4/0/01 Ércteleptan IV. Dr. MÁRTON ISTVÁN Istvan.Marton@stockwork.ro Intermedier és savanyú intrúziók ásványi nyersanyagai Fanerites szövettel rendelkező intrúziók: Pegmatitok Greizen telepek (pneumatolitok) Porfíros szövettel rendelkező intrúziók: Porfíros Cu-Mo-Au ércesedések Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Geológia Szak, 3. év, 011-01 Az érctelepek eredetére vonatkozó legfontosabb kérdések 1. A fluidumok (magmák, oldatok) eredete és természete. A fémek és ligandumok eredete/forrása 3. A fluidumok mozgása 4. Fémkivállási folyamatok FLUIDUM ÖSSZETEVŐK szállítás FÉMKIVÁLÁS Ércképződési folyamat elemeinek rekonstrukciója geokémiai vizsgálatok alapján történik! 1
4/0/01 Niggli-diagram (199): a magmás rendszerek kristályosódási szakaszai és az ércgenetikai környezetek közti összefüggés Likvid fázis (magma) a1 b1 Ortomagmás Hőmérséklet a4 a3 a Szilárd + gőz vagy oldat fázis b b4 b3 Pegmatitos Pneumatolitos Hidrotermás Szolfatárás Illó (gőz) 100% 50% Összetétel Refraktár 100% Nyomás Bináris komponensű (illó és refraktár = szilikátos, oxidos) magmás rendszer fejlődése hőmérséklet, nyomás és összetétel függvényében. Granitoid kőzetek geokémiai típusai és kapcsolódó ércesedések (Molnár, 010 ELTE online kurzus)
4/0/01 Granitoid intrúziók kristályosodási mélysége Az olvadékok víztartalma, összetétele és kristályosodási mélysége 3
4/0/01 Pegmatitok genetikai típusai Pegmatitok koncentrikus zónássága (Guilbert & Park, 1967) 4
4/0/01 Sn és W ércesedések kapcsolódása erősen differenciált és redukált magmákhoz (Cerny et al. 005) Greizen telepek (Molnár, 010 ELTE online kurzus) 5
4/0/01 Greizen telepek: ércásványok képződése W-telep Felbertal, Salzburg, Austria Porfíros Cu-Au-Mo telepek (Sillitoe, 010) 6
4/0/01 Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése hol? (Sillitoe, 010) Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése mikor? Porfíros érctelepek képződése és mérete (Einaudi, 1996) 7
4/0/01 Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése mekkora? Jelentős porfíros érctelepek mérete (tonna) és réztartalma (%) közti összefüggések (Kouzmanov, 006) Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése képződése Burnham modell 8
4/0/01 Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése STOCWERK szerkezet Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése porfíros szövet 9
4/0/01 Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése telér típusok (Gustafson és Hunt, 1975) Porfíros Cu-Au-Mo telepek képződése telér típusok (példák) A típusú tellér A+B típusú tellér D típusú tellér D típusú tellér 10
4/0/01 Porfíros telepek képződése a telérek sematikus kronológiája Cu-Mo (A) és Cu-Au ércesedések esetén (Sillitoe, 010) Hidrotermás átalakulás: hidrotermás oldatok kölcsönhatása a kőzetekkel Oldatáramlás (érckivállás) Átalakulás/mállás ~ oldat-kőzet kölcsönhatás A mállás hatására az oldat összetétele és kőzet ásványos összetétele is változik. Befolyásoló tényezők: -hőmérséklet, -nyomás, -a kőzet összetétele -az oldat összetétele -a mállásban résztvevő oldat/kőzet arány Hidrotermás átalakulás I. Hidrotermás átalakulás II. A különböző átalakulás típusok eloszlása kiterjedése, mértéke és hatása fontos paramétert szolgáltat az ércesedést kiváltó oldatokról és az általuk létrehozott érctelepek kialakulásáról és térképezéséről! Érctelepek térképezése! 11
4/0/01 A hidrotermás mállás megjelenési formája és intenzitása A hidrotermás átalakulásban résztvevő anyagok transzportja infiltrációval (nagyobb tömegű oldatok áramlásakor) vagy diffúzióval (viszonylag stagnáló oldatok mozgása porúsokon keresztül) valósul meg. Átható pervaziv mállás (pervasive) Nagyobb vető vagy szerkezetek menti mállás (selvedge) Telérek vagy repedések menti mállás (veined) Bizonyos litológiai elemeket érintő mállás (mottled, disseminated) A hidrotermás mállás intenzitása az oldat összetétetől és a mállásban résztvevő kőzet/oldat aránytól függ. Térkepezéskor általában 3-5 intenzitási fokot különböztetünk meg: Gyengén mállott (Weak) Nyomokban mállott (Trace) Közepesen mállott (Moderate) Erősen mállott (Strong) Intenziven mállott (Intensive) Porfíros telepekhez kapcsolódó fő mállás tipusok (Pirajno, 199) 1
4/0/01 Hidrolízis vagy H + ion metaszomatózis Izokémikus módon: 1 3 1 KAlSi 3O8 H KAl 3Si3O10( OH) 3SiO káliföldpát muszkovit kvarc 3 K KAl 3 Si3O10( OH) H HO AlSiO5 ( OH) 4 muszkovit viz kaolinit 3 Szericitesedés Agyagásványosodás K NaAlSi 3O8 H AlSi4O10( OH) SiO albit pirofillit kvarc Na A hidrolízis során történő mállás folyamán új ásványtársulás jön létre és az oldat ph-ja nő. Hidrolízis vagy H + ion metaszomatózis 010.11.18. Fázis egyensúlyi görbék a Na O-K O-Al O-SiO -H O rendszerben (Meyer és Hemley, 1967) 13
4/0/01 Kation metaszomatózis (kation-csere) NaAlSi O 4( Mg, Fe) 3 albit ( Mg, Fe) 4 8 ( Fe, Al) Si O 10 ( Al, Fe) ( OH) 8 3 4SiO 10H Na O 1H klorit kvarc kloritosodás 3CaMg ( CO Ca 3) SiO 6H 4HO Mg3Si4O10( OH) 6HCO3 3 dolomit kvarc talk kovásodás Mg Mg SiO4 H HO Mg3SiO5 ( OH) 4 forszterit szerpentin Szerpentinesedés 010.11.18. KAlSi 3O8 Na NaAlSi 3O8 K mikroklin albit Káli mállás Na-mállás Kation metaszomatózis kén jelenlétében KAl Si O 3 3 10 muszkovit ( OH) 4H SO 4 ph gradient KAl ( SO 3 4 alunit ) ( OH) 6 3SiO kvarc Advanced argillic alteration = savas-szulfátos mállás Vuggy quartz rock Advanced argillic alteration Replacement quartz Crossed nicols Alunite replacing plagioclase 00 mm 14
4/0/01 Mállási zónák-övek kialakulása Porfíros Cu-Au-Mo telepek hidrotermás átalakulások Hidrotermás átalakulások és érckivállások ideális zónássága porfíros érctelepek Esetén (Sillitoe, 010) 15
4/0/01 Porfíros Cu-Au-Mo telepek hidrotermás átalakulások Kálimállás Na-Ca metaszomatózis Kvarc-szericites mállás 010.11.18. albitosodás Porfíros Cu-Au-Mo telepek hidrotermás átalakulások agyagosodás propilitiesedés 16
4/0/01 Porfíros Cu-Au-Mo telepek az oldatok összetétele HO-NaCl rendszer p-x fázis diagramja 700 C-on. (Bodnar, 003) Különböző fémek megoszlása a likvid és gőz fázisok között (Audetat et al, 1998) Porfíros Cu-Au-Mo telepek hidrotermás átalakulások 010.11.18. 17
4/0/01 Porfiros Cu-Au-Mo telepek a legnagyobb: Bingham Canyon - Utah agyagosodás propilitiesedés 18