Ader (Geologie) -Vein (geology)

Weiße Adern in dunklem Gestein bei Imperia, Italien

In der Geologie ist eine Ader ein ausgeprägter, flächiger Körper aus kristallisierten Mineralien innerhalb eines Gesteins . Adern entstehen, wenn mineralische Bestandteile, die von einer wässrigen Lösung innerhalb des Gesteins transportiert werden, durch Niederschlag abgelagert werden . Der beteiligte hydraulische Fluss ist normalerweise auf die hydrothermale Zirkulation zurückzuführen .

Adern werden klassischerweise als planare Brüche in Gesteinen angesehen, wobei das Kristallwachstum senkrecht zu den Wänden des Hohlraums erfolgt und der Kristall in den offenen Raum hineinragt. Dies ist sicherlich die Methode für die Bildung einiger Adern. In der Geologie ist es jedoch selten , dass in großen Gesteinsvolumina signifikante Freiräume offen bleiben, insbesondere mehrere Kilometer unter der Oberfläche. Daher gibt es zwei Hauptmechanismen, die für die Bildung von Venen als wahrscheinlich angesehen werden: das Füllen offener Räume und das Wachstum von Rissen .

Freiraumfüllung

Eine Quarzader , die aus dem umgebenden verwitterten Gestein bei Cape Jervis, Südaustralien, hervorsticht

Das Füllen offener Räume ist das Markenzeichen von epithermalen Adersystemen, wie z. B. Stockwork , in Greisen oder in bestimmten Skarnumgebungen . Damit die Füllung des offenen Raums wirksam wird, wird im Allgemeinen angenommen, dass der Begrenzungsdruck unter 0,5 GPa oder weniger als 3–5 km (2–3 mi) liegt. Auf diese Weise gebildete Adern können eine kolloforme , achatähnliche Beschaffenheit von aufeinanderfolgenden Rändern von Mineralien aufweisen, die von Keimbildungspunkten an den Aderwänden ausstrahlen und den verfügbaren offenen Raum auszufüllen scheinen. Oft sind Anzeichen von Flüssigkeitssieden vorhanden. Vugs , Hohlräume und Geoden sind alles Beispiele für Phänomene der Füllung offener Räume in hydrothermalen Systemen.

Alternativ kann durch hydraulische Frakturierung eine Brekzie entstehen , die mit Adermaterial gefüllt ist. Solche Brekzien-Adersysteme können ziemlich ausgedehnt sein und die Form von tafelförmigen Eintauchschichten , Diatremen oder seitlich ausgedehnten Mantos bilden , die von Grenzen wie Überschiebungen , kompetenten Sedimentschichten oder Deckgesteinen kontrolliert werden .

Crack-Seal-Adern

Auf makroskopischer Ebene wird die Bildung von Adern durch die Bruchmechanik gesteuert, die den Raum für die Ausfällung von Mineralien bietet. Brucharten werden als (1) Scherbrüche, (2) Dehnungsbrüche und (3) Hybridbrüche klassifiziert und können durch das Mohr-Griffith-Coulomb-Bruchkriterium beschrieben werden. Das Bruchkriterium definiert sowohl die zum Bruch erforderliche Spannung als auch die Bruchorientierung, da es möglich ist, auf einem Mohr-Diagramm die Scherbruchhülle zu konstruieren, die stabile von instabilen Spannungszuständen trennt. Die Scherbruchhülle wird durch ein Linienpaar angenähert, das symmetrisch zur σ n -Achse verläuft. Sobald der Mohrkreis die Linien der Bruchhülle berührt, die einen kritischen Spannungszustand darstellen, wird ein Bruch erzeugt. Der Punkt des Kreises, der die Hülle zuerst berührt, stellt die Ebene dar, entlang der sich ein Bruch bildet. Ein neu gebildeter Bruch führt zu Änderungen des Spannungsfeldes und der Zugfestigkeit des gebrochenen Gesteins und verursacht einen Abfall der Spannungsgröße. Wenn eine Spannung wieder zunimmt, wird höchstwahrscheinlich ein neuer Bruch entlang derselben Bruchebene erzeugt. Dieser Vorgang ist als Crack-Seal-Mechanismus bekannt

Es wird angenommen, dass sich Crack-Seal-Adern während der Verformung durch Ausfällung von Mineralien in beginnenden Brüchen ziemlich schnell bilden . Dies geschieht nach geologischen Maßstäben schnell, weil Druck und Verformung dazu führen, dass große Freiflächen nicht erhalten werden können; im Allgemeinen liegt der Abstand in der Größenordnung von Millimetern oder Mikrometern . Venen wachsen an Dicke durch Wiedereröffnung des Venenbruchs und fortschreitende Ablagerung von Mineralien auf der Wachstumsoberfläche.

Tektonische Implikationen

Adern benötigen im Allgemeinen entweder einen hydraulischen Druck, der über dem hydrostatischen Druck liegt (um hydraulische Brüche oder Hydrobruchbrekzien zu bilden), oder sie benötigen offene Räume oder Brüche, was eine Ausdehnungsebene innerhalb der Gesteinsmasse erfordert.

In allen Fällen außer bei Brekzien misst eine Ader daher die Ausdehnungsebene innerhalb der Gesteinsmasse, geben oder nehmen Sie einen beträchtlichen Fehler. Die Messung von genügend Venen wird statistisch eine Ebene der Hauptausdehnung bilden.

Bei duktil deformierenden Kompressionsregimen kann dies wiederum Aufschluss über die zum Zeitpunkt der Venenbildung wirkenden Spannungen geben. Bei Dehnungsdeformierungsregimen treten die Venen ungefähr normal zur Dehnungsachse auf.

Mineralisierung und Äderung

Boudinierte Quarzader (mit Dehnungssaum), die einen sinistralen Schersinn zeigt . Starlight Pit, Goldmine Fortnum , Westaustralien .

Venen sind häufige Merkmale in Gesteinen und ein Beweis für Flüssigkeitsströmungen in Bruchsystemen. Venen geben während ihrer Entstehung Auskunft über Spannung, Dehnung, Druck, Temperatur, Flüssigkeitsherkunft und Flüssigkeitszusammensetzung. Typische Beispiele sind Goldadern sowie Skarnmineralisierungen . Hydrofraktur-Brekzien sind klassische Ziele für die Erzexploration, da es reichlich Flüssigkeitsströme und offene Flächen für die Ablagerung von Erzmineralien gibt.

Erze im Zusammenhang mit hydrothermaler Mineralisierung, die mit Adermaterial in Verbindung stehen, können aus Adermaterial und/oder dem Gestein bestehen, in dem sich die Ader befindet.

Goldführende Adern

Goldführende In-situ-Ader (in Braun) in der Goldmine Toi , Japan .

In vielen Goldminen, die während des Goldrausches des 19. Jahrhunderts ausgebeutet wurden, wurde typischerweise nur Erzgangmaterial als Erzmaterial gesucht. In den meisten heutigen Minen besteht das Erzmaterial hauptsächlich aus den Erzgängen und einigen Bestandteilen des Wandgesteins, das die Erzgänge umgibt.

Der Unterschied zwischen den Bergbautechniken des 19. und 21. Jahrhunderts und der Art des gesuchten Erzes basiert auf der Qualität des abgebauten Materials und den verwendeten Abbaumethoden. In der Vergangenheit ermöglichte der Handabbau von Golderzen den Bergleuten, den Aderquarz oder den Riffquarz auszusuchen, wodurch die hochgradigsten Teile der Ader ohne Verdünnung durch das nicht mineralisierte Wandgestein bearbeitet werden konnten.

Der heutige Bergbau, der größere Maschinen und Geräte verwendet, zwingt die Bergleute, minderwertiges Abfallgestein mit dem Erzmaterial aufzunehmen, was zu einer Verdünnung des Gehalts führt.

Der heutige Abbau und die Untersuchung ermöglichen jedoch die Abgrenzung einer geringgradigen Mineralisierung mit großen Tonnagen, in der das Gold mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. In diesen Fällen ist die Äderung der untergeordnete Wirt der Mineralisierung und kann nur ein Indikator für das Vorhandensein von Metasomatismus des Wandgesteins sein, das die geringgradige Mineralisierung enthält.

Goldhaltige Quarzadern, Blue Ribbon Mine , Alaska

Aus diesem Grund sind Adern in hydrothermalen Goldlagerstätten nicht mehr das ausschließliche Ziel des Abbaus, und in einigen Fällen ist die Goldmineralisierung vollständig auf das alterierte Wandgestein beschränkt, in dem völlig unfruchtbare Quarzadern untergebracht sind.

Siehe auch

Verweise