Hoofstuk 16

Mineraalgenese

Mineraal genese en genetiese mineralogie • Genese = oorsprong

– Primêre kristallisasie – Daaropvolgende geskiedenis: transisies, ontmenging,

reaksies

• Mineraaleienskappe verklaar deur vormingstoestande

• Genetiese mineralogie: – Bestudeer beginsels wat mineraalvorming beheer – Kwantitatief: geotermometer, geobarometer, chemiese

studies – Modellering van kristalgroei

• Mineraalafsetting:

– Geologiese liggaam wat onder spesifieke toestand vorm – Bevat karakteristieke minerale: verspreid (scattered),

afgeskei (segregated), lense, are

Mineraalvormende omgewings • Waterige oplossings (Aqueous solutions):

– 2 Tipes oplossings:

• Hidrotermale oplossings (endogenies)

– Bronne: Kristalliserende magma; ontwaterende sedimentêre gesteentes; mantel ontgassing; verplaasde meteoriese en seewater

– Verhitte oplossing los minerale op vanaf gesteentes waardeur dit beweeg, vervoer en laat hul neerslaan – spesifieke minerale kan so gekonsentreer en geakkumuleer word, om sodoende dikwels ertsmineraalafsettings te vorm

– Kwarts en kalsiet en sulfiedertsafsettings

• Oppervlakoplossings of pekels (eksogenies)

– Grond-, karst en bogrondwater – karbonate: kalsiet en aragoniet

– Meer, oseaan en lagune water – evaporiet minerale: haliet, gips

Mineraalvormende omgewings

• Gas – Skaars omgewing

– Hematiet, gedeё swael, realgar vanaf vulkaniese gas

– Ys kristalle vanaf waterdamp: dendritiese sneeuvlokkies

• Vloeistowwe (Fluids) – Vloeistofmengsels van CO2 en H2O belangrik tydens

vorming van skarn afsettings en metamorfose van kalksteen

– Water kan beduidende alterasie en oplossing van minerale veroorsaak, veral by hoё P en T • Bv: Kwarts

Mineraalvormende omgewings • Kolloïdale oplossings

– Tipies in oseaanvloer slik, ryk aan kleiminerale, Al-, Fe-, Mn-hidroksiedes

– Skaars in warmbronne met onlangse vulkaniese aktiwiteit: amorfe opaal

• Magma

– Nie ‘n eenvoudige suiwer smeltsel: ‘n mengsel van bestanddele en die samestelling stem nie noodwendig ooreen met die van die gesteentes wat daaruit vorm nie

– Vloeistof en oplossing eienskappe

– Anioon groepe in polihedra ‘opgelos’ as trosse in die magma

– Ook groot katione soos K+, Na+, Mg+, Ca+

Mineraalvormende omgewings • Vastestofstelsels

– Kristallyn • Polimorfiese oorgang (geen verandering in chemiese

samestelling)

– Diamant na grafiet; hoё kwarts na lae kwarts; opaal na kwarts

• Vervorm oorspronklike mineraal na nuwe fases met verskillende samestellings

– Pseudomorfs: piriet verplaas deur limoniet

• Verplasingsprosesse

– Porfiroblaste: granaat groei in ‘n gneiss en verplaas (of sluit in) die voorafbestaande minerale

– Gewoonlik geassosieer met molekulêre water by korrelgrense

Tipes mineraalkristallisasie

• Hoekom vorm minerale?

– Meer stabiel by nuwe P, T of konsentrasie as die smelt, oplossing of voorafbestaande minerale waarvan dit vorm

• 3 Tipes mineraalvorming:

– Vrye ruimte kristallisasie

– Metasomatisme

– Herkristallisasie

Tipes mineraalkristallisasie

• Vrye ruimte kritallisasie:

– Groeie vryelik in gas, smeltsel, oplossing

– Voorbeelde:

• Swael in vulkaniese gas

• Porfiritiese veldspate in magma

• Ametis in hidrotermale oplossing

– Gewoonlik eievormige kristalhabitusse

Tipes mineraalkristallisasie

• Metasomatisme: • Definisie:

– ‘n metamorfe proses waartydens die chemiese samestelling van ‘n gesteente buidend verander, gewoonlik as gevolg van ‘n vloeistof

– ‘n proses van gelyktydige kapillêre oplossing en kristallisasie waardeur ‘n oorspronklike mineraal volledig of gedeeltelik verplaas word deur ‘n nuwe mineraal, dit lei dikwels tot ‘n verandering in die chemiese samestelling

• Vorming van samestelling diverse erts en gesteentes

• Greisen vorm vanaf graniet blootgestel aan hidrotermale oplossing: 3K(AlSi3O8) + 2H+

KAl2(AlSi3O10)(OH)2 + 6SiO2 + 2K+

Mikroklien Muskoviet Kwarts

Kassiteriet (SnO2) vorm gelyktydig hiermee soos tin tot die stelsel gevoeg word

Tipes mineraalkristallisasie

• Herkristallisasie:

– Nuwe kristalle vervang oorspronklikes

– Vergroot of verklein korrelgrootte

– Samestelling verander of verander nie

– Vind plaas in vastestoftoestand, gedryf deur vrye chemiese energie of deformasie defekte in kristalle

– NB faktor in diagenese en metamorfisme

– Herkristallisasie by lae T en polimorfiese transisie by hoё T

Tipes mineraalafsettings Tipes Genetiese groepe

Endogenies

Magmaties Stollings

Pegmatiet

Skarn

Hidrotermaal

Uitdarmings

Metamorfe Metamorfe

Eksogenies

Supergeen Vadoos

Verwering en oksidasie zones

Sedimentêr Meganies

Chemies

Biogenies

Endogenies-eksogenies Hidrotermaal sedimentêr