In Karbonat gehostete Blei-Zink-Erzvorkommen – Wikipedia

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Weltweite Verbreitung von MVT-Lagerstätten (rot), klastischen sedimenthaltigen (grün) und nicht klassifizierten (blau) Blei-Zink-Lagerstätten. Quelle: USGS

In Carbonat gehostete Blei-Zink-Erzvorkommen sind wichtige und sehr wertvolle Konzentrationen von Blei und Zinksulfiderzen, die in Carbonatformationen (Kalkstein, Mergel, Dolomit) enthalten sind und einen gemeinsamen genetischen Ursprung haben.

Diese Erzkörper reichen von 0,5 Millionen Tonnen enthaltenem Erz bis zu 20 Millionen Tonnen oder mehr und haben einen Gehalt zwischen 4% kombiniertem Blei und Zink bis zu über 14% kombiniertem Blei und Zink. Diese Erzkörper sind in der Regel kompakte, ziemlich gleichmäßige pfropfenartige oder rohrförmige Ersetzungen ihrer Wirtscarbonatsequenzen und können als solche äußerst rentable Minen sein.

Diese Klassifizierung von Erzvorkommen ist auch bekannt als Mississippi Valley Typ oder MVT Erzvorkommen nach einer Reihe solcher Vorkommen entlang des Mississippi in den Vereinigten Staaten, wo solche Erze erstmals erkannt wurden; Dazu gehören der berühmte Southeast Missouri Lead District im Südosten von Missouri sowie Lagerstätten im Nordosten von Iowa, im Südwesten von Wisconsin und im Nordwesten von Illinois.

Ähnlich Karbonat-Blei-Zink vom irischen Typ Erze, beispielhaft dargestellt durch die Lisheen Mine in der Grafschaft Tipperary, werden auf ähnliche Weise gebildet.

Quellen[edit]

Die endgültige Quelle der Mineralisierungsflüssigkeit (en) in MVT-Lagerstätten ist unbekannt. Die Erzflüssigkeiten von MVT-Ablagerungen haben typischerweise eine niedrige Temperatur (100 ° C bis 150 ° C) und die Zusammensetzung von basinalen Salzlösungen (10 bis 30 Gew .-% NaCl-Äquivalent) mit pH-Werten von 4,5 bis 5 (gepuffert durch Wirtscarbonate). Diese hydrothermale Flüssigkeit kann den erforderlichen Schwefel tragen oder nicht, um Sulfidmineralien zu bilden. Mobile Kohlenwasserstoffe haben möglicherweise eine Rolle bei der Abgabe von reduziertem Schwefel an bestimmte MVT-Systeme gespielt, während Methan und andere organische Stoffe möglicherweise das von einer sauren Flüssigkeit getragene Sulfat reduzieren können. Es wird vermutet, dass die Erzflüssigkeit aus klastischen Rotbettsequenzen (potenzielle Metallquelle) stammt, die Verdampfungsprodukte (potenzielle Schwefelquelle) enthalten.

Transport[edit]

Es wurden zwei mögliche Transportmechanismen für die metallhaltige Erzflüssigkeit vorgeschlagen. Die erste beinhaltet die Verdichtung von Sedimenten in Becken mit schneller Sedimentation. Mineralisierende Flüssigkeiten im Becken werden in diskreten Grundwasserleitern mit Überdruck eingeschlossen und entweichen episodisch und schnell. Der zweite Fluidtransportmechanismus ist ein topographisch angetriebener Gravitationsfluidfluss. Dies tritt während des Auftriebs auf, der üblicherweise mit einem orogenen Ereignis verbunden ist. Eine Kante eines Beckens wird während der Bildung einer Vorlandfalte und eines Schubgürtels angehoben, und basinale Flüssigkeiten wandern seitlich von der Verformungsfront weg, wenn das Becken angehoben wird. Die Migration der Flüssigkeiten durch tiefe Teile des Beckens kann zur Gewinnung von Metallen und Schwefel führen, die im Becken enthalten sind.

Die Falle für karbonathaltige Blei-Zinksulfide ist eine chemische Reaktion, die als Folge der Konzentration von Schwefel, häufig Kohlenwasserstoffen, und Zink und Blei auftritt, die von den Kohlenwasserstoffen absorbiert werden. Die Kohlenwasserstoffe können entweder aus der Verwerfungszone austreten oder das Scharnier falten, so dass a stockwork von schwach mineralisierten Carbonat-Sulfid-Adern oder kann durch Pyrolyse an Ort und Stelle abgebaut werden, um Bitumen zu bilden.

Sobald Kohlenwasserstoffe in Bitumen umgewandelt werden, verringert sich ihre Fähigkeit, Metallionen und Schwefel zu chelatisieren, und führt dazu, dass diese Elemente in die Flüssigkeit ausgestoßen werden, die mit Zink, Blei, Eisen und Schwefel gesättigt wird. So bilden sich Sulfidmineralien wie Bleiglanz, Sphalerit, Markasit und Pyrit.

Üblicherweise bilden sich MVT-Ablagerungen durch die Kombination von Kohlenwasserstoffpyrolyse unter Freisetzung von Zink-Blei-Ionen und Schwefel, um eine saure Lösung zu bilden, die die Wirtscarbonatbildung auflöst und durch massive Sulfidansammlungen ersetzt. Dies kann auch die Morphologie fehlerbehafteter Stockwerke, massiver tabellarischer Ersetzungen usw. erfordern.

Poröse Kalksteine ​​können disseminierte Erze bilden, die meisten MVT-Ablagerungen sind jedoch massive Sulfide mit messerartigen Rändern zwischen Carbonat- und Sulfidmineralogien.

Mineralogie und Veränderung[edit]

Erzmineralien in Carbonatersatzlagerstätten sind typischerweise Bleisulfid, Bleiglanz und Zinksulfidsphalerit. Verwitterte Äquivalente bilden innerhalb der Supergenzone Winkelsit, Cerussit, Smithsonit, Hydrozinkit sowie sekundäres Bleiglanz und Sphalerit.

MVT- und irische Ablagerungen sind häufig mit einer Veränderung der Dolomitfront verbunden, die sich in einer gelb-cremefarbenen Waschung von Dolomit (Calcium-Magnesiumcarbonat) in Calcit-Aragonit-Anordnungen unveränderter Carbonatformationen äußert.

Die meisten Erzkörper sind ziemlich sulfidisch und die meisten sind sehr eisenarm, wobei der Pyrit-Markasit-Gehalt typischerweise unter 30% der Sulfidmasse liegt. Dies macht MVT-Blei-Zink-Ablagerungen aus metallurgischer Sicht besonders einfach zu behandeln. Einige MVT-Ablagerungen können jedoch sehr eisenreich sein, und einige Sulfidersatz- und -änderungszonen sind überhaupt nicht mit Blei-Zink verbunden, was zu massiven Ansammlungen von Pyrit-Markasit führt, die im Wesentlichen wertlos sind.

Es gibt manchmal eine Assoziation mit Quarzadern und kolloformiertem Siliciumdioxid, jedoch sind Silikatgangue-Mineralien oft selten.

Ölsynergien[edit]

Die Bedeutung und Synergien zwischen den Fairways der Kohlenwasserstoffquelle, der Transportfalle und den Blei-Zink-Lagerstätten vom Typ MVT und Irish sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt. Oft wird die Prospektivität bestimmter Carbonatformationen für Blei-Zink-Lagerstätten dieser Art zuerst durch Kernbohrungen von Ölexplorern identifiziert.

Dieses Konzept einer Kraft-Wärme-Kopplung von Kohlenwasserstoffen und Vorläufersole nach demselben Verfahren ermöglicht es vielen Blei-Zink-Forschern, mithilfe von Kohlenwasserstoffbeckenmodellen vorherzusagen, ob eine Carbonatsequenz wahrscheinlich eine Mineralisierung vom Typ MVT oder Irish enthält.

Erkundung[edit]

Die Exploration von MVT-Lagerstätten ist theoretisch relativ komplex und in der Praxis unkompliziert. Während der Gebietsauswahlphase muss auf die Art der Carbonatsequenzen geachtet werden, insbesondere wenn in Ölexplorationsbohrungen eine Veränderung der Dolomitfront festgestellt wird, die üblicherweise mit einer Blei-Zink-Mineralisierung verbunden ist.

Danach muss darauf geachtet werden, Blumenfazies von Riffkarbonaten zu pflücken, die aus Korallenriffansammlungen gebildet werden. Die Fazies der Carbonatsequenz sind kritisch, da dies hauptsächlich durch Fehler gesteuert wird, die das ultimative Ziel der Exploration sind. Ein Übergang von Vorderriff zu Hinterriff ist der „Sweet Spot“. Je nach Alter der Karbonatsequenz wird daher die Kenntnis der Paläontologie der Korallen als wesentlich angesehen.

Sobald ein Beckenmodell der Carbonatsequenz formuliert und die primären Beckenrandfehler grob identifiziert sind, wird häufig eine Schwerkraftuntersuchung durchgeführt, die die einzige geophysikalische Technik ist, mit der MVT-Ablagerungen direkt erfasst werden können. Schwerkraftuntersuchungen zielen darauf ab, signifikante Ansammlungen von Blei und Zink aufgrund ihrer größeren Dichte im Vergleich zu den umgebenden Wirtsgesteinen festzustellen.

Schließlich besteht das „spitze Ende“ eines Explorationsprogramms darin, jedes einzelne der Schwerkraftziele nacheinander zu bohren, ohne dass die Stärke oder Amplitude einer Anomalie bevorzugt oder beeinträchtigt wird. Es ist bekannt, dass unsubtile und nicht ausgefeilte Methoden des Musterbohrens MVT-Ablagerungen gefunden haben, die von selektiveren Explorern übersehen wurden, beispielsweise wurden die Lennard Shelf-Ablagerungen in Westaustralien auf dem vorletzten Loch eines umfangreichen Bohrprogramms gefunden.

Ähnliche Einzahlungsstile[edit]

Ähnliche Ablagerungsstile können in gescherten und deformierten Carbonatbändern auftreten, in denen Zink-Blei-Sulfide beim gescherten Kontakt von Carbonaten mit silikiklastischen Sequenzen enthalten sind. Beispiele hierfür sind die Zink-Blei-Lagerstätten im Dharwar-Becken in Indien, wo Sulfide in Scheren innerhalb von Dolomitsequenzen enthalten sind.

Beispiele[edit]

  • Admiral Bay, Lagerstätte Zn-Pb-Ag, Northwest Shelf, Westaustralien, theoretisiert als MVT-Ersatztyp (unentwickelt)
  • Pine Point Mine, Zn-Pb, Lagerstätte, Nordwest-Territorien, Kanada. (Produzent, 1964-1988)
  • Manbarrum-Sorby Hills Zink- und Bleivorkommen, Bonaparte Basin, Westaustralien und Northern Territory (unbebaut)
  • Lennard Regal Blei-Zink-Lagerstätten, Lennard Shelf, Kimberleys, Westaustralien.
  • Minen Topla und Mežica an der österreichisch-slowenischen Grenze Petzen.[1]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]


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