رواسب بركانية ناتجة عن الزفير

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
كبريتيد ضخم مخطط (خام الفضة والرصاص والزنك) من رواسب SEDEX Sullivan في كولومبيا البريطانية، كندا (العصر الميزوبروتيروزوي، 1470 مليون سنة) يظهر تشوهًا واضحًا للرواسب الناعمة (مجال الرؤية: حوالي 3.9 سم عرضًا).
خام مخطط يحتوي على الكالكوبيريت ، والغالينا ، والاسفاليريت ، والبيريت من رواسب SEDEX Rammelsberg ، ألمانيا

تُعرف الرواسب الرسوبية الناتجة عن عمليات التبخر ( SEDEX أو رواسب SedEx ) بأنها رواسب الزنك والرصاص، والتي يُعتقد في الأصل أنها تشكلت نتيجة تدفق السوائل الحاملة للمعادن من الأحواض الرسوبية إلى قاع البحر، مما أدى إلى ترسب خام طبقي في الغالب ، وغالبًا ما يحتوي على طبقات رقيقة من معادن الكبريتيد. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وتوجد رواسب SEDEX في الغالب ضمن الصخور الفتاتية المترسبة في الصدوع القارية الداخلية أو أحواض الصدوع الفاشلة والهوامش القارية السلبية. ونظرًا لأن هذه الرواسب الخام تُشكل في كثير من الأحيان عدسات ضخمة من الكبريتيد ، فإنها تُسمى أيضًا رواسب الكبريتيد الضخمة الموجودة في الرواسب ، [ 1 ] [ 4 ] وذلك تمييزًا لها عن رواسب الكبريتيد الضخمة الموجودة في البراكين (VHMS) . وقد أدى المظهر الرسوبي للطبقات الرقيقة إلى تفسيرات مبكرة مفادها أن هذه الرواسب تشكلت بشكل حصري أو رئيسي عن طريق عمليات التبخر على قاع البحر، ومن هنا جاء مصطلح SEDEX. مع ذلك، تشير دراسة حديثة للعديد من الرواسب إلى أن الإحلال السطحي الضحل يُعدّ عمليةً مهمةً أيضًا، بل هو العملية السائدة في بعض الرواسب، مع انبعاثات موضعية، إن وُجدت، على قاع البحر. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] لهذا السبب، يُفضّل بعض الباحثين مصطلح رواسب الزنك والرصاص ذات الغلبة الفتاتية . [ 8 ] وبالتالي، فإن مصطلح SEDEX ، كما هو مُستخدم اليوم، لا يُقصد به أن السوائل الحرارية المائية قد انبعثت فعليًا إلى عمود الماء العلوي، على الرغم من أن هذا قد يكون حدث في بعض الحالات. [ 7 ] [ 9 ]

المعادن الخام الرئيسية في رواسب SEDEX هي السفاليريت والغالينا ذات الحبيبات الدقيقة ، ويُعدّ الكالكوبيريت ذا أهمية في بعض الرواسب؛ وتُشكّل أملاح الكبريت الحاملة للفضة مكونات ثانوية متكررة؛ ويتواجد البيريت دائمًا، وقد يكون مكونًا ثانويًا أو الكبريتيد السائد، كما هو الحال في أجسام الكبريتيد الضخمة؛ أما الباريت فهو شائع أو غائب، وله أهمية اقتصادية محلية. [ 7 ] [ 9 ]

من بين رواسب SEDEX، تبرز رواسب ريد دوغ ، وماك آرثر ريفر ، وماونت إيزا ، وراميلسبيرغ ، وسوليفان . تُعدّ رواسب SEDEX أهم مصدر للرصاص والزنك، ومصدراً رئيسياً للفضة والنحاس . [ 3 ] [ 9 ]

النموذج الجيني

مصادر السوائل والمعادن

مصدر المعادن والمحاليل المعدنية لرواسب SEDEX هو المياه المالحة العميقة والمحاليل الملحية التي تعمل على ترشيح المعادن من الصخور الرسوبية الفتاتية والصخور الأساسية. اكتسبت هذه السوائل ملوحتها من تبخر مياه البحر، وربما اختلطت بمياه الأمطار ومياه المسام المتسربة من الرواسب. [ 8 ] [ 7 ] توجد معادن مثل الرصاص والنحاس والزنك بكميات ضئيلة في الصخور الفتاتية والماغماتية.

قد تصل درجة حرارة المياه المالحة إلى أكثر من 200 درجة مئوية في الأجزاء العميقة من الحوض. وتشير التقديرات إلى أن ملوحة السوائل الحرارية المائية تصل إلى 23% مكافئ كلوريد الصوديوم. [ 8 ] وتستطيع المياه المالحة الساخنة ذات الحموضة المعتدلة حمل كميات كبيرة من الرصاص والزنك والفضة ومعادن أخرى. [ 8 ] [ 7 ]

الترسيب

تنتقل السوائل المعدنية صعودًا عبر قنوات تغذية نفاذة، لا سيما الصدوع المحيطة بالأحواض. ويمكن أن تُظهر قنوات التغذية التي تستضيف التدفق الحراري المائي دلائل على هذا التدفق من خلال تكوّن البريشيا الحرارية المائية ، وعروق الكوارتز والكربونات ، والتحول المنتشر للأنكريت والسيديريت والكلوريت والسيريسيت . ولا يشترط أن تكون قنوات التغذية نفسها مُعدّنة [ 8 ] [ 7 ] .

بالقرب من قاع البحر، أو تحته أو فوقه، تبرد السوائل الحاملة للمعادن الصاعدة تدريجيًا، وقد تختلط بمياه البحر الباردة قليلة القلوية والأقل ملوحة، مما يؤدي إلى ترسيب كبريتيدات المعادن. إذا حدث الاختلاط تحت قاع البحر، يحدث استبدال واسع النطاق. أما إذا كان التدفق على قاع البحر، فقد تتشكل رواسب طبقية من الرواسب الكيميائية. في نموذج مثالي للتبخر، تتدفق المحاليل الملحية الساخنة والكثيفة إلى المناطق المنخفضة من تضاريس المحيط، حيث تختلط بمياه البحر الباردة والأقل كثافة، مما يؤدي إلى ترسيب المعادن والكبريت المذابة في المحلول الملحي على شكل خام كبريتيد معدني صلب ، يترسب على شكل طبقات من رواسب الكبريتيد. [ 1 ]

يُعدّ كبريتات مياه البحر المصدر الأساسي للكبريت المختزل. وقد يحدث اختزال الكبريتات (عن طريق الاختزال الكيميائي الحراري للكبريتات ، أو اختزال الكبريتات البكتيري، أو كليهما) لتكوين الكبريتيدات في موقع التمعدن، أو بدلاً من ذلك، قد تختلط السوائل المعدنية الفقيرة بالكبريت المختزل مع السوائل الغنية بكبريتيد الهيدروجين بالقرب من موقع التمعدن، مما يؤدي إلى ترسيب الكبريتيدات. [ 7 ]

علم التشكل

خام كبريتيد ضخم مُخطط (خام الفضة والرصاص والزنك) من منجم سوليفان، كولومبيا البريطانية، يُظهر تشوهًا واضحًا في الرواسب الناعمة. يُعتقد أن تمعدن سوليفان مرتبط بترسبات قاع البحر الناتجة عن النشاط البركاني.

عند اختلاط سوائل الخام مع مياه البحر، المنتشرة عبر قاع البحر، تترسب مكونات الخام والمعادن المصاحبة على قاع البحر لتشكيل جسم خام وهالة معدنية تتوافق مع الطبقات الأساسية وتكون بشكل عام ذات حبيبات دقيقة وطبقات دقيقة ويمكن التعرف عليها على أنها مترسبة كيميائياً من المحلول.

كما أن عمليات الإحلال على طول الطبقات النفاذة قد تُنتج أشكالًا طبقية. ومن الأمثلة على ذلك طبقات الأركوز المجاورة للفوالق، والتي تُغذي الرواسب المسامية النفاذة بمحاليل ملحية ثقيلة، مما يملأ المصفوفة بالكبريتيدات. ويتطور التمعدن أيضًا في الفوالق والقنوات المغذية التي تُغذي نظام التمعدن. فعلى سبيل المثال، تطور جسم خام سوليفان في جنوب شرق كولومبيا البريطانية داخل دياتريم بين التكوينات ، نتيجةً لزيادة الضغط على وحدة رسوبية سفلية وانفجار السوائل عبر وحدة أخرى في طريقها إلى قاع البحر.

في التتابعات المضطربة والمتأثرة بالتكتونيات، يتصرف تمعدن SEDEX بشكل مشابه لرواسب الكبريتيد الضخمة الأخرى، حيث يمثل طبقة ذات مقاومة منخفضة للقص ضمن صخور رسوبية سيليكاتية أكثر صلابة. [ 1 ] وعلى هذا النحو، تُعرف بشكل فردي من بين الأمثلة المختلفة حول العالم هياكل البوديناج ، وسدود الكبريتيد، وعروق الكبريتيد، والأجزاء أو الأطراف المُعاد تحريكها والمُثرية حراريًا مائيًا لرواسب SEDEX.

بعد اكتشاف الفتحات الحرارية المائية ، تم العثور على رواسب مماثلة لتلك الموجودة في الفتحات المحيطية وأشكال الحياة المتحجرة في الفتحات في بعض رواسب SEDEX. [ 10 ]

مشاكل التصنيف

تنتمي رواسب SEDEX إلى فئة كبيرة من رواسب الخامات الحرارية المائية غير الماغماتية التي تشكلت بواسطة المحاليل الملحية الحوضية. [ 11 ]

يشمل هذا الفصل أيضًا ما يلي:

كما ذُكر سابقًا، تمثلت إحدى المشكلات الرئيسية في تصنيف رواسب SEDEX في تحديد ما إذا كان الخام قد انبعث بشكل قاطع إلى المحيط، وما إذا كان مصدره محاليل ملحية تكوينية من أحواض رسوبية. في كثير من الحالات، يؤدي تأثير التحول والتصدع، وخاصة التصدع الانضغاطي ، إلى تشويه الرواسب واضطرابها، وإخفاء بنيتها الأصلية.

أمثلة محددة للودائع

منجم سوليفان للرصاص والزنك

استُغل منجم سوليفان في مقاطعة كولومبيا البريطانية لمدة 105 أعوام، وأنتج 16 مليون طن من الرصاص والزنك، بالإضافة إلى 9 آلاف طن من الفضة. وكان أطول منجم متواصل في كندا، حيث بلغت قيمة المعادن المنتجة فيه أكثر من 20 مليار دولار أمريكي وفقًا لأسعار المعادن في عام 2005. وبلغت نسبة الرصاص فيه أكثر من 5%، ونسبة الزنك أكثر من 6%.

يمكن تلخيص عملية تكوين خام سوليفان بالعملية التالية:

  • ترسبت الرواسب في حوض رسوبي من الدرجة الثانية ناتج عن التمدد أثناء عملية التمدد.
  • في وقت سابق، قامت الرواسب المدفونة بعمق بتحويل السوائل إلى خزان عميق من الطمي الرملي والحجر الرملي .
  • أدى تداخل عتبات الدوليريت في الحوض الرسوبي إلى رفع التدرج الحراري الأرضي محليًا.
  • أدت درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الضغط على الخزان الرسوبي السفلي مما أدى إلى اختراق الرواسب العلوية، وتشكيل بريشة دياتريم .
  • تدفق السائل المعدني صعودًا عبر منطقة التغذية المقعرة للدياتريم البريشي، ليصب في قاع البحر. أسفل قاع البحر، استُبدلت رواسب ألدريدج بـ"أنبوب" من التورمالين (بأبعاد 650 مترًا × 1300 مترًا وسماكة 400 متر) يتميز بشبكة متطورة من عروق وعروق دقيقة من البيروتيت والكوارتز والكربونات، مما يُشير إلى منطقة تغذية الرواسب. [ 13 ]
  • تدفقت السوائل الخام إلى قاع البحر وتجمعت في مركز ترسبات حوض فرعي من الدرجة الثانية، مُرَسِّبةً طبقةً ضخمةً من الكبريتيدات يتراوح سمكها بين 3 و8 أمتار، مع وجود الصوان المُتصاعد والمنغنيز وطين حراري مائي يُحتمل أن يكون حاملاً للبوتاسيوم. استُبدلت المنطقة المركزية من الكبريتيدات الضخمة المُتصاعدة ، الواقعة فوق منطقة التغذية، تدريجيًا بتحول ضخم من البيروتيت والكلوريت. أدى استمرار تدفق السوائل والترسيب في منطقة التغذية في النهاية إلى إغلاقها وتحويل تدفق السوائل إلى منطقة انتقالية حلقية الشكل (TZ) مُحيطة بها، تتميز بتحول السيريسيت/المسكوفيت وزيادة مستويات الزرنيخ والأنتيمون والفضة. ارتبط استبدال البيريت اللاحق لجسم الخام بتحول الألبيت والكلوريت في كل من أنبوب التورمالينيت السفلي ومنطقة الخام، وتكوّن جسم من الألبيت في الرواسب العلوية. ارتبط هذا التغير الحراري المائي اللاحق ذو درجة الحرارة المنخفضة باستمرار تداخل عتبات غابرو مويي الكامنة، والتي يُحتمل أنها كانت المحركات الحرارية التي تدفع الدوران الحراري المائي. [ 13 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 كارين د. كيلي، روبرت ر. سيل الثاني، جانين م. شميدت، دونالد ب. هوفر، ودوغلاس ب. كلاين (1986) رواسب الزنك والرصاص والفضة الرسوبية الناتجة عن الانبعاث، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية
  2. ↑ دون ماكنتاير، الزئبق الرسوبي Zn-Pb-Ag، هيئة المسح الجيولوجي في كولومبيا البريطانية، 1992
  3. 1 2 ماينرت، إل دي (2007-11-01). "الرواسب المعدنية في كندا: توليف لأنواع الرواسب الرئيسية، والتكوين المعدني للمناطق، وتطور المقاطعات الجيولوجية، وأساليب الاستكشاف" . الجيولوجيا الاقتصادية . 102 (7): 1355-1355 . doi : 10.2113/gsecongeo.102.7.1355 . ISSN 0361-0128 . جودفيلو، دبليو دي، وليدون، جيه دبليو (2007). الرواسب الرسوبية البركانية (SEDEX). في: جودفيلو، دبليو دي (محرر). الرواسب المعدنية في كندا: توليفة من أنواع الرواسب الرئيسية، وتكوين المعادن في المناطق، وتطور المقاطعات الجيولوجية، وأساليب الاستكشاف. منشور خاص رقم 5 للجمعية الجيولوجية الكندية، 163-183.
  4. ↑ لارج د، والشر إي. (1999). "رواسب راميلسبيرغ الضخمة من كبريتيد النحاس والزنك والرصاص والباريوم، ألمانيا: مثال على تمعدن الكبريتيد الضخم في الرواسب". Mineralium Deposita . 34 ( 5-6 ): 522-538 . Bibcode : 1999MinDe..34..522L . doi : 10.1007/s001260050218 . S2CID 129461670 . 
  5. ↑ ليتش، ديفيد ل.؛ سانغستر، دونالد ف.؛ كيلي، كارين د.؛ لارج، روس ر.؛ غارفن، غرانت؛ ألين، كاميرون ر.؛ غوتزمير، ينس؛ والترز، ستيف (2005). المجلد الخاص بالذكرى المئوية . جمعية الجيولوجيين الاقتصاديين. الصفحات 561-607 . doi : 10.5382/av100.18 . ISBN  978-1-887483-01-8.
  6. ↑ لارج، روس ر.؛ بول، ستيوارت و.؛ ماكغولدريك، بيتر ج.؛ والترز، ستيف؛ ديريك، جيف م.؛ كار، غراهام ر. (2005). المجلد الخاص بالذكرى المئوية . جمعية الجيولوجيين الاقتصاديين. الصفحات 931-963. doi : 10.5382/av100.28 . ISBN  978-1-887483-01-8.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 ويلكنسون، جيه جيه (2014). تمعدن الزنك والرصاص في الرواسب . إلسيفير. ص 219-249 . doi : 10.1016/b978-0-08-095975-7.01109-8 . ISBN  978-0-08-098300-4.
  8. 1 2 3 4 5 6 ليتش، د. ل.؛ برادلي، د. س.؛ هيوستن، د.؛ بيساريفسكي، س. أ.؛ تايلور، ر. د.؛ غاردول، س. ج. (2010-05-01). "رواسب الرصاص والزنك في الرواسب في تاريخ الأرض" . الجيولوجيا الاقتصادية . 105 (3): 593-625 . doi : 10.2113/gsecongeo.105.3.593 . ISSN 0361-0128 . 
  9. 1 2 3 إمسبو، ب.، سيل، ر. ر.، بريت، ج. ن.، ديهل، س. ف.، وشاه، أ. ك. (2016) نموذج رواسب الزنك والرصاص والفضة الرسوبية الناتجة عن الانبعاث (سيدكس). في: تقرير التحقيقات العلمية لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية 2010-5070-N، 57 S، 2016 http://dx.doi.org/10.3133/sir20105070N .
  10. ^ Colín-García، M.، A. Heredia، G. Cordero، A. Camprubí، A. Negrón-Mendoza، F. Ortega-Gutiérrez، H. Beraldi، S. Ramos-Bernal. (2016). "الفتحات الحرارية المائية وكيمياء البريبايوتيك: مراجعة" . Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana . 68 (3): 599‒620. دوى : 10.18268/BSGM2016v68n3a13 .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  11. ↑ أرندت، ن. وآخرون (2017) الموارد المعدنية المستقبلية، الفصل 2، تكوين الموارد المعدنية، وجهات نظر جيولوجية كيميائية، المجلد 6-1، ص 18-51.
  12. 1 2 سيليتو، ريتشارد هـ.؛ بيريلو، خوسيه؛ كريسر، روبرت أ.؛ ويلتون، جون؛ ويلسون، آلان ج.؛ داوبورن، توبي (ديسمبر 2017). "رد على مناقشات "عصر حزام النحاس الزامبي" لهيتزمان وبروتون وموتشيز وآخرون" . Mineralium Deposita . 52 (8): 1277–1281 . doi : 10.1007/s00126-017-0769-x . ISSN 0026-4598 . 
  13. 1 2 ليتش، سي إتش بي، تيرنر، آر جيه دبليو، روس، كيه في وشاو، دي آر (2000): تغير الصخور المحيطة في رواسب سوليفان، كولومبيا البريطانية، كندا؛ الفصل 34 في الجمعية الجيولوجية الكندية، قسم الرواسب المعدنية، ورقة خاصة رقم 1، ص 633-651