Sobre el pasado y presente de la mineralización
En los valles del rift y las zonas de extensión del arco posterior de las dorsales oceánicas costeras, las actividades hidrotermales y eyectivas son un fenómeno común, que se puede observar en el Mar Rojo, la Dorsal del Pacífico Oriental, el Valle del Rift de Galápagos y Ball. Mar Profundo, la Cordillera del Atlántico Medio, los cinturones de arcos de islas volcánicas del Pacífico Occidental y el Mar Mediterráneo, el Mar de China Oriental y las cuencas de arcos posteriores intracontinentales. También se ha informado recientemente en las regiones del arco insular de Ryukyus y Japón. J.R. Cann (1979) estimó una vez que la frecuencia de deposición de sulfuros de metales básicos a lo largo de las dorsales oceánicas es de una vez cada 100 kilómetros. Los datos muestran que las actividades hidrotermales y de chorros en el fondo marino son fenómenos geológicos bastante comunes a lo largo de las fisuras de las dorsales oceánicas y las zonas de tensión de los arcos de islas. Algunos investigadores llaman a este proceso "mineralización por sedimentación hidrotermal", "mineralización por sedimentación de salmuera térmica" y "mineralización por chorro hidrotermal".
En el Mar Rojo, que ha sido estudiado en detalle, se han descubierto 65.438+06 depresiones submarinas de agua salada caliente en una distancia de aproximadamente 65.438+0000 metros en la sección norte. Si toda la zona de actividad de salmuera térmica distribuida a lo largo del valle del rift axial se considera un "cinturón metalogénico" y una sola depresión (un área de decenas de kilómetros cuadrados) se considera un "campo mineral", su escala y relación Se puede comparar completamente con el del continente actual. Compare los cinturones metalogénicos y los campos minerales en el.
La prevalencia de la actividad hidrotermal en las zonas de rift de las dorsales oceánicas se debe a condiciones favorables como fuentes de calor, permeabilidad del basalto y fisuras para formar un sistema de circulación hidrotermal. El agua de mar se filtra a miles de metros de profundidad a través de numerosas grietas en las rocas basálticas de la joven corteza oceánica. Las cámaras de magma y las intrusiones en la zona del rift le dan un alto gradiente térmico, calentando el agua de mar fría que se filtra, que continúa aumentando de temperatura y eventualmente brota del fondo marino en forma de fuentes termales. De esta forma, el agua fría continúa penetrando y el agua caliente se descarga continuamente, provocando el intercambio de elementos entre el basalto del fondo marino y el agua de mar caliente. El agua de mar caliente obtiene los ricos elementos metálicos, sales y líquidos residuales del magma, formando la llamada mineralización hidrotermal. líquido. De esta manera, la visión tradicional de que los fluidos hidrotermales que contienen minerales provienen de la diferenciación del magma se reemplaza por la unidad de convección a gran escala antes mencionada. La enorme energía térmica de las dorsales oceánicas u otros tipos de fisuras, es decir, el mecanismo de movimiento de las placas, impulsa fuertemente la circulación de la convección hidrotermal (Figura 3).
Figura 3 Circulación del agua de mar a lo largo del eje de la dorsal oceánica.
(Según Jin Xingchun 1983)
La intensidad y escala de la acción hidrotermal en el fondo marino también son sorprendentes. Todos los volcanes del continente y su actividad hidrotermal, como las aguas termales, sólo pierden el 2,5% del calor. Según los datos de N. H. Sleep (1976) T. J. Wolery, el caudal de agua de mar a través de la unidad de roca en el centro de expansión del fondo marino es (1,3 ~ 9) × 1017 g/a, que es suficiente para que toda el agua de mar esté en 5 ~ 65438+. Parece que esta gran teoría de la convección es suficiente para proporcionar suficiente fluido hidrotermal para la mineralización de metales. Esta reacción agua de mar-basalto es sin duda una fuente inagotable de metales formadores de minerales.
Desde la perspectiva de la evolución de la corteza terrestre, el vulcanismo fue relativamente fuerte en las primeras etapas de la formación de la Tierra, lo que puede explicarse por la gran cantidad de rocas volcánicas de piedra verde en la Era Arcaica y Proterozoica. En ese momento se vertió una gran cantidad de fluido térmico en el océano primitivo en reducción, y su escala debería ser extremadamente grande (tanto la hidrosfera como la atmósfera se estaban reduciendo en ese momento). Desde la antigüedad hasta el presente, la hidrosfera y la atmósfera han experimentado muchas evoluciones irreversibles, y el oxígeno ha crecido de nada a menos y a más. La atmósfera cambia de reductora a oxidante. Resulta que existen diferentes opiniones sobre la composición de la atmósfera, incluyendo principalmente vapor de agua, metano, amoníaco, hidrógeno, etc. , sin oxígeno libre, las vistas son básicamente las mismas. Según datos astronómicos, el oxígeno y el nitrógeno libres no existen en la atmósfera de ningún planeta del sistema solar. El oxígeno libre en la atmósfera moderna y su hidrosfera asociada se acumuló gradualmente durante la evolución de la corteza terrestre debido a la fotólisis (vapor de agua descompuesto bajo irradiación ultravioleta de una determinada longitud de onda en ese momento) y la fotosíntesis (Figura 4).
Figura 4 La evolución del medio ambiente y la vida en la Tierra
(Ligeramente modificada según Volodin)
La temperatura de la superficie y la temperatura del agua del mar en ese momento también eran muy Los datos de isótopos de oxígeno muestran que la temperatura del agua del mar Arcaico era de 80°C. Las formaciones rayadas de hierro-silicio (depósitos de hierro tipo Anshan) ampliamente distribuidas en el mundo representan la etapa de acumulación gradual de oxígeno libre (la etapa de transición de la atmósfera). El hierro de baja valencia puede servir como aceptor de oxígeno y oxidarse para precipitar el hierro de alta valencia. Durante este período, las bacterias del hierro (cuyos fósiles se encuentran en rocas ferrosilíceas) jugaron un papel importante en la incorporación de hierro al organismo y su conversión en hierro férrico mediante la catálisis de enzimas. Después de que una gran cantidad de hierro precipite en la hidrosfera, el oxígeno libre que continúa generándose se acumulará en la atmósfera (Figura 5).
Figura 5 "Reloj geológico": un diagrama esquemático de la evolución de la Tierra.
En el sentido de las agujas del reloj representa la antigüedad.
1 - Construido por Betespennes; 2-Nonesachi Shale; 4-Construido en McMinn; 5-Gangflint Iron-bearing Supergroup; 6-Transvaal Supergroup; Cuarcita Borgama; 9. Edificios que contienen hierro en Sudán; 10-Supergrupo Brava; 11-Formación sin canalones; 12-Swazilandia Superior; 13-Grupo Angweiwat, construcción masiva de hierro y silicio. Es una roca sedimentaria química en esta reducción de agua de mar caliente. que apareció principalmente en el Precámbrico temprano y medio. Con la evolución histórica de la corteza terrestre, las propiedades reductoras del agua de mar desaparecen y la temperatura desciende, por lo que esta especial roca sedimentaria hidrotermal ya no se generará en la tierra. Se trata de una evolución irreversible.
Los sistemas modernos de agua caliente o fuentes termales pueden proporcionar una gran cantidad de rocas silíceas sedimentarias. Las fuentes termales ricas en SiO2_2 en los trópicos del Himalaya y sus enormes plataformas de sedimentos químicos y montículos silicificados (hay hasta). a 50 m) lo confirma.
Los sistemas submarinos de circulación hidrotermal o de agua caliente pueden formar enormes cantidades de rocas sedimentarias químicas, especialmente rocas silíceas y rocas de sulfuros metálicos (minerales). Desde la perspectiva de la evolución de la corteza terrestre, este sistema: en el Precámbrico, debido a la corteza más delgada, la liberación de calor geotérmico era común y los sistemas de circulación de agua caliente en el océano eran comunes, lo que puede explicarse por la distribución generalizada de estructuras de hierro y silicio. . Desde el Paleozoico, debido al mecanismo de placas que engrosa la corteza terrestre, el calor geotérmico sólo puede liberarse fácilmente en los valles del rift y en las zonas débiles, formando un sistema de circulación de agua caliente. En las recientes Eras Mesozoica y Cenozoica, el área de unión entre la línea de sutura continental y el terreno fue también el sitio donde se generaron sistemas de agua caliente, lo que favoreció la mineralización.
Durante mucho tiempo, la gente vio los océanos como tierras bajas que aceptaban pasivamente los productos de la meteorización de cada continente. En los últimos años, con la comprensión de la gran convección en el fondo marino, especialmente en las dorsales oceánicas, y la fuerza impulsora de las fuentes de calor, la gente se ha dado cuenta de que este sistema es suficiente para proporcionar enormes e interminables materiales formadores de minerales.
La gente a menudo se sorprende ante la enorme escala de algunos depósitos minerales de gran tamaño, como el depósito de tierras raras de Bayan Obo, el cinturón de mineral polimetálico de plomo y zinc de Qinling y el campo de mineral polimetálico de estaño de Dachang, que Puede reunir cantidades tan grandes de minerales en una pequeña cantidad de metal. Parece que las fisuras de las crestas submarinas y algunas zonas de fallas extensionales del arco posterior y fallas singenéticas pueden proporcionar fuentes interminables de minerales y poderosa energía térmica a gran escala.