I fluidi idrotermali contenenti minerali sono fluidi arricchiti in minerali e metalli, e svolgono un ruolo importante nella formazione di molti tipi di depositi minerali. Questi fluidi sono tipicamente caldi e ricchi di minerali e sono spesso associati ad attività ignee, come vulcanismo o intrusioni. I fluidi possono provenire da una varietà di fonti, inclusi fluidi magmatici, fluidi metamorfici o fluidi meteorici.
Quando questi fluidi passano attraverso rocce, possono causare cambiamenti nelle rocce, come l'introduzione di nuovi minerali, alterazione di minerali esistenti e la creazione di nuove strutture, come vene o brecce. Mentre i fluidi si muovono attraverso la roccia, possono depositare minerali e metalli lungo il percorso, con conseguente formazione di depositi di minerali.
L'esatto meccanismo con cui questi fluidi trasportano e depositano minerali è complesso e non completamente compreso. Tuttavia, si ritiene che i fluidi possano dissolvere i minerali dalle rocce circostanti e quindi trasportarli attraverso fratture e spazi porosi nella roccia. Quando i fluidi si raffreddano, i minerali possono precipitare fuori dal fluido e formarsi depositi.
La composizione dei fluidi idrotermali può variare notevolmente a seconda della loro fonte e può contenere una varietà di elementi, tra cui oro, argento, rame, portare, zincoe uranio, tra gli altri. La presenza di questi metalli può rendere i giacimenti economicamente preziosi e importanti fonti di minerali e metalli per uso umano.
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Cos'è il fluido?
In geologia, un fluido è una sostanza che può scorrere e assumere la forma del suo contenitore. I fluidi sono sostanze che non hanno una forma fissa e possono essere liquide o gassose. Sono una componente importante di molti processi geologici, come la circolazione del mantello terrestre, la formazione di depositi minerali e il movimento delle acque sotterranee nel sottosuolo. I fluidi svolgono un ruolo importante nel trasporto di calore, massa ed energia e sono coinvolti in un'ampia gamma di fenomeni geologici, compresi i sistemi idrotermali, il vulcanismo e la deformazione tettonica.
Fluido idrotermale
I fluidi idrotermali sono fluidi che esistono ad alte temperature e pressioni in profondità all'interno della crosta terrestre. Solitamente sono soluzioni acquose che contengono varie sostanze disciolte, inclusi minerali e gas, e possono essere ricche di metalli e altri elementi. I fluidi idrotermali possono essere generati da una varietà di processi geologici, tra cui l'attività magmatica, il riscaldamento delle acque sotterranee da parte di rocce calde e la circolazione dell'acqua di mare attraverso la crosta oceanica. Quando questi fluidi entrano in contatto con rocce più fredde o vengono rilasciati in superficie, possono causare la formazione di vari tipi di depositi minerali, inclusi depositi di oro, argento, rame e piombo-zinco, tra gli altri. Lo studio dei fluidi idrotermali e il loro ruolo nella formazione dei depositi minerali è una parte importante della geologia economica.
Alterazione e lisciviazione
L'alterazione e la lisciviazione sono importanti processi geologici che possono portare alla formazione di depositi minerali.
L'alterazione si riferisce ai cambiamenti che si verificano nelle rocce a causa dell'azione dei fluidi idrotermali. I fluidi idrotermali, che sono soluzioni acquose surriscaldate e ricche di minerali, possono alterare la composizione chimica e mineralogica delle rocce. L'alterazione può avvenire attraverso una varietà di processi, come idratazione, ossidazione, solforazione e silicizzazione.
La lisciviazione, d'altra parte, è il processo di dissoluzione di minerali e altri materiali da rocce e terreni attraverso l'azione dell'acqua. Ciò può verificarsi quando le acque sotterranee o altri fluidi filtrano attraverso le rocce e il terreno, dissolvendo i minerali e portandoli via. La lisciviazione può essere un processo importante nella formazione di alcuni tipi di depositi minerali, come depositi di ossido di rame e depositi d'oro.
L'alterazione e la lisciviazione possono verificarsi insieme e possono essere processi importanti nella formazione di molti tipi di depositi minerali, in particolare quelli formati da fluidi idrotermali. Ad esempio, l'alterazione può portare alla formazione di minerali economici attraverso la precipitazione di metalli nella roccia alterata, mentre la lisciviazione può concentrare metalli e altri minerali in determinate aree, portando alla formazione di depositi di minerali.
Precipitazione
In geologia, la precipitazione si riferisce alla formazione e alla deposizione di minerali da una soluzione. La precipitazione è un processo importante nella formazione di depositi minerali. Quando i fluidi che trasportano minerali disciolti sono costretti a cambiare le loro condizioni, come temperatura, pressione o composizione chimica, possono diventare supersaturi e non possono più trattenere i minerali in soluzione. I minerali in eccesso quindi precipitano fuori dal fluido e formano nuovi grani minerali o cristalli.
Il processo di precipitazione può verificarsi in una varietà di ambienti, tra cui vene, depositi disseminati e brecce. Le precipitazioni possono verificarsi anche a seguito di alterazione idrotermale, in cui i minerali vengono alterati dai fluidi che circolano attraverso le rocce. Il processo di alterazione può far dissolvere i minerali, diventare instabili e riformarsi in nuove configurazioni.
Oltre ai depositi minerali, le precipitazioni possono verificarsi anche in ambienti naturali come sorgenti termali, geysere grotte mineralizzate.
Tipi di acqua
Esistono vari tipi di acque che possono essere associate a giacimenti minerari, a seconda dell'assetto geologico. Alcuni dei tipi comuni di acqua che si possono incontrare nell'esplorazione e nell'estrazione di minerali includono:
- Acqua meteorica: è l'acqua che nasce dalle precipitazioni e si infiltra nel terreno, raggiungendo infine la falda freatica.
- Le acque sotterranee: Questa è l'acqua che si trova sotto la falda freatica e può essere trovata in falde acquifere o altri serbatoi sotterranei.
- Acque superficiali: Questa è l'acqua che si trova sulla superficie del terreno, come nei fiumi, nei laghi e negli oceani.
- Acqua idrotermale: Si tratta di acqua calda che proviene dalle profondità della crosta terrestre, spesso associata a depositi minerali magmatici e idrotermali.
- Acqua connata: Questa è l'acqua che è intrappolata all'interno rocce sedimentarie durante la loro formazione e possono essere incontrati durante l'estrazione.
- L'acqua di mare: Questa è l'acqua che si trova negli oceani e nei mari, e può essere rilevante per alcuni tipi di depositi minerali che si formano negli ambienti marini, come i depositi di evaporite.
Il tipo di acqua associato a un giacimento minerario può avere importanti implicazioni per la sua esplorazione e estrazione mineraria, nonché per considerazioni ambientali.
Processo di ebollizione
Il processo di ebollizione è un meccanismo che può portare alla formazione di depositi minerali nei sistemi idrotermali. Quando la temperatura e la pressione del fluido idrotermale scendono a un certo punto, il fluido può subire ebollizione, con conseguente formazione di bolle di vapore. Man mano che il vapore sale attraverso il fluido idrotermale rimanente, può portare con sé componenti minerali disciolti, che possono quindi precipitare dalla soluzione quando il fluido si raffredda e la pressione diminuisce ulteriormente. Ciò può portare alla formazione di vene minerali, nonché a vari tipi di depositi minerali, inclusi depositi di oro e argento, nonché alcuni depositi di metalli di base.
Oltre alla precipitazione di minerali dai fluidi idrotermali dovuta all'ebollizione, anche altri processi possono contribuire alla formazione di depositi minerali, tra cui il raffreddamento, la miscelazione e le reazioni con rocce e altri materiali. I processi e le condizioni specifici che portano alla formazione di diversi tipi di depositi minerali possono variare ampiamente a seconda di una serie di fattori, tra cui il tipo di minerale, le rocce ospiti e le specifiche condizioni geochimiche e geologiche presenti nel sistema.
