ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΑ (ORE DEPOSIT GEOLOGY) 7.3.05.4 Τομέας Γεωλογικών Επιστημών Τμήμα Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών ΜΑΘΗΜΑ 5 ο. ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ Σταύρος Τριανταφυλλίδης, 2015 Λέκτορας Κοιτασματολογίας
ΑΔΕΙΑ ΧΡΗΣΗΣ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.
ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ 3 Γένεση λόγω λειτουργίας υδροθερμικών συστημάτων σύνδεση με μάγμα (ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΟ ΣΤΑΔΙΟ) Εικόνα 1
ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ 4 Γένεση λόγω λειτουργίας υδροθερμικών συστημάτων σύνδεση με μάγμα (ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΟ ΣΤΑΔΙΟ) ΤΥΠΟΙ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΩΝ 1. Skarn 2. Πορφυρικού τύπου 3. Συμπαγής από αντικατάσταση σε ανθρακικά 4. Επιθερμικού τύπου 5. Υποθαλάσσιας υδροθερμικής δραστηριότητας 6. Φλεβικός μαγνησίτης σε υπερβασικά
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 5 ΟΝΟΜΑΣΙΑ: σύνδρομα ορυκτά θειούχων μεταλλευμάτων και μεταλλευμάτων μαγνητίτη προκάμβριου ηλικίας (Σουηδία) SKARN αδρόκοκκα πυριτικά ορυκτά Ca-Mg-Fe-Mn κατά τη μεταμόρφωση επαφής ή γενική μεταμόρφωση και μετασωμάτωση πετρωμάτων πλούσιων σε ανθρακικά ορυκτά Παλαιότερες ονομασίες μεταλλευμάτων τύπου skarn ΠΥΡΟΜΕΤΑΣΩΜΑΤΩΣΗΣ, ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (Δεν χρησιμοποιούνται πλέον)
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 6 ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 1. Μεταλλοφορίες Fe, W, Cu, Pb, Zn, Mo, Sn, Au, Ag 2. Βιομηχανικά ορυκτά βολλαστονίτης (CaSiO3), γρανάτες, γραφίτης κ.α. 3. Μεταλλοφορίες υψηλών θερμοκρασιών 4. Κυρίως μεσοζωικής-καινοζωικής ηλικίας, σπανιότερα παλαιοζωικής 5. Προκύπτουν κατά τη διείσδυση σε βάθος μαγματικών πετρωμάτων ενδιάμεσης έως όξινης σύστασης (μονζονίτες έως γρανίτες) σε περιβάλλον ενεργού ηπειρωτικού περιθωρίου (Active continental margin)
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 7 ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Διάκριση: 1. Proximal skarn (στην επαφή μεταξύ των πλουτώνιων σωμάτων και των περιβαλλόντων πετρωμάτων). Α) Endoskarn σε βάρος του πλουτωνίτη. Β) Exoskarn σε βάρος των περιβαλλόντων πετρωμάτων 2. Distal skarn (σε απόσταση από τη διείσδυση, μεταξύ ανόμοιων λιθολογιών)
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 8 PROXIMAL DISTAL SKARN Εικόνα 2 Εικόνα 3
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 9 Εικόνα 4. EXOSKARN ΣΕΡΙΦΟΣ (ΒΑΓΙΑ)
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 10 ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Διάκριση ανάλογα με τη σύσταση του αρχικού πετρώματος: 1. Ca-ούχα skarn (ασβεστόλιθοι, μάρμαρα, ασβεστοπυριτικά πετρώματα) 2. Mg-ούχα skarn (δολομίτες, μαγνησιοπυριτικά) ΣΤΑΔΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΩΝ ΤΥΠΟΥ SKARN 1. Διείσδυση και κρυστάλλωση μάγματος, δημιουργία δικτύου διακλάσεων και ρωγματώσεων λόγω ψύξης (προσφορά T στο περιβάλλον) 2. Μεταμόρφωση επαφής (Τ μεταξύ 700 και 500 C), σχηματισμός κερατιτών (hornfelses) (άνυδρες πυριτικές φάσεις-λεπτόκοκκα πετρώματα), απομάκρυνση πτητικών συστατικών από το φιλοξενούν πέτρωμα (π.χ. F, CO 2, H 2 O), δημιουργία διακλάσεων στους κερατίτες
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN 11 ΣΤΑΔΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΩΝ ΤΥΠΟΥ SKARN 3. Δημιουργία Skarn (Endoskarn Exoskarn). Σύστημα διακλάσεων διάχυση υδροθερμικών ρευστών ΜΕΤΑΣΩΜΑΤΩΣΗ. Δημιουργία άνυδρων πυριτικών φάσεων (πυρόξενοι, γρανάτες, ολιβίνης) σε Τ μεταξύ 400 και 600 C (σύσταση εξαρτάται από τη σύσταση των αρχικών πετρωμάτων). Αδρόκοκκα πετρώματα. Αντικατάσταση των αρχικών Ca-ούχων ή/και Ca-Mg-ούχων φάσεων του skarn από Fe-ούχες. Σε αυτή τη φάση αποτίθενται κυρίως μαγνητίτης (οξείδια), και λιγότερο πυρροτίτης, χαλκοπυρίτης (θειούχα) μέσα στο skarn (κύρια ορυκτά μεταλλοφοριών skarn, Τ μεταξύ 300 και 500 C) 4. Ανάδρομη εξαλλοίωση skarn υδροθερμική εξαλλοίωση σε χαμηλότερες Τ (μεταξύ 200 και 400 C), κύρια φάση απόθεσης μεταλλικών ορυκτών και αντικατάσταση άνυδρων πυριτικών από ένυδρα ορυκτά (π.χ. αντικατάσταση διοψίδιου από τρεμολίτη ή/και ακτινόλιθο), σύνδρομα ορυκτά μεταλλοφορίας (π.χ. χαλαζίας, ασβεστίτης, ανκερίτης, φθορίτης, γύψος), λόγω προσφοράς πτητικών συστατικών στο σύστημα (π.χ. Hydrothermal system Convection)
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΑ ΤΥΠΟΥ SKARN 12 ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΤΕΡΑ ΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΩΝ ΤΥΠΟΥ SKARN ΟΡΥΚΤΟ ΧΗΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ ΜΕΤΑΛΛΟ Σεελίτης CaWO 4 W Βολφραμίτης (Fe,Mn)WO 4 W Μολυβδαινίτης MoS 2 Mo Κασσιτερίτης SnO 2 Sn Βισμουθινίτης Bi 2 S 3 Bi Χαλκοπυρίτης CuFeS 2 Cu Βορνίτης Cu 5 FeS 4 Cu Μαγνητίτης Fe 3 O 4 Fe Σφαλερίτης ZnS Zn Γαληνίτης PbS Pb
1. ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΤΥΠΟΥ SKARN - ΕΛΛΑΔΑ 13 1. ΛΑΥΡΙΟ. Διείσδυση μειοκαινικού γρανοδιορίτη εντός μεταμορφωμένων πετρωμάτων μεσοζωικής ηλικίας. Δημιουργία ζώνης μεταμόρφωσης επαφής με κερατίτες. Συμπαγής μεταλλοφορία μαγνητίτη, μαγνητοπυρίτη (±CuFeS2, FeS2, PbS, ZnS). 2. ΣΕΡΙΦΟΣ. Διείσδυση μειοκαινικού γρανοδιορίτη (11My) σε μεσοζωικά μεταμορφωμένα πετρώματα κυανοσχιστολιθικής φάσης (Ενότητα Β. Κυκλάδων). Ανάπτυξη ζώνης μεταμόρφωσης επαφής με κερατίτες και skarn σε μάρμαρα-σιπολίνες-γνεύσιους στο νοτιοδυτικό τμήμα του νησιού. Συμπαγής μεταλλοφορία μαγνητίτη, μαγνητοπυρίτη. Εικόνα 9
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 14 Συνώνυμα Πορφυρικού Cu Mo ± Au Porphyry Cu Mo ± Au Πορφυριτικού τύπου (?) Κύρια χαρακτηριστικά 1. Τεράστιος όγκος (> 20 Mt) 2. Μικρές περιεκτικότητες (> 0.1 % Cu, Au <1gr/tn) 3. Νησιωτικά τόξα και ηπειρωτικά περιθώρια (island arc, continental margin (ζώνες σύγκλισης υποβύθισης πλακών) Εικόνα 10
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 15 Εικόνα 11 Εικόνα 5
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 16 Εικόνα 6
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 17 Κύρια χαρακτηριστικά 4. Διεισδύσεις όξινων έως ενδιάμεσων πορφυριτών σε κατάλληλες/περατές λιθολογίες 5. Διάσπαρτη μεταλλοφορία (disseminated) ή/και πλέγμα φλεβιδίων (stockwork) Εικόνα 7
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 18 Κύρια χαρακτηριστικά 6. Ζώνωση υδροθερμικών εξαλλοιώσεων 7. Σιδηροπυρίτης (FeS2), χαλκοπυρίτης (CuFeS2), βορνίτης (Cu5FeS4), μολυβδαινίτης (MoS2) Ζώνωση εξαλλοιώσεων (κέντρο προς περιφέρεια) 1. Κ-ούχος (potassic) στην κορυφή και περιφέρεια του πορφύρη με βιοτίτη και Κ-ούχο άστριο 2. Φυλλοπυριτική (phyllic) με χαλαζία, σερικίτη και σιδηροπυρίτη εξωτερικά του πορφύρη 3. Αργιλική (argillic) με καολινίτη κοντά στη διείσδυση και μοντμοριλλονίτη σε μεγαλύτερη απόσταση 4. Προπυλιτική (propylitic) στην περιφέρεια με ασβεστίτη, επίδοτο, χλωρίτη και σιδηροπυρίτη
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 19 Μεταλλοφορία Η μεταλλοφορία με βορνίτη, χαλκοπυρίτη και σιδηροπυρίτη εντοπίζεται μεταξύ της Κ-ούχου (potassic) και της φυλλοπυριτικής εξαλλοίωσης με αυξημένο περιεχόμενο σε ορυκτά Cu στο κέντρο ΑΠΟ ΤΟΝ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΕΞΑΛΛΟΙΩΣΗΣ ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΟΥΜΕ ΧΩΡΙΚΑ ΤΗΝ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΑ Εικόνα 8
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 20
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΕΛΛΑΔΑ 21 ΣΚΟΥΡΙΕΣ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ Ανατολική Χαλκιδική Παγκόσμιας κλάσης κοίτασμα Cu - Au Αποθέματα 200 Mt με 0.9 gr/tn Au Au κυρίως σε θειούχα ορυκτά, λιγότερο σε τελλουρίδια ή ελεύθερος Εικόνα 9
2. ΠΟΡΦΥΡΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΕΛΛΑΔΑ 22 Εικόνα 10
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ 23 Συνώνυμα Replacement type Μεταλλεύματα υψηλής θερμοκρασίας Ag-Pb-Zn-Cu σε ανθρακικά P.B.G. (Pyrite-blende-galena) (?) Κύρια χαρακτηριστικά 1. Ζώνες σύγκλισης πλακών 2. Διεισδύσεις ενδιάμεσων όξινων πλουτωνιτών 3. Κυκλοφορία υδροθερμικών διαλυμάτων 4. Γενετική σχέση με κοιτάσματα τύπου Skarn και πορφυρικού τύπου Εικόνα 11
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ 24 Κύρια χαρακτηριστικά 5. Κυκλοφορία υδροθερμικών ρευστών κατά μήκος ασυνεχειών Διαλυτοποίηση ανθρακικών απόθεση μεταλλικών ορυκτών 6. Μεταλλοφορία στρωματοπεριορισμένη (stratabound), στρωματέγκλειστη, μορφές καλυμμάτων (mantos) 7. Συμπαγής και ημισυμπαγής μεταλλοφορία 8. Μεταλλοφορία με γαληνίτη, σφαλερίτη, σιδηροπυρίτη, χαλκοπυρίτη, βορνίτη, αρσενοπυρίτη και θειοάλατα (π.χ. Τενναντίτης, τετραεδρίτης. Au κυρίως σε θειούχα (FeAsS, FeS2) 9. Σύνδρομα ορυκτά: ασβεστίτης, βαρίτης, φθορίτης, χαλαζίας 10. Μορφές μεταλλοφόρων σωμάτων: στρωματοπεριορισμένα (mantos), σωληνοειδή κατακόρυφα ή με μεγάλη κλίση (chimneys), ακανόνιστου σχήματος (pods)
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ 25 Εικόνα 12
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ Εικόνα 13. ΚΟΥΤΑΛΑΣ, ΣΕΡΙΦΟΣ Εικόνα 14. ΑΣΠΡΟΣ ΚΑΒΟΣ, ΣΕΡΙΦΟΣ 26
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ - ΕΛΛΑΔΑ 27 ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ Πολυμεταλλική μεταλλοφορία Αποθέματα: 7.5 Mt με 9 gr/tn Au και 2.4 Mt αποβλήτων (tailings) με 3.4 gr/tn Au Εικόνα 20 Εικόνα 15
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ - ΕΛΛΑΔΑ 28 Εικόνα 16
3. ΑΠΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΕ ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ 29 Λαύριο: πολυμεταλλική μεταλλοφορία Pb-Zn-Ag±Au, με γαληνίτη, σφαλερίτη, σιδηροπυρίτη, χαλκοπυρίτη, αρσενοπυρίτη και θειοάλατα Σέριφος: οξειδωμένη μεταλλοφορία με αιματίτη, λειμονίτη, γκαιτίτη Στρατώνι Μαύρες Πέτρες: πολυμεταλλική μεταλλοφορία Pb-Zn- Ag±Au με γαληνίτη,σφαλερίτη, σιδηροπυρίτη Εικόνα 17. Κουταλάς, Σέριφος: οξειδωμένη μεταλλοφορία με αιματίτη, λειμονίτη, γκαιτίτη
4. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 30 Συνώνυμα Επιθερμικού Au - Ag Epithermal Au - Ag Κύρια χαρακτηριστικά 1. Ονομασία από ταξινόμηση LINDGREN, χαμηλές θερμοκρασίες σχηματισμού (< 300 C) 2. Μικρός όγκος (μερικές δεκάδες Μt, σπανιότερα > 100Mt) 3. Μεγάλες περιεκτικότητες (>10 gr/tn Au) Εικόνα 18
4. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 31 Κύρια χαρακτηριστικά 4. Εφελκυστικά πεδία σε ζώνες υποβύθισεις (οπισθοτάφροι μολασσικές λεκάνες) (extensional back-arc basins) και ενεργά ηπειρωτικά περιθώρια 5. Διεισδύσεις όξινων έως ενδιάμεσων ηφαιστειακών και υποηφαιστειακών 6. Μεταλλοφορία υπό τεκτονικό έλεγχο (ρηξιγενείς ζώνες) σε κατάλληλες-περατές λιθολογίες (ηφαιστειακά, κλαστικά πετρώματα) 7. Μικρό βάθος (< 2 km) 8. Καινοζωικής και λιγότερο μεσοζωικής ηλικίας (διάβρωση)
4. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 32 Εικόνα 19 Εικόνα 20
4. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ 33 Κύρια χαρακτηριστικά 9. Λειτουργία υδροθερμικού συστήματος convection. Ζώνωση υδροθερμικών εξαλλοιώσεων (χωρικός καθορισμός μεταλλοφορίας) 10. Μεταλλοφορία: διάσπαρτη, φλέβες, φλεβίδια, πλέγμα φλεβιδίων 11. Au ελεύθερος ή/και με τη μορφή υποκαταστάσεων ή/και μικροεγκλεισμάτων σε θειούχα (FeS2, FeAsS), θειοάλατα (εναργίτης - Cu3AsS4), τελλουρίδια (καλαβερίτης - AuTe2) Κατηγορίες (με βάση την κατάσταση θείωσης περιεχόμενο S) 1. Επιθερμικά υψηλής θείωσης (High sulfidation type) Συνώνυμα: α. Όξινου θειικού τύπου β. Αλουνίτη καολινίτη γ. Τύπου Nansatsu 2. Επιθερμικά χαμηλής θείωσης (Low sulfidation type) Συνώνυμα: α. Aδουλάριου σερικίτη β. Χαλαζία σερικίτη
4α. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΥΨΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 34 Κοντά σε μαγματική πηγή όξινων και οξειδωτικών υδροθερμικών διαλυμάτων (ph<2) Άνοδος ρευστών μέσα από ρήγματα/διαρρήξεις μεγάλης κλίσης ΟΞΙΝΗ ΕΚΠΛΥΣΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ Σκωριώδης πυριτίωση Τυπικό ιστολογικό χαρακτηριστικό εξαλλοιώσεων επιθερμικών υψηλής θείωσης Εικόνα 21
4α. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΥΨΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 35 Ζώνωση υδροθερμικών εξαλλοιώσεων (από το κέντρο προς την περιφέρεια: 1. Πυριτίωση κατά μήκος των διαρρήξεων που ακολουθούν τα υδροθερμικά διαλύματα (συμπαγής και σκωριώδης) 2. Προχωρημένη αργιλική (advanced argilic με χαλαζία, αλουνίτη, καολινίτη, ± πυροφυλλίτη. ΑΛΟΥΝΙΤΗΣ - KAl3(SO4)2(OH)6, τυπικό διαγνωστικό χαρακτηριστικό επιθερμικών υψηλής θείωσης 3. Σερικιτική με καολινίτη, χαλαζία 4. Προπυλιτική με καολινίτη, μοντμοριλλονίτη, σιδηροπυρίτη
4α. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΥΨΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 36 Εικόνα 22. Σκωριώδης πυριτίωση
4α. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΥΨΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 37 Υδροθερμικές εξαλλοιώσεις προγενέστερες της μεταλλοφορίας. Προετοιμασία των πετρωμάτων μέσω των υδροθερμικών εξαλλοιώσεων για φιλοξενία της μεταλλοφορίας Μεταλλοφορία θειούχων και θειοαλάτων με υψηλό περιεχόμενο σε S Βασικά μέταλλα σε βάθος, αύξηση περιεχομένου πολύτιμων μετάλλων προς την επιφάνεια Τυπικά μεταλλικά ορυκτά κοιτασμάτων υψηλής θείωσης: Κοβελίνης, εναργίτης, λουζονίτης, τενναντίτης, Au, τελλουρίδια, σφαλερίτης φτωχός σε Fe Τυπικά σύνδρομα ορυκτά: χαλαζίας, βαρίτης, αλουνίτης, πυροφυλλίτης
4α. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΥΨΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 38 Εικόνα 23. Breccia, κοίτασμα επιθερμικού Au, Πέραμα, Θράκη Εικόνα 24. Κόκκος Au, κοίτασμα επιθερμικού Au, Πέραμα, Θράκη
4β. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 39 Σε απόσταση από μαγματικές πηγές. Εξουδετέρωση των όξινων υδροθερμικών διαλυμάτων από ανάμειξη με μετεωρικό/θαλασσινό νερό (ουδέτερα υδροθερμικά διαλύματα) Χαρακτηριστικές ιστολογικές μορφές: ταινιωτό φλεβικό μετάλλευμα, μορφές κτένας, κολλοειδείς μορφές Εικόνα 25 Εικόνα 26. Ταινιωτό φλεβικό μετάλλευμα
4β. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 40 Ζώνωση υδροθερμικών εξαλλοιώσεων (από το κέντρο προς την περιφέρεια: 1. Πυριτίωση κατά μήκος των διαρρήξεων που ακολουθούν τα υδροθερμικά διαλύματα (συμπαγής, ταινιωτή σε φλέβες) 2. Σερικιτική με σχηματισμό υδροθερμικού Κ-ούχου άστριου (αδουλάριος τυπικό διαγνωστικό χαρακτηριστικό επιθερμικών χαμηλής θείωσης) 3. Προπυλιτική με χαλαζία, ιλλίτη, σιδηροπυρίτη
4β. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 41 Εικόνα 27 Ζώνωση της μεταλλοφορίας Αύξηση περιεχομένου σε πολύτιμα μέταλλα προς την επιφάνεια. Βασικά μέταλλα σε βάθος
4β. ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΘΕΙΩΣΗΣ 42 Τυπικά μεταλλικά ορυκτά κοιτασμάτων χαμηλής θείωσης: χαλκοπυρίτης, γαληνίτης, τετραεδρίτης, αρσενοπυρίτης, Au, σφαλερίτης πλούσιος σε Fe Τυπικά σύνδρομα ορυκτά: χαλκηδόνιος, αδουλάριος, αμέθυστος, ασβεστίτης
4. ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ - ΕΛΛΑΔΑ 43 Εικόνα 28
4. ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ ΕΠΙΘΕΡΜΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ - ΕΛΛΑΔΑ 44 Περιοχή Θράκης, τριτογενούς ηλικίας (ηωκαινικά-ολιγοκαινικά) 1. ΠΕΡΑΜΑ (κοίτασμα Au επιθερμικού τύπου ενδιάμεσης θείωσης, αποθέματα 11 Mt με 3.7 gr/tn Au 2. ΣΑΠΠΕΣ (κοίτασμα Au επιθερμικού τύπου υψηλής θείωσης). Θέσεις Scarp, Viper, Άγιος Δημήτριος. Viper βέβαια αποθέματα 790.000 tn με 20 gr/tn Au Άγιος Δημήτριος: - βέβαια αποθέματα 240.000 tn με 3.5 gr/tn Au Scarp: περιεκτικότητες 1 έως 3 gr/tn Au 3. ΑΓΙΟΣ ΦΙΛΙΠΠΟΣ, ΚΙΡΚΗΣ (κοίτασμα Pb-Zn±Cu επιθερμικού τύπου υψηλής θείωσης, παύση λειτουργίας 1997)
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 45 ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 1. Μεταλλοφορίες στον πυθμένα θαλάσσιων λεκάνων μεγάλου βάθους 2. Γεωτεκτονικό περιβάλλον σχηματισμου: Α. Θέσεις διάνοιξης Β. Θέσεις σύγκλισης πλακών (οφιολιθικά συμπλέγματα και νησιωτικά τόξα) 3. Μεταλλοφορίες συμπαγείς φιλοξενούμενες κυρίως σε ηφαιστειακά (VMS volcanic hosted massive sulfides) και σπανιότερα σε ιζήματα (SEDH sediment hosted) 4. Μεταλλοφόρα σώματα: στρωματόμορφα, πλέγματος φλεβιδίων, διάσπαρτη μεταλλοφορία
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 46 Εικόνα 29
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 47 ΣΥΜΠΑΓΗ ΘΕΙΟΥΧΑ ΣΕ ΘΕΣΕΙΣ ΔΙΑΝΟΙΞΗΣ Black smokers Chimneys (θέσεις που παρατηρείται σύγχρονη απόθεση θειούχου μεταλλοφορίας) Παραδείγματα: Γεωθερμικό πεδίο TAG στον Ατλαντικό, Ερυθρά θάλασσα (εμβρυακός ωκεανός)
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 48 Εικόνα 30. Σύγχρονες αποθέσεις Black smoker - chimneys
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 49 Εικόνα 31. Δημιουργία Black smoker - chimneys Εικόνα 32. Λειτουργία υδροθερμικού συστήματος σε Black smoker - chimneys
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 50 Εικόνα 33. Μεταλλοφορία σιδηροπυρίτη, χαλκοπυρίτη χαλαζία, ανυδρίτη (Cu 1-2%)
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 51 ΣΥΜΠΑΓΗ ΘΕΙΟΥΧΑ ΣΕ ΘΕΣΕΙΣ ΣΥΓΚΛΙΣΗΣ ΤΥΠΟΥ ΚΥΠΡΟΥ (Cu-Zn) σε οφιολιθικά συμπλέγματα ΤΥΠΟΥ KUROKO (Zn-Pb-Cu) σε νησιωτικά τόξα Μικρά κοιτάσματα (<10Mt) με περιεκτικότητες σε Cu περίπου 1-2% Μεταλλοφορίες τύπου ΚΥΠΡΟΥ 1. Προέλευση ονομασίας από το οφιολιθικό σύμπλεγμα Τρόοδος στην Κύπρο 2. Μεταλλοφορία σιδηροπυρίτη χαλκοπυρίτη (± σφαλερίτης, μαρκασίτης, αιματίτης, βορνίτης) στους βασάλτες μορφής pillow στα ανώτερα τμήματα οφιολιθικών συμπλεγμάτων 3. Μεταλλοφορία μορφής φακών (συμπαγής). Προς κατώτερους ορίζοντες μετάλλευμα stockwork 4. Λειτουργία υδροθερμικού συστήματος με κυκλοφορία θαλασσινού νερού μέσω ρηγμάτων κατόπιν θέρμανσης από κοντινή μαγματική πηγή (convection) 5. ΕΛΛΑΔΑ -Ερμιόνη Αργολίδας
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 52 Εικόνα 34 Εικόνα 35 Μεταλλοφορίες τύπου ΚΥΠΡΟΥ
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 53 Μεταλλοφορίες τύπου ΚUROKO Συνώνυμα: Τύπου Noranda, Καναδάς 1. Μεταλλοφορία συμπαγής (ανώτερο τμήμα), πλέγματος φλεβιδίων (κατώτερο τμήμα ζώνη stringer) 2. Ζώνωση της μεταλλοφορίας με Cu στο κεντρικό τμήμα και Zn-Pb στα ανώτερα και στην περιφέρεια 3. Πολυμεταλλική μεταλλοφορία Zn-Pb±(Cu, Au, Ag) με σιδηροπυρίτης, σφαλερίτης, γαληνίτης, χαλκοπυρίτης, τενναντίτης-τετραεδρίτης, θειοάλατα Pb-Ag-Cu. Σύνδρομα: βαρίτης, γύψος, ανυδρίτης, ανθρακικά 4. ΕΛΛΑΔΑ: μεταλλοφορία θειούχων στα στρώματα Τυρού στην Πελοπόννησο
5. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΕΣ ΣΤΟΝ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΥΘΜΕΝΑ 54 Μεταλλοφορίες τύπου ΚUROKO Εικόνα 36
6. ΦΛΕΒΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΣΙΤΗΣ ΣΕ ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ 55 Συνώνυμα: Μαγνησίτης τύπου Kraubath (Αυστρία) ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 1. Ορυκτολογία μεταλλεύματος: Κρυπτοκρυσταλλικός μαγνησίτης (λευκόλιθος), δολομίτης, πολύμορφα SiO2 (± υδρομαγνησίτης, τάλκης, σηπιόλιθος) 2. Παραγωγή καυστικής (caustic magnesia MgO, καύση μεταξύ 700 και 1000 C) και δίπυρης μαγνησίας (dead-burned magnesia MgO, καύση σε T > 1200 C). Χρήσεις: Λιπάσματα, τσιμεντοβιομηχανία, ζωοτροφές, πυρίμαχα χαλυβουργίας 3. Μεταλλοφορία φιλοξενούμενη εντός υπερβασικών πετρωμάτων, μέχρι βάθους 300 m από την επιφάνεια 4. Υπό τεκτονικό έλεγχο, ακολουθεί ρηξιγενείς ζώνες 5. Σε βάθος, φλέβες με πάχος από μερικές δεκάδες cm μέχρι και μερικά m
6. ΦΛΕΒΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΣΙΤΗΣ ΣΕ ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ 56 Εικόνα 37. Φλέβα Μαγνησίτη (Αλβανία)
6. ΦΛΕΒΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΣΙΤΗΣ ΣΕ ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ 57 ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 6. Στην επιφάνεια εξελίσσονται προς πλέγμα φλεβιδίων (stockwork) 7. Αύξηση περιεχομένου σε μαγνησίτη στο βάθος, δολομίτης + SiO2 προς την επιφάνεια 8. Απότομη επαφή με τα υπερβασικά (εξαλλοιώνονται προς καφέ σερπεντινίτη) 9. Πιθανότερη εκδοχή δημιουργίας: ανάλογη με αυτή των επιθερμικών συστημάτων θερμών πηγών Α. Γειτονική πηγή θερμότητας (π.χ. μάγμα) Β. Λειτουργία υδροθερμικού συστήματος από ανάμειξη ανερχόμενων θερμών διαλυμάτων πλούσιων σε CO2 (ύπαρξη γειτονικής πηγής, π.χ. ανθρακικά πετρώματα) με κατερχόμενο μετεωρικό νερό Γ. Κυκλοφορία μέσα από ρηξιγενείς ζώνες εντός υπερβασικών πετρωμάτων, εμπλουτισμός των διαλυμάτων σε Mg Ε. Απόθεση μαγνησίτη με πτώση διαλυτότητας
6. ΦΛΕΒΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΣΙΤΗΣ ΣΕ ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ 58 Σημαντικότερα κοιτάσματα Ελλαδικού χώρου 1. Βάβδος και Γερακινή, Χαλκιδική 2. Μαντούδι, Β. Εύβοια Εικόνα 38. Πλέγμα φλεβιδίων μαγνησίτη (Γερακινή Χαλκιδικής). Από Αντώνης Κορωναίος
ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ 59 Εικόνα 39
ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ 60 Εικόνα 40
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΝΑΦΟΡΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ 61 Εικόνα 1. plate boundary: relation to volcanoes. Encyclopædia Britannica, Inc. http://www.britannica.com/science/volcano Εικόνα 2. Gold Skarn. http://www.mirandagold.com/s/pavoreal.asp Εικόνα 3. Silicate and oxide phases usually precede sulfide phases. Guilbert &Park, 1986. Εικόνα 4. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 5. Au grade and tonnage characteristics of VHMS, porphyry Cu and IOCG deposits from Kirkham and Sinclair (1996), Galley et al. (2005). http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/rmin_eg_kb_08.html Εικόνα 6. Plate tectonic setting of porphyry copper deposits. Reproduced from Richards (2009). http://home.hiroshimau.ac.jp/er/zr15_s_11.html Εικόνα 7. Network of vein-hosted pyrrhotite-pyrite-chalcopyrite. Source: Natural Resources Canada. http://www.webpages.uidaho.edu/~simkat/geol345_files/2014lecture6.html Εικόνα 8. Porphyry Copper Systems. http://specialpapers.gsapubs.org/content/422/433.abstract Εικόνα 9. Ανοικτή Εξόρυξη στις Σκουριές Χαλκιδικής. http://antigoldgr.org/blog/2011/03/23/chile/ Εικόνα 10. Eldorado Gold Presentation 2012, Skouries Mine, Chalkidiki. https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/griechenland/zentralmakedonien%2c%20region/chalkidiki/cassandra- Gruben/Skouries%20Mine
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΝΑΦΟΡΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ 62 Εικόνα 11. Illustration of high and low sulphidation hydrothermal systems, Sillitoe, 2010. http://www.gabargold.com/texture.html Εικόνα 12. Garnet-amphibole-pyrite-(sphalerite) skarn. https://pangea.stanford.edu/research/odex/kurt-gsn.html Εικόνα 13-17. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 18. Plot of Au grade (g/t) versus tonnage (economic, or reserves+production) for selected Canadian epithermal Au deposits and prominent examples elsewhere in the world. http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/rmin_eg_kb_09.html Εικόνα 19. This is the deposit model for the epithermal quartz veins which are of low sulphidation type. http://www.appliedminex.com/decrep/orals/ima2010.htm Εικόνα 20. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 21. Figure from Volcano / University of North Dakota (ITAM Gold by the Minerals Council of Australia.) http://www.indiana.edu/~sierra/papers/2006/hamilton.html Εικόνα 22. Residual & Vuggy Silica - south end of Jerry Zone. http://comstock-metals.com/projects/mexico/corona/ Εικόνα 23. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΝΑΦΟΡΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ 63 Εικόνα 24. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 25. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 26. Banded quartz-sphalerite-chlorite vein with disseminated pyrite. Note coarse-grained quartz and andesite fragments. Assays pending. http://www.sec.gov/archives/edgar/data/1378948/000114420409017881/v144660_ex10-3.htm Εικόνα 27. Epithermal Vein Model at Juanicipio. http://www.magsilver.com/i/pdf/epithermal_vein_story-jan232006.pdf Εικόνα 28. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 29. Schematic diagram of the modern TAG sulphide deposit on the Mid-Atlantic Ridge. From Hannington et al. (1998). http://home.hiroshima-u.ac.jp/er/rmin_eg_kb_01.html Εικόνα 30. Marine communities living near mining targets such as hydrothermal vent fields might be at risk. MARUM, University of Bremen, Germany. http://www.nature.com/news/health-check-for-deep-sea-mining-1.15708 Εικόνα 31. Fluidos Calientes. http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/ym11.html Εικόνα 32. Oceanography. Brooks/Cole Thomson. http://science.kennesaw.edu/~jdirnber/oceanography/lecuturesoceanogr/lecoceanecosys/leclowoceanecosys.html
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΝΑΦΟΡΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ 64 Εικόνα 33. Black smoker chimney rock (seafloor hydrothermal vent at 2597 meters depth, northern East Pacific Rise, neareasternmost Pacific Ocean). Credit: James St. John. https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/14954966620 Εικόνα 34. Generalized stratigraphic column through the Troodos ophiolite showing Cyprus massive sulfides and other deposit types and their associated rock types. Modified from Constantinou (1980). http://pubs.usgs.gov/bul/b1693/html/bull15r9.htm Εικόνα 35. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 36. Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας. Εικόνα 37. Magnesite Veins in Serpentinite North of Magura. http://www.kosovomining.org/kosovoweb/en/mining/minerals.html Εικόνα 38. Δίκτυο φλεβών μαγνησίτη (stockwork) σε αλλοιωμένο δουνίτη. Γερακινή, Χαλκιδική. Photo: Αντώνης Κορωναίος. http://www.geo.auth.gr/106/5_carbonates/magnesite.htm Εικόνα 39. Illustrative diagram showing how a subduction plate extension causes the back-arc basin of the plate oppressed by partial melting of the same decompression and rise of materials at high temperature Author:.. Huston et al, 2010. http://geofrik.com/2014/02/14/arco-volcanico-continental/ Εικόνα 40. Gold Skarn. http://www.mirandagold.com/s/pavoreal.asp
ΧΡΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.