Sedimentära utandningsavlagringar

Bandad massiv sulfid (silver-bly-zinkmalm) från SEDEX Sullivan-fyndigheten i British Columbia, Kanada (Mesoproterozoic, 1470 Ma) som visar uppenbar mjuk-sedimentdeformation (synfält: cirka 3,9 cm tvärs över)

Bandad malm med kolis , galena , sfalerit , pyrit från SEDEX Rammelsberg -fyndigheten, Tyskland

Sedimentära utandningsavlagringar ( SEDEX eller SedEx-avlagringar ) är zink - blyavlagringar som ursprungligen tolkades att ha bildats genom utsläpp av metallhaltiga basinalvätskor på havsbotten vilket resulterar i utfällning av huvudsakligen stratiform malm, ofta med tunna lamineringar av sulfidmineral. SEDEX-avlagringar är till stor del värd av klastiska bergarter avsatta i intrakontinentala sprickor eller misslyckade sprickbassänger och passiva kontinentala marginaler. Eftersom dessa malmavlagringar ofta bildar massiva sulfidlinser , kallas de också för sediment -värdade massiva sulfid (SHMS) insättningar, i motsats till vulkaniskt värd för massiv sulfid (VHMS) insättningar . Det sedimentära utseendet på de tunna lamineringarna ledde till tidiga tolkningar att avlagringarna uteslutande eller huvudsakligen bildades genom utandningsprocesser på havsbotten, därav termen SEDEX. Nyligen genomförda studier av många avlagringar indikerar dock att ersättning av ytlig underyta också är en viktig process, i flera avlagringar den dominerande, med endast lokala om några utandningar till havsbotten. Av denna anledning föredrar vissa författare termen "Klastisk-dominerade zink-blyavlagringar" . Som det används idag ska termen SEDEX därför inte tolkas som att hydrotermiska vätskor faktiskt ventilerade in i den överliggande vattenpelaren, även om detta kan ha inträffat i vissa fall.

De viktigaste malmmineralerna i SEDEX-avlagringarna är finkornig sfalerit och galena , kopparkis är betydande i vissa fyndigheter; silverhaltiga sulfosalter är vanliga mindre beståndsdelar; pyrit är alltid närvarande och kan vara en mindre komponent eller den dominerande sulfiden, som det är fallet i massiva sulfidkroppar; barytinnehåll är vanligt till frånvarande, lokalt ekonomiskt.

SEDEX-avlagringar kännetecknas bland annat av Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg , Sullivan . SEDEX-fyndigheter är den viktigaste källan till bly och zink , och en stor bidragsgivare till silver och koppar .

Genetisk modell

Vätske- och metallkällor

Källan till metaller och mineraliseringslösningar för SEDEX-avlagringar är djupa formationssaltvatten och saltlösningar som läcker ut metaller från klastiska sedimentära bergarter och den underliggande källaren. Vätskorna fick sin salthalt från avdunstning av havsvatten och kan ha blandats med meteoriskt vatten och porvatten som pressats ut ur sedimenten. Metaller som bly, koppar och zink finns i spårmängder i klastiska och magmatiska bergarter.

Saltvatten kan nå temperaturer över 200° C i djupare delar av bassängen. Hydrotermiska vätskekompositioner uppskattas ha en salthalt på upp till 23 % NaCl-ekv. Varma, måttligt sura, salthaltiga vatten kan bära betydande mängder bly, zink, silver och andra metaller.

Deposition

De mineraliserande vätskorna leds uppåt längs permeabla matare, i synnerhet bassänggränsande förkastningar. Matare som är värd för det hydrotermiska flödet kan visa tecken på detta flöde på grund av utveckling av hydrotermiska breccia , kvarts- och karbonatådror och genomgripande ankerit - siderit - klorit - sericitförändring . Själva matarna behöver inte mineraliseras

Nära havsbotten, under eller på den, kyls de uppåtgående metallbärande vätskorna så småningom ner och kan blandas med kallt lätt alkaliskt, mindre salt havsvatten vilket utlöser utfällning av metallsulfider. Om blandning sker under havsbotten utvecklas omfattande ersättningar. Om utsläppet sker på havsbotten kan det bildas stratiforma avlagringar av kemiska utfällningar. I en idealisk utandningsmodell strömmar heta täta saltlösningar till försänkta områden av havstopografin där de blandas med kallare, mindre tätt havsvatten, vilket gör att den lösta metallen och svavlet i saltlaken fälls ut från lösningen som en fast metallsulfidmalm , avsatt som lager av sulfidsediment.

Den ultimata källan till reducerat svavel är havsvattensulfat. Sulfatreduktion (genom termokemisk sulfatreduktion (TSR) och/eller bakteriell sulfatreduktion (BSR) för att bilda sulfider kan förekomma på mineraliseringsplatsen, eller alternativt kan metallhaltiga men reducerade svavelfattiga vätskor blandas med vätskor berikade med H2S nära mineraliseringen plats och på så sätt utlösa sulfidutfällning.

Morfologi

Bandad massiv sulfid (silver-bly-zinkmalm) från Sullivan Mine, British Columbia, som visar uppenbar mjuk-sedimentdeformation. Sullivan-mineralisering tolkas vara relaterad till exhalativ havsbottenavsättning.

Vid blandning av malmvätskorna med havsvattnet, dispergerat över havsbotten, fälls malmbeståndsdelarna och gångmineralerna ut på havsbotten för att bilda en malmkropp och mineraliseringshalo som är kongruenta med den underliggande stratigrafin och i allmänhet är finkorniga, finlaminerade och kan erkännas som kemiskt avsatt från lösning.

Även ersättningsprocesser längs permeabla bäddar kan producera stratiforma morfologier. Ett exempel är arkosiska skikt som gränsar till förkastningar som matar in tunga saltlösningar i det porösa, permeabla sedimentet och fyller matrisen med sulfider. Mineralisering utvecklas också i förkastningar och matarledningar som matade mineraliseringssystemet. utvecklades Sullivan-malmkroppen i sydöstra British Columbia inom en interformationell diatreme , orsakad av övertryck av en lägre sedimentär enhet och utbrott av vätskorna genom en annan enhet på väg till havsbotten. ^{[ citat behövs ]}

Inom störda och tektoniserade sekvenser beter sig SEDEX-mineralisering på samma sätt som andra massiva sulfidavlagringar, och är ett lågkompetens skikt med låg skjuvhållfasthet i mer stela silikatsedimentära bergarter. Som sådana är boudinagestrukturer , vallar av sulfider, vensulfider och hydrotermiskt återmobiliserade och anrikade delar eller periferier av SEDEX-avlagringar individuellt kända från de olika exemplen över hela världen. ^{[ citat behövs ]}

Efter upptäckten av hydrotermiska öppningar har avlagringar som liknar dem från oceaniska öppningar och fossiliserade öppningslivsformer hittats i vissa SEDEX-avlagringar.

Problem med klassificering

SEDEX-avlagringar tillhör den stora klassen av icke-magmatiska hydrotermiska malmfyndigheter som bildas av basinala saltlösningar.

Denna klass inkluderar även:

Zink-blyavlagringar av Mississippi Valley-typ (MVT) .
Sediment-värd stratiform Cu-Co-(Ag)-avlagring, typisk för kopparbältet i Zambia och DRC . De superjättefyndigheterna i kopparbältet anses av vissa författare vara syndiagenetisk kopparmineralisering bildad vid arkoseskiffergränssnitt inom sedimentära sekvenser, medan för andra författare dessa avlagringar bildades många miljoner år efter sedimentering, under Lufilian Cambrian orogeny (~540–490 Ma) )

Som diskuterats ovan har ett av de stora problemen med att klassificera SEDEX-avlagringar varit att identifiera huruvida malmen definitivt andades ut i havet eller inte och om källan var formella saltlösningar från sedimentära bassänger. I många fall deformerar och stör övertrycket av metamorfism och förkastningar, i allmänhet tryckförkastningar , sedimenten och skymmer de ursprungliga tygerna.

Specifika exempel på inlåning

Sullivan bly-zinkgruva

Sullivan -gruvan i British Columbia arbetade i 105 år och producerade 16 000 000 ton bly och zink, samt 9 000 ton silver. Det var Kanadas längsta kontinuerliga gruvdrift och producerade metaller värda över 20 miljarder dollar i termer av 2005 års metallpriser. Graderingen var över 5 % Pb och 6 % Zn.

Malmuppkomsten av Sullivans malmkropp sammanfattas med följande process:

Sediment avsattes i en utvidgning av andra ordningens sedimentbassäng under förlängningen.
Tidigare, djupt begravda sediment överförde vätskor till en djup reservoar av sandiga siltstenar och sandstenar .
Inträngning av dolerittrösklar i sedimentbassängen höjde den geotermiska gradienten lokalt .
Ökade temperaturer ledde till övertryck av den nedre sedimentreservoaren som bröt över överliggande sediment och bildade en breccia diatreme .
Mineraliserande vätska strömmade uppåt genom den konkava matarzonen av breccia diatreme och strömmade ut på havsbotten. Under havsbotten ersattes Aldridge-sediment av ett "rör" av turmalinit (650 m gånger 1300 m gånger 400 m tjockt) kännetecknat av ett välutvecklat nätverk av pyrrhotite-minor kvartskarbonat ådror och ådror, som markerar matarzonen för fyndigheten .
Malmvätskor strömmade ut på havsbottnen och samlades i en andra ordningens underbassängs depocenter, vilket fällde ut ett stratiformt massivt sulfidskikt från 3 till 8 m tjockt, med exhalativ chert , mangan och troligen K -bärande hydrotermiska leror. Det centrala området av exhalitiv massiva sulfider som ligger ovanför matarzonen ersattes successivt av massiv pyrrhotit-klorit förändring. Pågående vätskeflöde och utfällning i matarzonen ledde så småningom till dess tätning och avledning av vätskeflödet till den ringformade omgivande övergångszonen (TZ) som kännetecknas av sericit/muskovitförändring och ökade nivåer av As, Sb och Ag. Senare pyritersättning av malmkroppen var förknippad med albit-kloritförändring i både det underliggande turmalinitröret och malmzonen, och utveckling av en albititkropp i de överliggande sedimenten. Denna senare hydrotermiska förändring med lägre temperatur var förknippad med pågående underliggande intrång av Moyie gabbro-trösklar, som troligen var värmemotorerna för att driva hydrotermisk cirkulation.