Вена (геология) -Vein (geology)

Белые вены в темной скале в Империи, Италия

В геологии жила представляет собой отчетливое пластообразное тело из кристаллизованных минералов в горной породе . Жилы образуются, когда минеральные составляющие, содержащиеся в водном растворе в горной массе, отлагаются в виде осадков . Гидравлический поток обычно возникает из-за гидротермальной циркуляции .

Жилы классически рассматриваются как плоские трещины в горных породах, при этом рост кристаллов происходит нормально к стенкам полости, а кристалл выступает в открытое пространство. Это, безусловно, метод образования некоторых вен. Однако в геологии редко бывает, чтобы значительные открытые пространства оставались открытыми в больших объемах горных пород, особенно в нескольких километрах под поверхностью. Таким образом, вероятны два основных механизма образования вен: заполнение открытых пространств и рост запечатывания трещин .

Заполнение открытого пространства

Кварцевая жила , выделяющаяся из окружающей выветрившейся скалы на мысе Джервис, Южная Австралия .

Заполнение открытого пространства является отличительной чертой эпитермальных жильных систем, таких как штокверк , грейзены или некоторые скарновые среды. Чтобы заполнение открытого пространства вступило в силу, обычно считается , что ограничивающее давление ниже 0,5 ГПа или менее 3–5 км (2–3 мили). Жилы, образованные таким образом, могут иметь коллоформную , агатоподобную привычку последовательных кромок минералов, которые исходят из точек зародышеобразования на стенках жилы и, по-видимому, заполняют доступное открытое пространство. Часто присутствуют признаки кипения жидкости. Каверны , полости и жеоды — все это примеры явления заполнения открытого пространства в гидротермальных системах.

В качестве альтернативы гидроразрыв может создать брекчию , заполненную жильным материалом. Такие жильные системы брекчии могут быть довольно обширными и могут образовывать форму пластинчатых наклонных пластин , диатрем или латерально протяженных мантосов , контролируемых границами, такими как надвиги , компетентные осадочные слои или покрывающие породы .

Трещины-герметизирующие вены

В макроскопическом масштабе образование жил контролируется механикой разрушения, обеспечивая пространство для осаждения минералов. Виды разрушения классифицируются как (1) трещины сдвига, (2) трещины растяжения и (3) гибридные трещины и могут быть описаны критерием разрушения Мора-Гриффита-Кулона. Критерий разрушения определяет как напряжение, необходимое для разрушения, так и ориентацию трещины, поскольку на диаграмме Мора можно построить оболочку трещины сдвига, которая отделяет устойчивые и неустойчивые состояния напряжений. Оболочка трещины сдвига аппроксимируется парой линий, симметричных относительно оси σ n . Как только круг Мора коснется линий оболочки трещины, представляющих критическое состояние напряжения, произойдет трещина. Точка окружности, которая первой касается оболочки, представляет собой плоскость, вдоль которой образуется трещина. Вновь образованная трещина приводит к изменению поля напряжений и предела прочности при растяжении разрушенной породы и вызывает падение величины напряжения. Если напряжение снова возрастет, новая трещина, скорее всего, будет образована вдоль той же плоскости трещины. Этот процесс известен как механизм запечатывания трещин.

Считается, что прожилки, закрывающие трещины, образуются довольно быстро во время деформации за счет осаждения минералов в зарождающихся трещинах. По геологическим стандартам это происходит быстро, потому что давление и деформация означают, что большие открытые пространства не могут поддерживаться; обычно это пространство порядка миллиметров или микрометров . Жилы увеличиваются в толщину за счет повторного раскрытия трещины жилы и постепенного отложения минералов на поверхности роста.

Тектонические последствия

Жилам обычно требуется либо гидравлическое давление, превышающее гидростатическое давление (для образования трещин гидроразрыва или брекчии гидроразрыва), либо им нужны открытые пространства или трещины, для чего требуется плоскость расширения в массиве горных пород.

Таким образом, во всех случаях, кроме брекчирования, жила измеряет плоскость растяжения в массиве горных пород, плюс-минус значительная погрешность. Измерение достаточного количества вен статистически сформирует плоскость основного расширения.

В пластически деформирующих режимах сжатия это, в свою очередь, может дать информацию о напряжениях , действующих во время образования жил. В деформирующих режимах растяжения жилки располагаются примерно перпендикулярно оси растяжения.

Минерализация и прожилкообразование

Жилы являются обычным явлением в горных породах и свидетельствуют о движении флюидов в системах трещин. Жилы предоставляют информацию о напряжении, деформации, давлении, температуре, происхождении жидкости и составе жидкости во время их формирования. Типичные примеры включают золотые залежи , а также скарновую минерализацию . Брекчии гидроразрыва являются классическими объектами для разведки руды, поскольку здесь имеется много потоков флюидов и открытое пространство для отложений рудных минералов.

Руды, связанные с гидротермальной минерализацией, которые связаны с жильным материалом, могут состоять из жильного материала и/или породы, в которой находится жила.

Золотоносные жилы

Золотоносная жила in situ (выделена коричневым цветом) на золотом руднике Той , Япония .

На многих золотых приисках, эксплуатируемых во время золотой лихорадки 19 века, в качестве рудного материала обычно искали только жильный материал. В большинстве современных шахт рудный материал в основном состоит из жил и некоторого компонента вмещающих пород , окружающих жилы.

Разница между методами добычи 19-го и 21-го веков и типом искомой руды основана на сорте добываемого материала и используемых методах добычи. Исторически сложилось так, что ручная добыча золотых руд позволяла горнякам извлекать жильный кварц или рифовый кварц, что позволяло обрабатывать части залежей с самым высоким содержанием без разбавления неминерализованными вмещающими породами.

Сегодняшняя добыча полезных ископаемых, в которой используются более крупные машины и оборудование, вынуждает горняков забирать пустую породу с низким содержанием вместе с рудным материалом, что приводит к разбавлению содержания.

Тем не менее, сегодняшняя добыча и опробование позволяют очертить минерализацию с более низким содержанием крупного тоннажа, в которой золото невидимо невооруженным глазом. В этих случаях прожилки являются второстепенным хозяином оруденения и могут быть только индикатором наличия метасоматоза вмещающих пород, содержащих низкосортную минерализацию.

Золотоносные кварцевые жилы, рудник Blue Ribbon , Аляска

По этой причине жилы в пределах гидротермальных месторождений золота больше не являются исключительной целью добычи, и в некоторых случаях минерализация золота полностью ограничена измененными вмещающими породами, в которых находятся полностью бесплодные кварцевые жилы.

Смотрите также

Рекомендации