Elementos minerales
Un sistema está compuesto por varios elementos, que son a la vez independientes y relacionados entre sí. El estatus y el papel de cada elemento en el sistema son diferentes. Algunos están en una posición dominante y otros en una posición subordinada, pero todos son partes indispensables del sistema. Los elementos básicos del sistema de mineralización son: ① minerales; ② fluidos de mineralización; ③ energía de mineralización; ④ canales de transporte de fluidos de mineralización;
(1) Minerales formadores de minerales
Los minerales formadores de minerales son la base material del sistema de mineralización, incluidos elementos metálicos, elementos no metálicos, materia orgánica y sus compuestos. El manto, la corteza, la hidrosfera y la biosfera son los depósitos generales de minerales, y la energía suministra minerales continuamente. Según las fuentes de minerales, se pueden dividir en fuentes del manto, fuentes de la corteza, fuentes mixtas corteza-manto, fuentes de agua de mar, fuentes de precipitación atmosférica, fuentes de la biosfera y fuentes extraestelares, entre las cuales las fuentes del manto, la corteza y la superficie son las más importantes. . Los materiales formadores de minerales pueden derivarse directamente de rocas ordinarias o de capas de origen mineral (rocas) u organismos que inicialmente se han enriquecido con ciertos minerales. Una gran cantidad de literatura sobre el estudio de las capas de origen mineral muestra que tener una capa de origen mineral (roca) es ciertamente beneficioso para la mineralización si no hay una capa de origen mineral (roca) pero el proceso geológico de mineralización es fuerte, continuo o se repite muchas veces; A veces, algunas de las rocas generales también se pueden convertir en minerales. Los depósitos minerales se forman mediante extracción repetida y alta concentración de minerales.
Las áreas de fuente mineral pueden denominarse campos de fuente mineral. Términos similares pero más macroscópicos incluyen provincias metálicas o provincias geoquímicas. Están distribuidas regionalmente y pueden aportar minerales en una larga historia geológica. Hay uno o varios campos fuente de mineral en un sistema de mineralización, que pueden ser de la misma naturaleza (como varios sistemas de rocas portadoras de mineral) o de diferente naturaleza (como el cobre que forma el mineral de cobre proviene de un determinado mineral). estrato portador o de fuentes profundas). Los minerales en el depósito pueden ser de una sola composición, como un solo mineral de cobre, o de composiciones múltiples, como una combinación de Cu y Au, una combinación de Pb, Zn y Ag. Pueden provenir del mismo mineral. campo de origen, o de diferentes campos de origen de mineral, se implementa un acoplamiento de múltiples componentes durante el proceso de recolección de movimiento para formar depósitos de múltiples minerales.
Las formaciones rocosas que contienen minerales y que son fuentes directas de minerales (como un determinado grupo estratigráfico o un determinado conjunto de rocas intrusivas que contienen minerales) son relativamente fáciles de identificar, mientras que las rocas generadoras primarias que son fuentes indirectas de Los minerales son difíciles de detectar debido a sus cambios repetidos o al estar lejos del origen del mineral y son difíciles de rastrear. Hoy en día, se dispone de métodos de rastreo relativamente sistemáticos, como la geoquímica isotópica y la geoquímica elemental, para proporcionar pistas sobre el origen de los minerales.
(2) Fluidos formadores de minerales
Se refiere a la parte de diversos fluidos geológicos que han evolucionado a través de cierta evolución geológica hasta convertirse en fluidos que contienen y transportan minerales, incluidos los derivados de la precipitación atmosférica. , Agua de mar, agua de formación, agua de magma, agua metamórfica y fluidos derivados del manto, etc. Algunos mineralizadores como F, Cl, S, CO2, etc. también se disuelven en agua en diversas formas para participar en el transporte y precipitación de minerales. .
La función del fluido formador de minerales es extraer, disolver, transportar, precipitar y agregar en minerales. Es el vínculo y el medio que comunica el campo de origen del mineral, el campo de migración y el campo de almacenamiento del mineral. Es el elemento más activo en el sistema de mineralización. El suministro estable y suficiente de líquido es la clave para el funcionamiento normal del sistema de mineralización. En un sistema de mineralización, el fluido formador de mineral puede ser de un tipo y una fuente, o puede ser de varios tipos y un acoplamiento de varias fuentes. La mezcla de diferentes tipos de fluidos (como la mezcla de fluidos hidrotermales magmáticos y la precipitación atmosférica) es a menudo el mecanismo dinámico que promueve la precipitación mineral. Los fluidos formadores de minerales a escala regional a menudo provienen de múltiples tipos y fuentes, y sus procesos de movimiento y evolución son relativamente complejos.
(3) Energía de mineralización
El núcleo de la dinámica de mineralización es la ocurrencia de mineralización (inicio), es decir, la transformación de mineralización a mineralización, que requiere Impulsado por fuerzas naturales. . Las fuerzas impulsoras que promueven la mineralización incluyen gradiente térmico, gradiente de presión, gradiente de concentración, gradiente de velocidad y afinidad de reacción química. Impulsada por estas fuerzas, se pone en marcha y opera la "máquina" del sistema de mineralización, incluida la reacción agua-roca del fluido (es decir, la disipación entre el sistema y el medio ambiente, etc.) y la precipitación y acumulación de minerales útiles. sustancias en el fluido. Con el suministro de energía, el sistema puede mantener un estado de movimiento y tener la capacidad de autoorganizarse, lo que le permite evolucionar del desorden al orden, logrando así la función de mineralización.
La energía para la mineralización se extrae básicamente del medio ambiente. La cantidad de energía determina si la mineralización puede continuar. La energía es demasiado pequeña para iniciar la mineralización o solo una mineralización débil. El exceso de energía no favorece la mineralización. Cuando se excede el umbral crítico, el sistema cruzará el estado estacionario de no equilibrio y alcanzará el "caos", lo que provocará que el movimiento de los minerales tienda a un estado desordenado, destruyendo así el proceso de mineralización ordenado.
Para la mineralización regional, la energía requerida para la mineralización proviene principalmente de movimientos tectónicos y actividades magmáticas de cierta escala. El suministro moderado de energía se encuentra generalmente en el borde de transición entre las zonas estructurales y las zonas magmáticas.
(4) Canales de fluidos formadores de minerales (espacio de formación de minerales)
Se refiere a los canales y caminos a través de los cuales se transportan y enriquecen los minerales y fluidos formadores de minerales en los cuerpos geológicos. Es la conexión La red estructura-roca de los campos fuente y de almacenamiento también se denomina campo de migración o campo intermediario. Los canales incluyen poros, fisuras, fallas, cavidades y otras formas en rocas que están conectadas, direccionales y locales (no demasiado difusas). Los principales canales de migración generalmente están formados por procesos tectónicos, como las zonas de fallas. Una capa permeable de cierto tamaño también puede servir como canal principal para fluidos.
Hay muchos tipos de canales de mineralización, que se describen en detalle en la tectónica de campos minerales (Zhai Yusheng et al., 1993). En un sistema de mineralización puede haber varios canales troncales interconectados, que forman una red de mineralización (alteración). Los canales de fluidos son dinámicos durante el proceso de mineralización y los principales cambios son la apertura y cierre de fracturas, lo que afecta la velocidad y dirección de la migración de fluidos. Cuando los fluidos que contienen mineral convergen hacia áreas de acumulación de mineral a través de múltiples canales, la mineralización puede alcanzar una intensidad considerable y formar depósitos de mineral a gran escala. El principal modo de movimiento del fluido en los poros de las rocas es la filtración, y la velocidad de la filtración está restringida por muchos factores.
Es difícil estudiar canales de fluidos antiguos. Se puede adoptar un enfoque integral multidisciplinario para estudiar los cinturones de roca alterados regionales, estructuras alteradas, brechas alteradas, vetas llenas hidrotermales, vetas de rocas ígneas y fluidos minerales. Las inclusiones y las anomalías en la distribución de elementos se utilizan como trazadores del movimiento de fluidos para reconstruir la red de migración de fluidos que contienen minerales en un período determinado. Los nodos de esta red suelen ser zonas donde se acumulan grandes cantidades de minerales para formar grandes depósitos.
(5) Sitio de acumulación de mineral (espacio de mineralización)
Se refiere a la ubicación de depósitos minerales. En la geología del petróleo, los factores estructurales de la roca que permiten que el petróleo y el gas se acumulen se denominan trampas. En la mineralización de metales, el área de acumulación de mineral también se denomina trampa de mineralización o preparación del terreno (preparación del terreno). Hay tres condiciones para la formación de un sitio de acumulación de mineral: primero, hay suficiente espacio para la acumulación de mineral (que puede que ya exista o puede expandirse gradualmente durante el proceso de mineralización; segundo, existen condiciones físicas y químicas que sí lo son); propicio para la precipitación del mineral, a menudo llamado barrera geoquímica, barrera geofísica o barrera física y química estructural se refiere a la zona de mutación de las propiedades físicas y químicas la tercera es la condición de trampa (cierre) que sella el fluido mineral para evitar que se disperse y se pierda; , incluyendo trampas litológicas y trampas estructurales cerradas o una combinación de ambas. La interfaz redox y el límite inferior de lagos, mares y océanos también pueden desempeñar un papel en la captura de la mineralización.
El sitio de acumulación del mineral se forma por el acoplamiento de factores roca-tectónicos, y depende de su profundidad, temperatura y estado de presión. Para una gran cantidad de depósitos hidrotermales, las áreas donde las anomalías locales en la estructura y la litofacies conducen a mutaciones en diversos parámetros de control del mineral (T, P, Eh, pH, fo2, fs2, etc.) suelen ser lugares donde se acumulan los minerales. Las características estructurales del sitio de acumulación de mineral restringen las características de mineralización, como el tipo de mineral, la aparición y forma del yacimiento y la relación entre el yacimiento y la roca circundante, y también afectan la escala del depósito de mineral. Tales como depósitos skarn producidos en la zona de contacto entre cuerpos intrusivos y rocas carbonatadas, depósitos de vetas hidrotermales producidos en varias fracturas de roca y depósitos controlados por capas formados por la superposición y transformación de múltiples etapas de mineralización.
En un sistema de mineralización, generalmente hay múltiples sitios de acumulación de mineral, y cada sitio puede convertirse en un depósito de mineral. Estos depósitos pueden ser del mismo tipo de mineral, o de diferentes tipos, dependiendo de su estructura específica. Depende del entorno de la roca y del método de mineralización. Cuando una gran cantidad de minerales se acumula en un lugar de acumulación de mineral, se puede formar un depósito de mineral a gran escala; cuando el líquido del mineral se dispersa en múltiples lugares de acumulación de mineral, a menudo se forman depósitos de mineral de tamaño pequeño y mediano.
(6) Tiempo de mineralización
La mineralización se produce dentro de una escala de tiempo determinada. La mineralización tiene un proceso temporal desde la concepción, ocurrencia, persistencia hasta el final. El proceso de mineralización puede ser largo o corto. Generalmente, los depósitos sedimentarios tardan mucho en formarse, mientras que los depósitos de erupción volcánica ocurren y se completan en un corto período de tiempo. En un proceso de mineralización, la intensidad de la mineralización no es uniforme, con una mineralización fuerte en algunos períodos y una mineralización débil en otros períodos. En diferentes períodos de tiempo, los tipos de minerales y tipos de depósitos también son diferentes, como la etapa temprana de mineral de hierro tipo skarn y la etapa media a tardía de mineral de cobre y oro tipo veta hidrotermal en depósitos skarn.
En la siguiente sección se proporciona una discusión detallada del curso temporal de la mineralización.