjne. Obszar Kimberley dostarczył 200 mln karatów diamentów to 40000 kg. ZŁOŻE SKARNOWE Skarny- są krzemianowymi skałami metamorficzno-metasomatycznej mineralogii powstałe na kontakcie skał węglowych i krzemianowych. Tworzą się gdy temp: a) w początkowych stadiach 800 – 400 C b) w późniejszych stadiach 400 – 150 C Stadia rozwoju złóż skarnowych: a) stadium I – izochemiczny metamorfizm b) stadium II – wielostadialny metasomatyzm c) stadium III – metamorfizm wsteczny (proces wygaszania) ADI) 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 pierwiastków ADII) 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. ADIII) 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 HYDROTELMALNE 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 a) meteoryczne (wody gruntowe i powierzchniowe) b) oceaniczne c) formacyjne (biorą udział w formowaniu się skał) d) metamorficzne ((1-2% wody) – wody wydzielane (wyciskane) ze skał w procesach metamorficznych, remobilizacja wody porowej lub dehydrytyzacja minerałów) e) magmowe (śr zawartość wody w stopie magmowym to 7%, wody juwenilne – dziewicze). Charakter roztworów hydrotermalnych a) zawiesiny; średnica czastek > 0.1 mi b) roztw koloidalne; śr cząstek 0.1 – 0.001 mi c) roztw rzeczywiste; śr cząstek 1.0 – 0.01 mmi. Drogi i sposoby migracji roztworów w skałach a) porowatość efektywna b) pęknięcia i szczeliny Rodzaje przepływów: nie zintegrowany, dyfuzja, filtracja zintegrowany. Przyczyny depozycji minerałów z roztworów hydrotermalnych: a) reakcje wymiany w obrębie roztworu b) reakcje wskutek mieszania się różnych roztworów c) reakcje wymiany między roztworem a skałą d) nagła zmiana temp i/lub ciśnienia e) zmiana pH i Eh roztworów. Sposoby transportu metali jony kompleksowe HS, Cl, OH, przechodzą w kompleksy organometaliczne. ZŁOŻE PORFIROWE a) występują w intruzjach porfirowych b) są duże c) są nisko i średnio % d) wykazują strefowość Środowisko występowania: Najwięcej złóż porfirowych powstaje w warunkach subwulkanicznych, systemy porfirowe powstają w górnych częściach skorupy na głębokości od 1 do 6 km. Powstawanie złożą porfirowego- 1 porfirowy pień intruduje w kanał stratowulkanu 2 powstaje magmowo meteoryczny system hydrotermalny 3 dochodzi do powstania rozległych przeobrażeń hydrotermalnych 4 tzw dopasowanie się plutonu do regionalnego systemu naprężeń. Powstają żyły kruszcowe. 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: 1) środowisko występowania to trzeciorzędowy wulkanizm łuków wyspowych 2) zach pacyfik, wyspy Japonii, Filipiny 3) anderyty, riolity, tufy wulkaniczne 4) zmiany okołorudne: propilityzacja, serycytyzacja, sylifikacja 5) mineralizacja wypełnienia wolnych przestrzeni w szczelinach, spękaniach, brekcjach. ZŁOŻA SEDYMENTACYJNO-EKSHALACYJNE Są to siarczki żelaza (np. piryt), siarczki miedzi (chalkopiryt), siarczki cynku i ołowu; Minerały manganu, baryt a także metale szlachetne. Środowisko tworzenia: 1) ryfy wśród oceaniczne (złoża typu cypryjskiego) 2) baseny przyłukowe (złoża 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. Sedex grupa złóż występujących w formie warstwowych lub masywnych. Kopaliny użyteczne SEDEX: a) siarczki Cu, Zn, Pb z domieszkami Au i Ag b) tlenki Fe i rzadko Sn c) krzemionka d) baryt e) siarczki Fe. Złoża typu cypryjskiego: powstałe w związku z zasadowym wulkanizmem w obrębie skorupy oceanicznej, w pobliżu ryftu w strefach spredingu dna oceanicznego. ZŁOŻA EGZOGENICZNE: Są związane z procesami geochemicznymi rozwijającymi się na powierzchni ziemi oraz w jej przypowierzchniowej strefie. Tworzą się w następstwie chemicznej, biochemicznej i mechanicznej dyferencjacji substancji mineralnych wywołanej energią słoneczną. Pokrywa wietrzeniowa samodzielna geologiczna formacja kontynentalna zbudowana ze skał o charakterystycznej teksturze i strukturze, specyficznym składzie mineralnym i chemicznym, zawierająca charakt dla niej złoża kopalin użytecznych. Złoża wietrzeniowe powstają w wyniku chemicznego rozkładu oraz mechanicznego rozpadu skał i minerałów. Mechanogeniczne złoża wietrzeniowe złoża ELUWIALNE powstają w wyniku mechanicznego rozpadu tzn pod wpływem czynników fizycznych (np. temp., ciężar właściwy, odporność na wietrzenie). Chemogeniczne złoża wietrzeniowe powstają przy współudziale chemicznego rozpuszczania i precypitacji. Złoża chemogeniczn: 1) rezydualne – powst w wyniku wynoszenia poza środowisko wietrzenia bezużytecznej masy skalnej powodując względną koncentracje minerałów użytecznych 2) infiltracyjne – powst w wyniku ługowania minerałów
użytecznych i przenoszenia ich przez wody gruntowe poza środowisko wietrzenia na miejsce precypitacji. CZYNNIKI WIETRZENIA: 1) woda: a)rozpuszczanie, transport, depozycja związków chemicznych w pokrywie wietrzeniowej b) przenoszenie aktywnych składników jak tlen, dwutlenek węgla, kwasy c) ustalenie warunków fizykochemicznych pH, Eh 2) tlen: uczestniczy w rekcjach utleniania, jego źródłem jest atmosfera, woda i redox 3) dwutlenek węgla: uczestniczy aktywnie w reakcjach utleniania 4) kwasy: przyspieszają procesy rozkładu 5) organizmy żywe: intensyfikują procesy przeobrażeń 6) temp w strefie wietrzeniowej: waha się w dość wąskich granicach +20 –20 C 7) klimat: temp, wilgotność 8) skład skał macierzystych 9) struktury skał: stopień ich spękań 10) morfologia terenu. ZDOLNOŚĆ MIGRACJI PIERWIASTKÓW: AL. – najtrudniej migrujący, w zależności od pH in situ z glinokrzemianów powstają minerały ilaste lub wodorotlenek Si – słabo migrujący, odkłada się w postaci krzemionki Fe, Mn – migrujący wolno, gromadzi się w resztkowych produktach górnej pokrywy Ca, Mg, K, Na – łatwo rozpuszczalne, łatwo ulegają migracji i redepozycji. FORMY ZŁÓŻ WIETRZENIOWYCH: 1) powierzchniowe przykrywają skały na których powstały. Złoża stopniowo przechodzą w skały nieprzeobrażone, a ich spąg ma skomplikowaną morfologię ...
licha2