Economic Geology - Slide Questions (yellow=important)

The temperature is also important for soulability.

Apart from ligands, which is the most important factor controlling solubility?

S-magmor bildas i mitten eller i den lägre delen av jordskorpan genom partiell smältning av bergarter som till största del består av metasedimentära material. Dessa smältor har en relativt låg temperatur (ca 700°C) och kommer till en början ha stora mängder vatten löst i magman. Denna typ av magma kristalliseras i mitten av jordskorpan, inte långt ifrån där den skapades och är generellt fattig. Om den kraftigt fraktioneras kan dock "trace elements" anrikas i den resterande smältan och sedan kristalliseras. H2O-fluid mättnad kommer att tillsluts nås i den resterande smältan genom "second boiling", och pegmatiter samt liknade kan biladas. I-magmor bildas djupt nere i litosfären, ofta i närheten av subduktionszoner, och kommer där in kontakt med mafiska smältor från manteln. De bildas vid mycket höga temperaturer (1000°C eller mer) och är relativt torra. I-magmorna stiger från detta djup upp till nära ytan på jordskorpan där de stelar, i och med detta så kommer denna magma nå H2O-fluid mättnad genom "first boiling" när trycket minskar. I en first boling blir Cl halten hög och genomgår nästan ingen fraktionering innan den stelnar.

By what mechanism does a vapour/fluid phase saturate in either case?

1. Extensional setting - metamorphic fluid 2. Thermal - normal faults 3. Similar chemistry to orogenic but cooler 150-200 °C 4. leaching 5-7. Faults intersect carbonate horizon - neutralization due to carbonate dissolution 8. May be associated with other alteration in underlying host rock As-pyrite, marcasite, arsenopyrite

Carlin type Nevada 42-30M 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

Cu is a metal whose partitioning behavior is strongly controlled by the Cl− concentration of the fluid phase, whereas Mo remains unaffected by the latter. The value of DCu fluid/melt varies from about 1, for low salinity fluids, up to about 50 at high salinities and is determined by the relationship DCu fluid/melt = 9.1[Cl−]. By contrast, although Mo is also preferentially partitioned into the H2O-fluid (DMo fluid/melt = 2.5), its partition coefficient is fixed and remains constant irrespective of the Cl− concentration. Copper tends to act as a compatible element in virtually any magma composition. A value of DCu crystal/melt = 3 was calculated for a crystallizing basaltic magma composition and is likely to be >1 for a granite too, since Cu is able to substitute very efficiently into accessory sulfide phases and, to a lesser extent, into biotite and magnetite.

Cu and Mo behave very differently during separation of a vapour phase - why?

SEA WATER: dissolved constituents cations Na+, K+, Ca2+, and Mg2+ and anions Cl−, HCO3 − , and SO4 2− , which typically occur at a total concentration (or salinity) of around 35 g of solids per kg of sea water (3.5 wt%). Typically qute depleated in metals. Black smokers METEORIC WATERS: Whlie metioric geothermal water at 6 degreece is depleated in metals such as Fe, Cu etc, geothermal water at 300 degreece is enriched in these metals (Fe, Cu, Zn, Mn, etc.). fractionation increases as a function of temperature METAMORPHIC WATER: dominated by H2O, CO2, and CH4 in approximately that order of abundance. High grade rocks tend to be dominated by dense CO2 with lesser amounts of associated water and methane. Most metamorphic fluids have low salinities and low concentrations of reduced sulfur. Metamorphic waters are characterized by relatively high δ18O values

Describe the chemical characteristics of different water sources.

London: it is possible to generate pegmatites from H2O undersaturated granitic melts by undercooling the magma below its normal liquidus temperature. Jahns-Burnham: pegmatites can be explained by magmatic crystal fractionation process Typiskt för Jahns-Burnham modellen: Pegmatiterna bildas av fluider, som har löst en massa komponenter, eftersom fluiden är vattenbaserad har den en hög diffusion-hastighet och stora kristaller kan bildas. London modellen: Pegmatiter bildas genom undercooling av magman, som befinner sig många hundra grader under den temperaturen som kristallerna egentligen vill växa (flera hundra grader under liquidus-temperaturen), vilket gör att kristalliseringen går jättefort när den väl börjar, vilket gör att stora kristaller kan bildas. Pegmatiter är kopplade till fluider och är betydligt frakturerade och kan därmed innehålla stora koncentrationer av värdefulla grundämnen.

Difference between I and S type? What is the difference between the Jahns-Burnham model and the London model?

Mängden vatten som kan lösas i en magma beror primärt på trycket och sekundärt på temperaturen. Experiment som visas i diagrammen visar att vattenmängden är starkt beroende på trycket, vilket gör att magmor som är vid botten av jordskorpan (litosfären, ca 15 bar) kan lösa mellan 10% och 15% vatten och att mängden vatten som kan lösas ökar med ökat djup/tryck. Feliska magmor (granitiska) kan vid ett givet tryck lösa mer vatten än vad mafiska-magmor (basalter) kan, vilket också visas i diagrammet nedan. Det beror på att Felska-magor har mer syre vilket gör att mer vatten kan lösas som OH-, vilket kräver mycket syre. OH vs. H2O vs. depth

Different magmas have different water solubility, why? OH vs. H2O vs. depth

(1) Ett bevis för det är att PGE är heterogent, (2) ett annat är att när man undersöker silikatmineral så kan det hittas halter av PGE utan att det finns några sulfider (dock kan man tänka sig att det har funnits sulfider i dessa silikatmineral som har försvunnit under tidensgång). Dock så är bevisen för PGE kluster ganska svaga och är troligen inte viktiga för prospektering av malmer.

Evidence for the importance of PGE (Platinum group elements) clusters?

Förutom temperaturen så avgörs sekvensen av utfällningar även av vilken typ av ligand som transporterar metallerna och därmed även utfällnings processen/orsaken (förmodligen har även fler aspekter en roll att spela här). Vilket Barnes visade med sin forskning, han menar att för (1) metall-sulfid komplexet fungerar Emmons temperatur sekvens relativt bra; Fe - Ni - Sn - Cu - Zn - Pb - Ag- Au - Sb - Hg. Medans för (2) Metal- chlorid komplexet så fungerar det mycket dåligt och sekvensen bör istället vara Cu - Ag - Pb - Zn.

Explain difference in metal zoning depending on metal-sulphide or metal-chloride?

De mineral som bildas ur ursprungsbergarter genom hydrotermala förändringsprocesser styrs av fem faktorer: • Temperatur • Tryck • Ursprungsbergartens komposition • Vätskans komposition • Ration mellan berg och vätskan (fluid/rock ratio), denna ratio anses i boken att vara den faktor som spelar mest roll. (1) Temperatur och (2) tryck avgör vilka mineral som är stabila nog att fällas ut. (3) Ursprungsbergartens komposition avgör vilka "ingredienser" som finns att tillgå. (4) Vätskans komposition tillsammans med temperatur avgör hur mycket av ursprungsberget som löses upp och hur mycket grundämnen som kan finnas löst i vätskan. (5) Ration mellan berg och vätskan (fluid/rock ratio) avgör i vilken mån de kemiska reaktionerna kan röra sig till fulländning. I.e. hur mycket/stor mängd av en given del av en koncentration som kan genomföra t.ex. en av reaktionerna ovan och hur mycket/stor del av koncentrationen som förblir oförändrad, tror jag...

Explain how fluid/rock ineraction varies in a fracture?

Stratabound ores (volcanogenic massive sulfide, Pb-Zn (SEDEX), Cu (red-bed)) related to the tectonic cycles of Pangean amalgamation and break-up. VMS deposits associated with elevated sea levels associated with continental dispersal (rifting, enhanced ocean crust production and hydrothermal exhalation) after Gondwana break-up early Paleozoic) Organicrich shales and oolitic ironstone ores Same intervals as VMS after Gondwana break-up in the Ordovician- Devonian and post-Pangean Jurassic-Cretaceous times. Here, increased exhalative activity, carbon dioxide production, global warming, and organic productivity are interrelated processes that result in suitable conditions for black shale and ironstone precipitation in the oceans. Base metal ores of the SEDEX Pb-Zn-Ag and red-bed Cu types developed at maximum continental amalgamation and stasis, in Gondwana during the Precambrian- Cambrian transition and in Pangea during the late Paleozoic-early Mesozoic. Appear to have evolved during intracratonic rifting and sea-level lowstand. Phanerozoic superplume events are related to periods of enhanced organic productivity and formation of fossil fuels. The mid-Cretaceous superplume coincides with formation of voluminous organicrich shales. 60% of the world's oil reserves. The late Carboniferous- Permian superplume --> coal reserves, organic productivity increased and tropical, swampy conditions and sea-level rise. Continental hotspots alkaline and kimberlitic magmatism associated with enhanced igneous activity in the mid-Cretaceous and Cenozoic. Important for Cu-REE-P-Fe-Au mineralization and also diamonds, are found on old, stable cratons and located along ancient lineaments that been reactivated during extension and crustal thinning associated with hotspot activity.

Explain how ore deposition changes in the Wilson cycle and why?

Deposition: VMS Porpery Cu

Explain metal transport and deposition associated with black smokers?

Det är karaktäristiskt för hydrotermala malm avsättningar att de sker i regelbunda mönster, i.e zoner av metaller och i mineral i spatiala rummet. Zonerna kan ses på många olika skalor från macro- till microskala. Zonation på en liten skala är relatierade till den systematiska evolutionen av hydrotermala fluider (i.e. alteration) och den sekvensstyrda utfällningen av dess lösta metaller som fluiden innehåller. På en liten större skala ter det sig som att temperaturen är styrande för vilka mineral som fälls ut, då lösligheten minskar med temperatur. Därför har de i "Emmons reconstucted vein" moddel delats upp i tre grupper beroende på temperatur. Dessa beskrivs nedan; (1) Hypotermal lösningar har en mycket höga temperaturer och är ofta associerad med intrusioner vid stort djup. Metaller såsom Mo, W och Sn som utfälls tidigt (i.e. vid stort djup) utfälls hypotermalt. (2) Mesothermal lösningar har en intermediär temperatur. Efter du hypotermala metallerna har fällts ut och temperaturen har sjunkit så fälls Cu ut som sedermera följs av Zn, Pb, mn och Ag. (3) Epitermal lösningar har lägst temperatur och befinner sig närmare ytan än Mesooch Hypotermala lösningar. När fluiden infiltrerar uppåt i jordskorpan så sjunker temperaturen ytterligare och Epitermala lösningar bildas, i det senare stadiet av denna lösning när temperaturen har sjunkit ytterligare än gång så fälls volatila metaller som Au, Sb och Hg ut.

Explain metal zonation in terms of temperature from hypothermal, mesothermal and epithermal.

Stage 1,2,3,4 in Hypogene zone Stage 1: Hypogene ore hosted in a granite and comprises pyrite + chalcopyrite (weathered by acidic rainfall). Stage 2: Within about 6000 years the primary sulfides are totally dissolved from the leached zone and copper is reprecipitated as chalcocite and covellite by replacement of primary sulfides in the supergene blanket. Stage 1,2,3,4 Leached zone stage 1 and stage 2, is hematite/goethite, alunite, and quartz. Chalcopyrite tends to disappear from both leached and supergene zones before pyrite, which is only removed completely from the upper zone by stage 2. Stage 3 :develops gibbsite, muscovite/sericite, and minor clay Stage 4: Sericite and kaolinite Stage 1,2,3,4 The supergene blanket Stage 1: An assemblage comprising covellite and chalcocite, as the primary sulfides are replaced, together with quartz and alunite. Stage2: Once chalcopyrite is consumed from the leached zone, the downward migrating flux of Cu ions in solution is reduced and bornite develops here The supergene zone is not unlike that of the overlying leached zone except that copper sulfide (bornite) is still stable. Rock weathering has limited effects, but over time relatively unstable minerals such as plagioclase, biotite, and magnetite will tend to disappear. Sulfate (SO4 2−), produced in abundance during the oxidation of primary sulfides, is generally transported away from the in situ weathering zone, and very little sulfate reduction (either organic or inorganic) tends to occur in the supergene blanket, or below the water table. This is another reason why low-S copper sulfides such as covellite and chalcocite form in this environment.

Explain mineralogical variation in a supergene system?

Phyllic alteration: - typically forms over a wide temperature range by hydrolysis of feldspars to form sericite, with minor associated quartz, chlorite, pyrite - associated with porphyry Cu deposits also; mesothermal precious metal ores and volcanogenic massive sulfide deposits in felsic rocks. Potassic alteration: - formation of K-feldspar and/or biotite (wich clorite - highest temperature form of alteration (500-600 °C) - A degree of K+ (cation) metasomatism in addition to hydrolysis is considered to have taken place Propylitic alteration: - chlorite and epidote, together with lesser quantities of clinozoisite, calcite, zoisite, and albite. - mild form of alteration representing low to intermediate temperatures (200-350 °C) - low fluid/rock ratios - alteration: isochemical and forms in response to H+ metasomatism. - margins of porphyry Cu deposits as well as epithermal precious metal ores. Argillic alteration: - alteration style is commonly subdivided into intermediate and advanced categories depending on the intensity of host mineral breakdown - Intermediate affects plagioclase feldspars and is characterized by the formation of clay minerals kaolinite and the smectite group - forms below about 250 °C by H+ metasomatism and occurs on the fringes of porphyry systems - Advanced represents an extreme base leaching where rocks have been stripped of alkali elements by very acidic fluids active in high fluid/rock ratio environments - characterized by kaolinite, pyrophyllite, or dickite (depending on the temperature) and alunite together with lesser quartz, topaz, and tourmaline - near surface, epithermal precious metal deposits where alteration is associated with boiling fluids and condensation of volatile-rich vapors to form extremely acidic solutions. Silication: Silikation är omvandlingen av ett karbonat mineral eller bergart till ett silikat mineral eller bergart. Detta sker genom katjon metasomatism, då kisel tillsätts till mineralet eller bergarten. Denna process är drivande när Skarn bildas (silikat-karbonater, se tidigare rågor). Vätska/bergart ration blir väldigt hög när dessa system bildas vilket möjliggör för många malmer att avsättas. Silicification: Sililfikation är när kvarts eller andra kiselrika mineral bildas inuti en bergart under omvandlingsprocessen. Silifaktion sker en biprodukt av hydrolys och i de flesta sprickor där hydrotermala fluider rör sig igenom är till viss del fyllda med kvarts som formar kvarts-vener. Omfattande silifikation kan bildas dock genom katjon metasomatism, detta kan ge i epitermala miljöer. Carbonatization: Karbonisation sker när karbonat mineral (kalcit, dolomit, magnesit, siderit, o.s.v.) bildas under omvandlingen av bergarter. Detta kan ske när fluiden har högt partialt tryck av karbonat dioxid (PCO2) och neutralt till alkalit pH. Greisenization: Ovanlig form av omvandling, hittas bara i S-typ graniter vid deras slutskede som innehåller Sn och W mineraler och relativt stora proportioner av inkompatibla grundämnen såsom F, Li och B. Greisens består till största del av kvarts, muskovit och topaz, med mindre mängder av tourmalin och fluorit som bildas bredvid kvarts-cassiterit-tungstens vener. Hematitization: Omvandling som sker med oxiderade fluider bildar ofta mineral som är rika i Fe3+/Fe2+ ratio, speciellt hematit som är associerad med k-fältspat, sercit, chlorit och epidot.

Explain the different types of alteration in terms of temperature, alteration, reaction, mineralogy, metal association and f/r.

Phanerozoic: VMS (porphory copper) Proterzoic: Sedex och BIF, anorthosite-hosted Ti avsättningar Archean: greenstone belts, Witwatersrand (kimberlites), Lode gold, BIF Algoma.

Explain the main differences in ore deposits between the Archean, Proterozoic and Phanerozoic?(Previous exam question)

Has to do with compacting. SEDIMENT: Sand grains are interconnected already and it takes a lot to compact them, wheras in a clay we have a lot of water inbetween the clay minerals and it is easier to compress the clay particles compared to the sand particles, so the peaks are breakdown of clay particles.The clay can also release a lot more water. The water is able to leave the host clay mineral once temperatures of 50-100 °C have been reached. This is shown as the episodic peak-like increases. When the water is released is therefore dependent local geothermal gradient. Deeper down both sand and clay has a more similar compaction rate. METAMORPHIC: The transformation of hydrous silicate and carbonate minerals to newly formed assemblages that contain lesser volatiles than before. Dehydration and decarbonation reactions during prograde metamorphism are, therefore, very important processes that produce substantial volumes of metamorphic water in the mid- and lower-crust. E.g: 300 °C a metamorphic reaction involving the breakdown of kaolinite to pyrophyllite will result in the production of metamorphic water. The latter arises from the fact that kaolinite contains more water than does pyrophyllite so that the excess water liberated by the phase transformation has to be expelled into the sedimentary sequence

Explain the processes involved in the release of water from sediment and metamorphic rock.

1st stage (not so important for ore deposits) SE E 2nd stage is related to a exolution of a fluid phase and it occurs by second boiling. cCrystallization of this magma results in saturation of a fluid phase and this fluid phase leads the intrusion and comes in contact with an already contact metamorphic rock. There will be changes in minerology which make up good path ways for the fluids, so the fluid can make a second type of metamorphism which will be more fluid rich. You can also have additions of elements such as iron and aluminium and magnesum which form new minerals. Typically this stage produces much more coarse grained metamorpic rock. Ex. in bergslagen large garnet and pyroxene crystals typically in larger veins. (not so important for ore deposits, iron could be a possibility). 3rd stage Retrograde alteration: You have meteoric water coming in to the system. And mixing and cooling of the hydrothermal fluids originating from the granites and resolves in deposition of ore minerals. If you cool a fluid it looses its ability to dissolve its components and if you mix a magmatic fluid rich in clorine with metioric water (which is poor in clorine) the mix will be contain less clorine which means that you will have less complex binding abilities of the fluid. Both temperature and water-mixing resolves in deposition of ore minerals. But also retrograde alternation of previous metamoropic texture (occurs at veins). (Here is were we find the ore deposits.)

Explain the three stages of Skarn formation with emphasis on metal deposition.

Variationen av malmavsättningar genom historien kan grovt delas in i två grupper beroende på avsättningsmiljö; i en orogen miljö och i icke-orogen miljö och kontinentala bassänger. Dessa miljöer är genom historien tätt sammankopplat med cykler av bildande och splittrande av superkontinenter. (1) Avsättningar som sker i orogent förekommer mestadels sent under Archean Eon (mellan 3000 och 2500 Ma) och under det Phanerozoic Eon (mellan 540 Ma till nutid). Perioder av storskalig kontinent fragmentation är perioder av en ökad orogenisk aktivitet, då kontinenter spricker upp och kolliderar med andra kontinenter, vilket leder till att avsättningar som är kopplade till bergbildning ökar. Avsättningar som är kopplat till denna typ av malmbildningar är; orogenic gold deposits, volcanic massive sulfides och porphyry system. (2) Avsättningar som sker icke-orogent förekommer mestadels under Proterozoic Eon (mellan 2500 till 540 Ma) och är kopplat till perioder av stabila superkontinenter såsom Nena, Rodinia och Pangea. Avsättningar kopplat till denna typ av malmbildningar är; Magnetism: anorthosite-hosted Ti avsättningar, Olympic Dam och Kiruna typ Fe-oxid-Cu-Au malmer. Sedimentation: SEDEX och bandade järn formationer.

Explain the variation in ore deposits troughout earths history (chap 5)

Låg temperatur hydrotermala avsättningar av Zn och Pb. Gradvis får man fluider med allt högre temperaturer som fäller ut Cu samtidigt som den högre temperaturen får Zn och Pb att börja röra på sig. Så zonering som sker vid detta system går att förkalra med lösligheten av grundämnen vid olika temperaturer som visas i diagrammet nedan.

Explain variation of metals in a VMS deposit.

1. Silicate-sulfide immiscibility 2. Silicate-oxide immiscibility (experimental evidence) 3. Sillicate - silicate 4. Silicate-carbonate

Four types of immicibility? Evidence?

• the appearance of a substantial fraction of immiscible sulfide melt; • creation of conditions whereby the sulfide globules can effectively equilibrate with a large volume of silicate magma; • effective accumulation of the sulfide globules into a single cohesive layer or spatial entity. The processes whereby ore deposits are created during silicate-sulfide immiscibility are, therefore, complex and multifaceted

Fundametal steps for the formation of a deposit?

Ett exempel är de så kallade SRB (Sulfat-reducerande bakterier) som genom sin metabolism bildar upplöst sulfid (HS- eller H2S) som reagarer med metaller och mineral vilka bildar sulfidfaser som direkt kan avsättas eller vara viktigare i senare avsättningar av värdefulla grundämnen. Dessa lågtemperaturprocesser kan skapa många olika sulfidmineraler, såsom pyrit, nickel-, bly- och zink-sulfider. Notering: Bakterierna lever på sulfatreduktion och livnär sig på energin som den får när den bryter ner svavel. I denna process bildas oxiderad svavel, som lättare kan fälla ut grundämnen.

Give examples where bioactivity is thought to have played a role in metal deposition.

Manganavlagringar bildas i miljöer som liknar de där BIF och järnstenmalm också bildas. Liknande kemiska egenskaper. Det geokemiska beteendet hos mangan, som hos järn, styrs av oxidationspotential som existerar som Mn2 +, vilket är lösligt under reducerande och sura förhållanden, samt Mn3 + och Mn4 +, som är mindre lösliga och stabiliseras som manganoxider under relativt oxiderande och alkaliska omständihgeter. Pyrolusite, eller MnO2, är den dominerande oxidfasen vid hög Eh och över ett pH-värde. Jämförelse av mangan med järnfasdiagrammet visar att högre oxidationspotentialer krävs för att stabilisera pyrolusit än hematit.

How are bedded Mn deposits related to BIFs?

Merensky and J-M, sulfiddroppar har en hög R-faktor vilket leder till att det nedre lagret av anrikas i PGE-elements (Gabbro). UG-2 Chromite (Gabbro), i LSZlagret finns ortopyroxen och LG lagret finns chromite med ortopyroxen. De stora ansamlingarna av mineralisering verkar ske när plagioklas kristalliseras (Gabbro). Det beror på att desto mer fraktionering som har skett desto större chans är det att smältan hamnar i det stabila sulfidfältet om en ny puls injekteras, vilket leder till att mineral ansamlas. Detta gäller också vid bildat av Chromite-lager. I fallet med sulfiddroppar så bildas en positiv feedbackeffekt då den plagioklasrika smältan har lägre densitet än den nya pulsen av magman och en "Plume" bildas vilket leder till ett högt R-värde.

How are chromite and sulfide ores distributed layered intrusions and why?

I diagrammet så går magman från punkt A in i det oblandingsbara fältet där sulfidfältet är stabilt

How can a contamination result in saturation of a sulfide liquid?

Vid punkt A så sker kristallisation av Olivin och sulfid beter sig okompatibelt och svavelhalten ökar till den når punkt B och smältan är sulfidmättad och sulfiddroppar bildas, därmed börjar mängden sulfid i magman minska. Om smältan får kristallisera till C och sedan injekteras en smälta med A:s komposition så hamnar smältan på vänster sida av diagrammet och smältan är då inte mättad. Om den ursprungliga smältan får fraktorerna till punkt D för att sedan utsättas för en ny puls med komposition A så hamnar smältan i punkt AD som är till höger i diagrammet (i det stabila sulfidfältet) och sulfiddroppar fälls ut. Diagram nr 2, är ett exempel på hur ett sådant system kan se ut.

How can a new pulse of magma result in saturation of a sulfide liquid?

Sulfide saturation can be achieved as solidification proceeds and magma temperature falls, or by an increase in fO2, or by a decrease in the amount of ferrous iron in the magma (such as might occur during extraction of an Fe-rich phase. Addition of externally derived sulfur, or ingress of new magma, can also promote saturation and the formation of an immiscible sulfide phase. Johan: change iron and oxygen fugasity and silica content, add sulfur!

How can a sulfide liquid saturate?

Sulfide solubility decreases with increasing oxygen content in a magma because solution of sulfur appears to be controlled by the following equilibrium reaction (reaction) The sulfur content at sulfide saturation is seen to decrease from a maximum of about 0.4 wt% sulfide at the start of crystallization to below 0.1 wt% as olivine and orthopyroxene crystallize, but then levels off after plagioclase forms.

How can an addition of externally derived sulfur result in saturation of a sulfide liquid ?

1. By dissolution of rock material and the transport/ removal of soluble ions and molecules by aqueous solutions. 2. Through production of new minerals, in particular clays, oxides and hydroxides, and carbonates. 3. Accumulation of unaltered (low solubility) residual material such as silica, alumina, and gold. The main chemical processes that contribute to weathering include dissolution, oxidation, hydrolysis, and acid hydrolysis. Once weathering has commenced and fine clay particles have been produced, cation exchange further promotes the breakdown of minerals in the weathering zone. Each of these processes is relevant to ore formation

How can chemical weathering produce ore deposits?

Affected by a number of variables, the most important being the nature of the mineral assemblage making up the protolith, as well as local pressure, temperature and water/volatile content. Ex. Perdidotite: Melting starts at 1400 °C with formation of a small melt fraction in equilibrium with pyroxenes and olivine. Melting continues without addition of heat until 30 and 40% of the rock is molten and clinopyroxene is consumed. Once the clinopyroxene is gone, further melting can only continue with addition of heat, if present, would promote the melting of orthopyroxene. Orthopyroxene consumed and 50-60% has melted --> a further input of heat is required, if olivine is to be included into the melt. A small degree of partial melting of peridotite will, therefore, yield magma with a composition that is dominated by the melt products of clinopyroxene (an alkali basalt), with the residue reflecting the bulk composition of orthopyroxene + olivine. Reality is more complex e.g the presence of small amount of water in the system will catalyze the extent of melting and also allow anatexis (partial melting of the crust) to occur at lower temperatures.

How can different degree of melting produce different rock types? (Lecture 2)

Utfällning sker genom oxidationen och lösningen blir surare.

How can gold precipitate if transported as a metal sulfide complex?

Utfällning sker genom att syra neutraliseras när pH höjs eller lösningen reduceras.

How can gold precipitate if transported as metal chloride complexes?

In addition to the above tectonic classification, BIFs have also been categorized in terms of the mineralogy of the associated iron phases. Facies concept for BIF formation whereby the progression from oxide through carbonate to sulfide phases was considered to reflect precipitation of the relevant iron minerals in successively more reducing environments (iron silicate phases are stable over a wide range of Eh and do not, therefore, conform to this simple progression). Fine banding: day or night or sun or winter (biology could alos have played an important role in the banded fairly efficient, bacterias bond silica)

How can mineralogical variations in BIFs be explained?

gold occurs in the upper pedolithic portions of laterite weathering zones in many parts of the world. The primary source of gold in these such environments may be high in silver (strictly a Au-Ag alloy with typically 5-10% Ag as well as minor Hg and other impurities), the gold that is concentrated in lateritic profiles has been chemically purified. This suggests that differential mobilization and decoupling of Au and Ag takes place as meteoric fluids percolate through the weathering zone. + someting more

How can nuggets of pure gold form?

Om vatten som befinner sig I fluid-fasen snabbt utsätts för tryckminskning kommer det att övergå till en gas-fas. Detta leder till en ansamling av metaller i den kvarvarande vätskefasen och/eller pH ändras vilket ledet till att metaller utfälls.

How can pressure influence metal deposition?

Kvarts-ådror bildas av utfällningen av kisel (kiselsyra) när tempraturen sjunker, från varma vattenbaserade lösningar som perkolerar/silas genom sprickor i jordskorpan. När pH är lågt och vattnet är väldigt varmt så får vatten egenskaper som göra att vatten det blir riktigt bra på att lösa upp och transportera de flesta av de bergartsbildanden mineralen, i detta fall kvarts.

How can quartz veins form and how is silica transported?

Magma mixing and magma contamination occur as mechanisms for promoting the transient crystallization of only chromite.(short ans.) Only the olivine-chromite-silica end-members in a ternary plot. A--> only olivine in liquidus would result in dunitic cumulate rock. Extraction of olivine at point A would lead it towards the phase boudray at B. At B 1% of chromite would cryztallize with olivine which makes it evolve along the cotetric to C. At C the SiO2 has increased to a level where olivine and chromite can no longer be the stable liquidus assemblage and orthopyroxene starts to crystallize--> Bronzitite. Hereafter magma composition evolves toward D. Continued fractional crystallization leads to the appearance of plagioclase with orthopyroxene on the liquidus. Chromite cannot form as monominerallic here. One way of disturbing the normal crystallization is to introduce, at D, a new magma with a composition at E (not as primitive as A), that is injected into the chamber and allowed to mix with the evolved liquid at F. Mingling of D and E would result in a mixture whose composition along the mixing line DE. For most mixtures (eg. at F) the magma composition would lie within the stability field of chromite and for a brief interval of crystallization (from F to G) only chromite would crystallize from the mixture. The other way.. (d) Magma at point E (or anywhere along the cotectic)becomes contaminated with siliceous material (e.g assimilation of crustal material from magma chamber). The contaminated magma would have a composition that lies along the mixing line joining E to the SiO2 apex of the ternary diagram. This composition would also lie transiently in the chromite field resulting --> monomineralic cumulate layer of chromite (between H and G).

How do chromitites form accordning to the irvine model?

I expriment har de visat sig att vid högt tryck och höga tempraturer (10 kbar och 650°C) är förhållandet mellan Si, Na och K koncentrationerna samma som vid en granitisk-komposition, vilket betyder att en bergart som kristalliserar får en sådan fluid får samma komposition som en vanlig granit. Om trycket progressivt minskar så Na och K gradvis att minska i förhållande till Si, eftersom de som fälls ut vid höga temperaturer. Vid minskat tryck kommer också den totala mängden grundämnen som finns lösta i fluiden att gradvis minska.

How do pressure and temperature influence the solubility of Si, Na, and K?

Genom att kolla på utfällningar, kvarts, vad mer?

How do we recognize earlier fluid flow in a rock?

I början när fluiden skaps kommer cl-halten vara som störst, sedan minskar detta gradvis. Det betyder att anrikningen av grundämnena är som störst precis i början när fluiden exkluderas från magman. F stannar helst kvar magman där den "nästan" anrikas.

How does Cl- behave during first boiling, and how is the partitioning affected?

Anledningen till att ration mellan berg och vätskan har en influens på mineralogin och utfällningen nämns i svaret ovan. I och med att den hydrotermala vätskan rör sig genom en spricka så kommer kemiska gradienter att bildas då vätskan allt eftersom urlakas på sina upplösta grundämnen (e.g. vätskan kan från början ha varit relativt sur, rik på H+, men har sedan allt eftersom neutraliserats i och med att H+ har använts upp). Sekvensen av mineral som bildas nedför sprickan och in i berget från sprickan reflekterar minskningen i ration mellan vätskan/berg. Där sprickan uppströms har fått "sett" betydligt mer vätskan som flödar förbi än den del av sprickan som befinner sig nedströms och vätskans inflytande in i berget minskar med avstånd till sprickan. Detta visas schematiskt i det första diagrammet nedan (a).

How does fluid/rock ratio influence alteration mineralogy and metal precipitation?

Diffrence beween H2O and CO2: They have similar densities and phase transition characteristics. CO2 is a larger molecule than water and is non-polar, which accounts for its lower melting and critical points. CO2 is of little importance as a solvent other than for non-anionic species such as the hydrocarbons, e.g CH4. At high temperatures H2O and CO2 are miscible (single fluid phase --> one compound is dissolved in the other). At lower temperatures H2O and CO2 become immiscible (like oil and water) and exist as two separate phases (usually as H2O liquid and CO2 supercritical fluid).

How does mixtures of CO2 and H2O behave - pressure-temperature ?

Den kritiska punkten förflyttas mor högre tempraturer och tryck med ökat NaCl koncentration. Vid högt tryck, vid punkt A kommer det saltrika vattnet att dela upp sig i en del med låg salthalt (de mesta av vattnet) och i en liten del som är väldigt salt (brine).

How does the addition of NaCl affect the position of the critical point?

High-sulfidation deposits occur in proximal settings and are commonly found within or close to the volcanic vent itself. The fluids involved with mineralization are derived directly from the magma as a product of vapor and fluid-saturation and are usually boiling in the ore-forming environment. Transaport sker med komplexbindinar med klor (t.ex. AuCl2-). Avsättningsprocesser inom detta system sker genom boiling och tillflöde av regnvatten. Vid boiling så fraktorneras Cl-jonen bort och Au fälls ut. Vid bladningen av ytvatten så blandas den reducerade Au-rika fluiden med mer oxiderat regnvatten och Au fälls ut. Under High-mineraliseringar hittas ofta porfyr-avsättningar av Cu.

How is gold transported and deposited in a high sulfidation epithermal system?(Previous exam question)

In the high sulfidation system gold is transported as a gold-clorine complex. Common with a magmatic fluid, which ofc are rich in clorine but also highly acidic This fluid makes its way up to the surface and the depostion goes in stages: 1. First magmatic vapour (a gas phase that goes up) and forms half way through the fluid and alters the rock at very high temperature 300-400 degrecce. And this makes a pathway for brine-like fluids where gold is transported as a gold-cloride complex, and when this fluid comes in contact with meteoric water it will result in mixing and cooling. Mixing results in a dissolution of clorine and then you can hold as much gold in suspention so gold be deposited. But it is also a function of cooling because a cool fluid coluld dissolve less clorine. In the last stage you can alos have meteoric fluids which also is able to transport some of the gold (but main gold phase is b1 (look at figure), where clorine and brine mixed with meteoric water . Low sulfidation system: The gold is more likely to result from boiling. Gold is transported as a gold H-S-compound. It is the stealing to the sulfur that is important for transporting gold in the low sulfidation system. Boiling of the fluid that dissolves in gold deposition (when you start to boil the fluid, the sulfur species move in to the vapour phase and then you'll have less sulfur species left to complex bind gold, which will make the gold start to deposit rapidly. The reason why boiling is important here is because the locations where gold is deposited is quite restricted.

How is gold transported and deposited? Compare high and low sulfidation systems.

The nature of the rock undergoing melting and the extent to which it is melted are the main factors that control the composition of the magma that is formed. The magma composition, in turn, dictates the nature of metal concentrations that are likely to form in the rocks that solidify from that magma

How is the metal content of magmas related to the major element chemistry? Why?

Vid ökat tryck behövs mer vatten och vid lågt tryck krävs det mindre vatten för att nå full mättnadsgrad. Dessutom är det lättare att frigöra vatten från mineral vid lägre tryck än vid högre. Eftersom magman ökar gradvis upp till 30% när den blir mättad av vatten och kokar "boiling", vilket leder till att trycket ökar. Det leder till att sprickor kan bildas, kollaps av magmakammaren eller vulkanutbrott.

How is water saturation controlled by pressure? Why do pressure increase with water saturation and what is the effect?

Det viktigaste liganderna visas nedan i tabellen. I en magma som har kompositionen I (som är relativt syrerika, oxiderade), tenderar att separera ut en vätska som består av sulfatjoner 𝑆𝑂24 En magma med S-komposition (som är syrefattiga) tenderar att separera ut en vätska som i huvudsak innehåller vätesulfider, H2S eller HS-, och innehåller mindre mängder av svavel. S typer bildar i regel oxider. Ligander är superviktiga för transporten av metaller. Ligand; är en atom, jon, eller molekyl som vanligtvis donerar eller delar en eller flera av sina elektroner bundna i en koordinerad kovalentbindning runt en central atom, med andra ord så är en ligand en elektron donator.

Important ligands? Difference between I and S type magmas?

Silicate-oxide immiscibility. An immiscible Fe- or Ti-rich fluid could also form a discrete magma or lava flow, a possibility that provides a theoretical basis for understanding the very important magnetite- hematite-apatite ores in, for example, the Kiruna district of northern Sweden. Another example of what appears to be a flow of immiscible magnetite lava that separated from andesitic lavas has been documented at the El Laco volcano in northern Chile

Kiruna and El Laco?

1. Connate fluids 2. Flow driven by uplift and compression in porous sediments over 100s of km ( also thrust faults) 3. High salinity (evaporites), reduced and relatively low PH . high sulfate and oil droplets, low latitude settings with addition of meteroric water, < 150°C, Metal-chloride complexes dominate 4. Leaching during flow 5.Neutralization of fluids by dissolution of carbonate rocks 6-7 Carbonates 8. New formed carbonate minerals, sphalerite, galena

Mississippi Valley Type Zn-Pb 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

Porphyry Cu-Mo provinces of the world, while inboard of the arc significant Sn-W granitoid-hosted mineralization occurs. A similar tectonic setting can exist between two slabs of oceanic crust, as represented by the island arc environment -->Porphyry Cu-Au. Calc-alkaline magmatism gives rise to Kuroko-type VMS deposits. The back-arc basins represent sites of Besshi type VMS deposition. Arc-arc collision in the back-arc environment result in the preservation of obducted oceanic spreading centers within which podiform Cr and sulfide segregations. Besshi- and Cyprustype VMS deposits. As the arc and continent accrete, ophiolite obduction can occur, and felsic magmatism may give rise to large-ion lithophile element mineralization. Global tectonic processes are much better understood in the Phanerozoic Eon and the distribution of continental land masses is well documented in terms of Wilson cycles. Certain deposit types (such as VMS Cu-Zn ores) are preferentially associated with break-up and dispersal stages of the cycle, such as Gondwana in the early Paleozoic and Pangea in the Mesozoic. Other ores (such as SEDEX Pb-Zn and red-bed Cu deposit types) exhibit a complementary association in terms of the Wilson cycle and are linked with peak continental amalgamation and stasis.

Ore types associated with collisonal settings?

Thinning and extension may be related to hotspot activity. Magmatism is often localized along old sutures and is alkaline or ultrapotassic (kimberlites and lamproites) in character. Anorogenic granites such as those of the Bushveld Complex (Sn, W, Mo, Cu, F, etc.), pyroxenite-carbonatite intrusions such as Phalaborwa (Cu-Fe-P-U-REE etc.), and kimberlites (diamonds) represent ore deposit types formed in this setting. Intracontinental rifts can host SEDEX-type Pb-Zn-Ba-Ag deposits. As continental rifting extends to the point that incipient oceans begin to open (Red Sea), basaltic volcanism marks the site of a midocean ridge and this site is also accompanied by exhalative hydrothermal activity and plentiful VMS deposit formation. Such settings also provide the environments for chemical sedimentation and precipitation of banded iron-formations and manganiferous sediments.

Ore types associated with extensional settings?

iron ores (magnetite, hematite,ilmenite)

Ores associated with silicate-oxide immiscibility?

Mountain belts - collision 1.Metamorphic-Break down of hydrous minerals (alt. granite magma) 2. Thermally driven- fault valve model 3. 300°C, low salinity, neutral pH, H2O-CO2 mixtures, reduced, Au(HS)-2 4. Leaching during fluid transport along faults 5. Wall rock interaction (sulfidication) or CO2 boiling at depth or mixing near surface 6. Faults 7. Associated with Qz veins and pyrite in any host rock 8. Carbonization, chloritization, Associated with pyrite

Orogenic Au 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

Changes in oxygen fugacity (fO2) and total pressure (PTot) of the crystallizing magma An increase in fO2 will promote the stability of chromite and possibly allow the mineral to crystallize alone for a period of time. Increasing fO2 in the magma could be achieved by a devolatilization reaction such as 4FeCO3 ↔ 2Fe2O3 + 4CO + O2

Other than the Irvine model, in what other way can chromite form?

Placer or hydrothermal 1.Regional metamorphism 2.Flow along major unconformities 3. H2O - CO2 fluid similar to orogenic gold but acidic 4. Unclear 5. Neutralization of solution 6-8. Long lived fluid flow with pyrophyllite-chloritoid muscovite -chlorite alteration pyrite

Qz pebble Au hosted gold deposit Witwatersrand 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

1.Seawater 2.Thermally driven in normal fault systems- rift settings 3. Brine (very high salinity) 350°C, metal-chloride 4. Leaching of sediments and volcanics 5.Temperture decrease, mixing of fluids or f/r interaction 6.Exahalative or replacement 7.Sediments 8. Alteration and metasomatism in faults, sphalerite and galena Extra: without an obvious or direct link to volcanism. Many of the large SEDEX deposits of the world are Proterozoic in age. there is generally no spatial or temporal link between SEDEX and VMS deposits, it is widely held that they represent a continuum and are conceptually linked by the fact that they formed by the same basic processes

SEDEX Zn-Pb (Cu) 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

1.Meteoric waters 2. Groundwater flow 3. low salinity, oxidized meteoric fluid carrying U6+ -CO2 complexes -. 30-40°C Tabular deposits 4. Mixing with saline basinal brine-reduction and lower pH= deposition of U minerals 5. leaching of volcanic rocks (tuffs) 6. Deposition in mixing zone- may change- stacked lenses 7-8. Sandstone - dolomite cement Roll front type 4. Flow into a reduced environment results in U-mineral deposition in a redox front - roll-front is not static 5. leaching of volcanic rocks (tuffs) 6. roll-front 7. In sandstone with pyrite 8. clay alteration and hematitization behind the roll-front

Sandstone hosted uranium deposits - Colorado 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

1. Diagenesis - Connate waters in rift related sed seq, red bed plus evaporites 2. Thermally driven by heat from rift in porous sediments + normal faults 3. Connate fluids - saline, oxidized, and neutral ~100-150°C, Cu transported as CuCl2-3 (cuprous-chloride complex) 4. Metals from leaching of detrital minerals 5-7. Deposition in contact with reducing condition e.g. shale 8. Hematitization -Metal zoning barren/hematite-native Cu -chalcosite - bornite - chalcopyrite - Pb/Zn /Co sulfides

Stratiform sediment-hosted copper depositCu ± Pb, Zn, Ag, U, Au, PGE, Re 1.Source of fluid 2.Reason for fluid transport- hydraulic vs intrinsic 3.Fluid temperature, chemistry and ligands 4.Source of metals 5.Reason for deposition 6.Site of deposition 7.Host rock 8.Alteration , metals and ore minerals 9.Tectonic setting

Applies to a bedded chemical sediment comprising alternating layers rich in iron and chert. BIFs are much older and formed in essentially three periods of Archean and Proterozoic Earth history, namely 3500-3000 Ma, 2500-2000 Ma, and 1000-500 Ma. These three classes equate broadly with different tectonic settings and are referred to as, respectively, Algoma, Lake Superior, and Rapitan types. Algoma: associated with volcanic arcs and are typically found in Archean greenstone belts. Tend to be fairly small but they are mined. (Hydrothermal activity, archean low oxygen levels, supersaturation so it forms on the bottom) Lake Superior: located on stable continental platforms and were mainly deposited in Paleoproterozoic times. Most important category of iron ore deposits and most of the major currently producing iron ore districts of the world fall into this category. (probably related to transgression and upwelling oxidation were important for superior, but there are probably also some other hydrothermal formation) Rapitan type: represent a rather unusual occurrence of iron ores associated with glaciogenic sediments formed during the major Neoproterozoic ice ages. (linked to sediment that says that we have had snowball earth, very little biologic activity therefore more Fe2+ melted in the water)

There are three types of BIFs, what is the difference between them and why are they all banded?

Oceanic crust; Mafic; Chalcophile and siderophile, typical metals Cr,Ni,Kb,Zn Continental crust; Felsic; Lithophile typical metals U, Th, Sn, W, Li, F The magma composition, dictates the nature of metal concentrations that are likely to form in the rocks that solidify from that magma.

Typical metal deposits in the oceanic crust vs. the continetal crust? Why is there a differerence?

In the diagram you prduce bauxite at point 6 where you have high content of aliminium. 3.3 could be possibility of iron . Can be translated to climate conditions

What are the conditions necessary to form 1. Ferrigenous deposits 2. Aluminious (bauxite) deposits.

Kontinetal freeboard är den relativa höjden av kontinenterna mot havets relativa höjd och är förmodligen styrd av superkontinentcykeln. Vid tillfällen då havets medeldjup är reducerat eftersom det leder till marin transgression och översvämning av kontinenterna. Denna situation är kopplad till den storskaliga spridningen av kontinenter, som i sin tur är kopplad till intensifierad bildning av ocean skorpan, aktiv magnetism och upplyftning längs mitt-ocean ryggarna. Däremot ökar den kontinentala arean under perioder då haven blir djupare och kontinentalsockeln blottas, en situation som är kopplad med perioder av tektonisk stabilitet och minskad aktivitet vid de mid oceaniska ryggarna. Den kontinetala freeboarden har stor inverkan på vilka sediment som bevaras eller eroderas bort på kontinentalsockeln, en plats där det kan ha avsatts SEDEX, Pb-Zn malmer, bandade järnformationer, bandade mangan avsättningar, strandavsättningar av tunga mineral med flera. Under perioder av högt vattenstånd kan dessa avsättningar täckas av sediment som bevarar avsättningarna och fungerar som en buffert mot den erosion som sker under perioder av lågt vattenstånd och

What controls continental freeboard, and how is this related to metallogeny?

Percolation thershold, beroende på tidigare uppsprickningar, när bergarten blir tillräckligt uppsprucken blir sprickorna sammanlänkade och kan då transportera flöden.

What controls permeability in rocks?

Den storskaliga sammanslagning och spridningen av kontinenter, i.e. superkontinentcykeln, verkar var den drivande faktorn bakom globala tektoniska trender och eftersom denna process är cyklisk så kan den förklara varför vissa malmer tenderar att avsättas under specifika perioder då vissa storskaliga geologiska processer är kopplade till specifika skeden i superkontinentcykeln (t.ex. spridning/ansamling eller stabila perioder). Superkontinentcykeln verkar i si tur vara driven av två cykler, Wilson cyklen och MOMO episoder med mycket hög plymaktivitet. Notering: MOMO spekuleras ha att göra med att den mogna övre manteln åter fylls på med mer primitiv magma

What controls the long term global tectonic trends and how does this affect metallogeny?

Eluvial zone: The zone above or the the leached zone Illuviala more reduced zone of metal accumulation (the supergene blanket or illuvial zone)

What does eluviation and illuviation mean?

Fluid inclusion är små vattendroppar som finns inneslutna i kvarts, dessa vattendroppar kan analyseras för isotoper som kan avgöra om dessa droppar kommer ifrån ång-rik fluid eller från hypersalt vätske-rik fluid. De flesta mineral stannar i vätskefasen medans t.ex. koppar följer med gasfasen, se diagrammet nedan.

What does fluid inclusion studies tell us about partitioning between fluid and vapour?

Movement of fluid is typically a response to either a thermal or a pressure gradient in the Earth's crust. Pressure gradient is often related to deformation which causes both stress and strain to vary in the rocks being deformed.

What drives fluid flow in the crust? Explain the different processes.

På grund av att syran neutraliseras, blir ZnS -jonen instabil och fälls ut. Vilken syra?

What geological processes can result in metal precipitation with following chemical reaction .

Linkar syra/bas konceptet men detta system är baserat på hur gärna ett ämne tar emot elektroner eller ger bort elektroner

What is Lewis acid and base?

R-faktorn är ett mått på förhållandet mellan sulfid/silikat magma och därmed hur mycket av sulfiddropparna kommer i kontakt med den silikatrika magman. Detta förhållande är viktigt då sulfiddropparna i verkligenheten inte är i kontakt med hela den silikatrika smältan utan bara en liten del. För att beräkna koncentrationen "trace elements", måste man därmed förutom att beakta relevanta "partitions coefficienter", ursprunglig koncentration av "trace elements" även R-faktorn. En sulfidklot som rör runt mycket i den silikatrika magman får det högt R-värde och ansamlar stora mängder "trace elements" medans ett sulfiddropparna som är statiskt eller försvinner tidigt ut ur magman får ett lågt R-värde. R-värde blir därmed ett mått på hur mycket sulfiddropparna är i kontakt med den silikatrika smältan, genom t.ex. konvektion i magman se bild nedan med "Plumes" och "Fountain". Om R-faktorn är låg så kommer inte (D) partitions coefficienten att suddas ut, se diagram nedan.

What is R-factor and why is it important?

Skarn är en kalkrik eller dolomitrik bergart som innehåller silikat mineral och har omvandlats av hydrotermala vätskor. Ord Skarn är en gammal svensk term för de väldigt hårda bergarter som består till största del av kalk-silikat mineraler (kalkrikgranat, pyroxsen, amfiboler och epidoter) som kan hittas i Sverige. Många ekonomiskt gångbara grundämnen kan hittas i dessa ansamlingar, bland annat W, Sn, Mo, Cu, Fe, Pb - Zn och Au. De olika metallerna som hittas i Skarn fyndigheterna är en produkt av den ursprungliga intrusionens (1) komposition, (2) oxidation stadie och (3) metaller. Fe och Au i Skarn fyndigheter tenderar att vara sammanlänkade med intrusioner av mafiska till intermediära magmor. Cu, Pb, Zn och W är sammanlänkade med kalk-alkalin, magnetit bärande, oxiderade (I-typ) granitiska intrusioner. Mo och Sn är sammanlänkande med för ilmenit bärande differentierade graniter som kommer från en reducerad S-typ magma. Vidare kan Skarn delas upp i antingen kalk- eller magnesium Skarn, beroende på ursprungs bergarten var kalksten eller dolomit.

What is a Skarn deposit? What elements are associated and how is that linked to magma composition.

Jog finns vid strike/slip förkastningar och är en typ av oregelbundenhet i den rumsliga fördelningar av förkastningarna.

What is a fault Jog?

En blandning mellan en gas och en vätska, kan bara bildas om tempraturen och trycket blir tillräckligt högt och har en mycket lägre densitet än flytande vatten

What is a fluid?

Gossan is the upper clay- and Fe-oxyhydroxide-rich capping of an ore deposit or mineral vein. All that remains is skeletal outlines of the original sulfide minerals replaced by iron oxides and quartz. Or quartz and iron oxides, limonite, goethite, and jarosite, exist as pseudomorphs, replacing the pyrite and primary ore minerals. Topographic positive area due to the abundance of erosion-resistant quartz and iron oxides.

What is a gossan?

Is a magma with low silica content. Enriched in sodium, potassium and sometimes calcium. A lot of incompatible elements. They are formed by low dergrees of partial melting. Typical example is Nephelinite magma. Kimberlite and lamphorite are produced by alkaline magmas.

What is an alkaline magma and how does it form? Which types or ores are associated with akaline magmas?

Ordet epitermala avlagringar kommer från Lindgrens klassifikation av malmer som har bildats nära ytan. Den litosfärzonen som ligger närmast ytan benämns just epizone (i.e shallow crustal levels). I denna zon finns det två typer av mineralisation, hög- och låg-sulfidering. Denna distinktion är baserad på de olika oxidations tillståndet av svavel i malmvätskan och därmed också pH värdet och kemin i denna vätska. Hög- och låg-sulfideringen i epitermala avsättningar kan ses som "end-members" av processerna som omger vissa vulkaner. Hög- sulfidierade vätskor bildas i och med att vatten som omger vulkanerna kokar och SO2 samt CO2 partitioneras in i ångfasen och vilket resulterar i att den resterande vätskan anrikas i H+ och blir väldigt sur. Eftersom vätskan är så sur så kan den urlaka grundämnen ur de flesta sedimentära bergarter som den cirkulerar igenom. Väldigt salta och har ett direkt magmatiskt ursprung. Den låg-sulfiderad vätskan bildas inom områden som har kraftiga geotermala värmeflöden, ofta längre bort från vulkanen, och består till största delen av regnvatten som har blandats med mer mogna magmatiska vätskor. Denna lågsulfiderad vätska innehåller reducerade svavelföreningar istället för oxiderade föreningar och har ett relativt neutralt pH-värde samt innehåller inte så mycket salt.

What is an epithermal deposit and what is the difference between high and low sulfidation?

If consideration is now given to an open chemical system where the dissolved constituents of an aqueous solution are also involved in alteration, then the processes and their products will be still more complex. The isochemical reactions above ([3.6], [3.7], and [3.8]) describing hydrogen ion metasomatism pertain to situations where reactants and products have similar bulk compositions. All three reactions also reflect acid-base exchange because an aqueous H+ ion is consumed and replaced by cations from the reactants. The accumulation of aqueous base cations in the evolving fluid will have an effect on the nature of downstream alteration, as they may themselves react with wall-rock. This type of alteration process is known as cation metasomatism. A wide variety of alteration products can form by cation metasomatism. E.g....

What is metasomatism?

Can be deviations above the hydrostatic gradient (i.e "overpressuring") which can be caused by low permeability horizons within the sequence which impede the expulsion of fluids (hindrar utdrivning av vätskor) so that pore water supports the weight of the overlying strata and high fluid pressures result.

What is overpressuring?

Det finns hård och mjuka metaller, hårda metaller har små joner som håller elektronerna nära kärnan, hårda metaller bilder helst föreningar med hårda ligander. För mjuka metaller är det omvända sant.

What is the Pearson's principle and how is it relevant?

Intrinsic "inneboende" permeability = where fluids infiltrate pervasively along grain boundaries and microcracks in a rock Hydraulic permeability = where fluid flows along major cracks that are sufficiently interconnected to allow a distinct fluid channelway to develop

What is the difference between intrinsic and hydraulic permeability?

Om det finns CO2 i fluiden kommer det främja immisicibility (oblandbarhet) till mycket högre tryck, vilket betyder att vätskorna kommer att vara oblandade vid höre tryckpunkter.

What is the effect of pressure and CO2 on fluid immiscibility?

First boiling: vaporsaturation is achieved by decreasing pressure (i.e. because of upward emplacement of magma or mechanical failure of the chamber). Common in high level systems. Second boiling: When saturation is achived with respect to an aqueous fluid by progressive crystallization of dominantly anhydrous minerals under isobaric conditions, and this process is referred to specifically as "second boiling." Occurs in deep-seated magmatic systems and only after a relatively advanced stage of crystallization.

What is the first and second boiling?

I experiment har det visat sig att förmågan hos en del metaller att lösa sig i magmatiska vätskor är starkt beroende på Cl-koncentrationen (tillsammans med andra parametrar som temperatur och pH). Detta beror på att dessa metaller kan bilda föreningar eller binda sig till Cl- -jonen och om denna jon lätt partitioneras in i t.ex. fluider så kommer metallerna att följa efter och eftersom dessa fluider lätt kan röra sig in i t.ex. sprickor så är denna process viktig för transporten (och anrikning) av metaller. Ligand: binder sig till metaller. Cl- är en ligand som helst går över till fluid-fasen. Vid låga tryck där både en ång-fas och en vätske-fas bildas så går Cl- -jonen helst in i ångfasen. Vid lågt tryck när H2O-fluid fasen segregerar till två oblandbara fraktioner, den gas-rika och en vätske-rika, så partitioneringen av Cl- -jonerna in i H2O-fluid fasen bestämd av mättnadsgraden i den samexisterande ångrika fasen. Vid högre tryck partitioneras Cl- jonerna in i en homogen H2O-fluid fas (med andra ord, över den kritiska punkten) och denna partitionering styrs av koncentrationen av Cl- -jonerna i smältan, denna process är tryckberoende och ökar med ökat tryck. Partitionering: Många grundämnen förekommer i bergarter i låga koncentrationer och kan därmed inte bygga sina egna mineraler. Grundämnena kan emellertid inkorporeras in i mineralstrukturerna genom substituering, där vissa grundämnen införlivas företrädesvis. Denna process kallas partitionering och beskrivs av partitionerings konstanten D. En viktig karaktäristisk egenskap av magmatiska vattenbaserade lösningar är att vid lågt tryck tenderar att separera in i två distinkta faser av olika densitet och komposition (en gas-fas och en vätske-fas) och denna distinktion av de olika faserna är baserad på den så kallade "boiling-point" kurvan (figur 2.2). I ytan som är över den kritiska punkten i denna kurva är distinktionen mellan dessa faser meningslöst då digniteterna av vätskan och gasen har sammanslagits och benämns då som fluid.

What is the importance of Cl- for the transport of certain metals? How is the melt - aqueous phase partitioning of Cl affected by pressure?

Vid stora förkastningssytem så finns det fluidflöden, vilka kan leda till mineraliseringar. Förkastningar --> Vätskeflöden --> Tryckminskning --> Mineralisering

What is the link between faults and fluid pressure?

Hur fluider interagerar med berget avgör fluidens oxidations-tal och pH, vilket är superviktigt för fluidens förmåga att lösa upp, fälla ut och transportera metaller.

What role can fluid/rock interaction play in the metal deposition?

I de områden där skillnaderna i temperatur är extrema, t.ex. VSM miljöer.

When can decrease in temperature result in deposition?

Rhyolite is an felsic, extrusive rock. Forms by partial melting of predominantly crustal material along ocean-continent island arcs and orogenic continental margins.

Where do rhyolite form and how?

By partial melting of mantle material (peridoitic) at Mid-ocean ridges, hotspot plumes, continental rifting zones, subduction zone. Ni, Mg, Fe, V, Co, Cr

Where does basalts form and which metals are associated with them?

Det är beroende på i vilken tektonisk miljö som magman befinner sig i. I en subduktionsmiljö med andeistiska och basaltiska magmor har förmodligen mixat primitivt magmatiskt vatten (som härstammar från manteln) med havsvatten (som dehydreas från oceanplattan) med kanske små mängder av regnvatten. I en granitisk magma härstammar det mesta vattnet från uttorkning av mineral som kommer från litosfären när den smälter och ingår i magman. Crustal rocks kan smälta genom att mineral (som muskovit, biotit och amfiboler) innehåller vatten som frigörs när bergarten hettas upp vilket leder till extra mycket smältning. Skillnader i I typ och S typ är att I typ är oftast varmare och inte håller mindre vatten än S-typ som är något kallare och innehåller mer vatten. I: Biotit och amfibol S: Muskovit och Biotit

Where does the water in magmas come from? How can crustal rocks melt without addition of fluids - difference between I and S type granite.

Sea water, metoric water, Connate water, Metamorphic water + a mix (listed typically in order of increasing depth (and temperature) in the crust.) Such fluids include those formed from metamorphic dehydration reactions, from the expulsion of pore fluids during compaction of sediment, and from meteoric waters. It also considers sea water as a hydrothermal fluid with specific reference to the formation of base metal deposits on the ocean floor.

Which are different sources of water involved in hydrothermal processes? (chapter 3)

I-type (igneous): More mafic elements. Metaluminous, Cu, Mo S-type (sedimentary/supracrustal): More felsic. Peraluminous, Sn, W, Al

Which elements are associated with I and S-type granites respectively?

Supergene enrichment is a product of oxidation and hydrolysis of sulfide minerals in the upper portions of weathering profiles. Supergene copper deposits occur in any surficial environment where oxidized, acidic groundwaters are able to destabilize sulfide minerals and leach copper. 4CuFeS2 + 17O2 + 10H2O⇒chalcopyrite Chalcopyrite is the major copper-iron sulfide mineral and its breakdown, described in reaction, produces soluble cuprous ions that are dissolved in groundwater solutions.

Which factors drive Cu mobilization during supergene enrichment?

Titta på figuren.

Which metals are hard, soft and borderline?

OCEAN-CONTINENT COLLISION:Porphyry Cu-Mo provinces and inboard of the arc significant Sn-W granitoid-hosted mineralization Two slabs of oceanic crust (island arc environment) Porphyry Cu-Au deposits occur associated with early stages of magmatism here. Later, more evolved calc-alkaline magmatism gives rise to Kuroko-type VMS deposits. The back-arc basins -->sites of Besshi type VMS deposition. Arc-arc collision in the back-arc environment can result in preservation of obducted oceanic spreading centers within which podiform Cr and sulfide segregations can be preserved

Which types of ore deposits are associated with continental arc settings? (Previous exam question)

Flinta-magnetit bandade järnformationer tillsammans med mindre mängder av koppar-järnsulfider. Dessa har förmodligen bildats under vatten vid något som liknar dagens black smokers och är de äldsta bevarade malmformationerna. Malmer som har bildats tidigare (under Hadean) finns inte längre bevarde. - granite-greenstone terranes - Orogenic gold - metasediments - BIF greenstone belts, is ultimately derived from plate subduction and collision. Crustal thickening, deformation, metamorphism, and synorogenic magmatism all play important roles in the ultimate origin of fluids and their focused flow upwards into the crust. A major part of the fluids implicated in mineralization appears to have been derived from the dehydration that accompanies regional prograde metamorphism.

Which types of ore deposits characterize the Archean and why?

I-type tend to be metaluminous and e.g by tonalitic (or quartz-dioritic) to granodioritic compositions they also tend to be more oxidized (i.e. they have a higher magmatic fO2 --> oxidized equivalents (forming magnetite-series granitoids) --> Cu-Mo-Au ores. Also empirical assosiated with porphyry Cu-Mo mineralization (with associated Pb-Zn-Au-Ag ores) Typically subduction zone or continental margin. S-types are often peraluminous and have adamellitic (or quartz-monzonitic) to granitic compositions. S-type magmas were originally fairly reduced because of the presence of graphite in their source rocks --> reduced granite magmas (forming ilmenite-series granitoids) --> Sn-W deposits. Empirically supported:Sn-W mineralization (together with concentrations of U and Th)

Why are S and I type granites associated with different metal deposits?

Ore deposits tend to be associated with magmas representing the ends of the compositional spectrum, intermediate melt compositions are simply characterized by intermediate trace element abundances. Andesites are characterized by trace element abundances that are intermediate between those of basalt on the one hand and either granite or alkaline rocks on the other.

Why are andesites typically not associated with mineral deposits?

The first envisages formation of a single melt increment that remains in equilibrium with its solid residue until physical removal and emplacement as a magma. This process may be applicable to the formation of high viscosity granitic melts and is known as "batch melting." (Fig: Illustration of the extent of enrichment (or depletion) of an incompatible (or compatible) element in a batch partial melt) Marked enrichments of highly incompatible elements (i.e. those with very small values of Dres) can occur in small melt fractions, with the maximum enrichment factor being 1/Dres as F approaches 0. The second partial melt process is referred to as "fractional melting" and is the process whereby small increments of melt are instantaneously removed from their solid residue, aggregating elsewhere to form a magma body. This process may be more applicable to low viscosity basaltic magmas where small melt fractions can be removed from their source regions.

Why are certain elements highly enriched in the melt fraction? What is the difference between batch and fractional melting?

Om hydrotermalt vatten cirkulerar runt en inträngande magmakropp så kommer magmakroppen att svalna mycket snabbt (sett ur ett geologiskt perspektiv) om magmakroppen är kraftigt frakturerad och innehåller många sprickor som vatten kan cirkulera igenom. Detta ger de hydrotermala vätskorna en kort tid att ta upp de inkompatibla grundämnena och anrikas i dessa. Därför behövs multi-episodiska inträningar av magmakroppar för att de hydrotermala processerna ska kunna bilda ansenliga malmkroppar. Stora intrusioner med många pulser som bidrar med värme är bäst för anrikningar då intrusionen behåller värmen längre och mer konvektion sker --> Större chans för värdefulla mineraler ska kunna anrikas.

Why are multi episodic intrusion better than small ones?

Metasomatism (Is a mass transfer) involves movement of fluids and volatiles from deep in the Earth's mantle to higher levels. This process is turning out to be very relevant to the concepts of mantle fertilization and geochemical inheritance. (E.g P-type dimonds)

Why could mantle metasomatism be important?

Vid fraktionering så kommer Cu att minska i magman eftersom det är kompatibelt och kommer att kristalliseras. W är kompatibelt i vissa magmor och ickekompatiblet i andra. I en reduercerad S-typ magma så är W ickekompatibelt och kommer i denna typ av magma att ansamlas i magman vid fraktionering. Mo är mer ickekompatibelt i dessa typer av magmor och kommer att öka i magman vid fraktionering. Grundämnenas kompatibelitet eller ickekompatibiliet styr processen hur och anrikningprocessen som anrikar dessa grundämnen. För att Cu ska kunna anrikas så behöver fluiden bildas innan fraktioneringen sker, detta kan ske genom "first boiling". Anledningen till att fluiden behöver blidas innan fraktioneringen är eftersom Cu är kompatibelt och därmed blir "låst" i kristallstrukturerna och inte kan övergå in i fluidfasen. Om Cu finns fritt i magman när fluiden bildas så kommer Cu att föredra att ansamlas i fluiden och detta styrs av Cu partitions koefficient = 9.1[Cl] som blir betdligt högre om Cl- finns närvarande i fluiden. Denna sekvens av händelser kan ske i I-typ magmor som bildas djupt ner i jordskorpan för att sedan transporteras upp till över delen av skorpan utan att fraktioneras/kristalliseras., tryckskillnaden som uppstår i denna transport utlöser en "first boiling" och Cu kan anrikas. För att Mo, som har en betydligt längre benägenhet än Cu att övergå till fluidfasen koeficient = 2.5), ska kunna anrikas i fluiden behöver Mo koncentreras i magman och detta kan ske eftersom Mo är ickekompatiblet i smältfasen och ansamlas i magman när den fraktioneras. Om denna koncentration blir tillräckligt hög kan ekonomiskt lönsam malm bildas om i detta skede än fluid-fas bildas när magman kristalliseras och magman blir H2O mättad genom s.k. "second boiling". W kan anrikas i en reduercerade S-typ magmor eftersom W är ickekompatibelt i dessa magmor och kommer vid fraktionering ansamlas i magman som sedermera kan kristalliseras och då vara anrikad i W.

Why do Cu, Mo, and W behave differently during fractionation of the magma? Why do S-type and I-type magmas crystalize at different levels?

Magmor med S-komposition (bildas genom smältning av muskovit-rika bergarter, eftersom dessa mineral är vattenrika så är temperaturen låg när dessa mineral börjar smälta, vilket gör att den inte kan röra sig så långt innan den stelnar) stelnar vid ca 4-5kbar, vilket motsvarar ca 16-20km ner i jordskorpan (mid-crustal) medans magmor med en I-komposition (bildas genom smältning av biotit och hornblende, dessa mineral är vattenfattiga och mycket höga tempraturer krävs för att dessa ska smälta. Vilket gör att magman kan röra sig långt innan magman blir så kall att den stelnar) stelnar vid ca 1kbar, vilket motsvarar 4km ner i jordskorpan (shallow). När respektive magma stelar styrs av respektive magmas vatteninnehåll i viktprocent (S-magma innehåller betydligt mer vatten än I magma). Om magmorna förflyttas adiabatiskt uppåt skulle magmorna på ett ungefär förlora 1.5°C kbar-1 och skulle fortsätta uppåt tills magmornas inneboende minerals solidus korsar den vattenmättade magmans solidus och vid denna punkt kommer magmorna i teorin vara helt solida och inte tränga upp längre, för en magma med S-komposition sker detta när muskovit solidus korsar den vattenmättade magmans solidus och för en magma med I-komposition när amfiboliska solidus korsar denna punkt. (Tänk på digarmmet med soliduslinjen) Vart magmorna stelar styr hur fluiderna kommer att blidas, antingen genom "first" eller "second boiling". I-typerna kommer att röra sig nästan hela vägen upp till ytan där de kommer att stela mycket snabbt och genomgå first boiling när tycket minskar. Denna process är perfekt för anrikningsprocessen för Cu.

Why do S-type and I-type magmas crystalize at different levels?

If the sediment consisted only of quartz then the temperature would have to exceed 1170 °C in order for it to start melting. Disaggregation of the arkose protolith would take place by small increments of partial melt forming along selected grain boundaries within the rock. The residue left behind during such a process is likely to be made up of fragmented minerals that cannot melt on their own at a given temperature.

Why do arkose and quartzite melt at diffrent temperatures?

I en undermättad lösning så kan visa mineral "plocka upp" t.ex. guld, även i låga koncentrationer. Mineral som är bra på att "plocka" upp tunga grundämnen är ler mineral, men denna process är pH, oxidation/reduktion beroende. Vid högt pH är det lättare för ler mineral att "plocka upp" grundämnen. Dock så är det omvända sant för guld, då det är lättare för lermineral att plocka upp guld vid låga/ sura lösningar.

Why is adsorption important and which factors control adsorption of various metals?

Ni substituts for Mg in the olivine crystal: Ni2+ for Mg2+ In magnetite: V3+ for Fe3+ This substitution is important to get another metal content.

Why is substitution important for the metal content of basalts?

Vatten är viktigt eftersom det är fundamentalt för många kemiska, biologiska och geologiska processer då (1), vatten har en hög värmekapacitet (dvs vatten kan lätt leda värme), (2) vatten har en låg ytspänning vilket leder till att vattnet kan lätt "blöta" ner mineral, ta in sig sprickor osv, (3) en max-densitet som är strax ovanför fryspunkten vilket betyder att is flyter och (4) har en hög dielektrisk konstant och har därmed en god förmåga att lösa ioniska substanser. Detta beror på att vatten är en dipol. Den sista av dessa egenskaper är särskilt viktig för bildandet av malmer eftersom vatten löser upp, transporterar och därmed också anrikar ett brett spektrum av grundämne, metaller och föreningar. Den dielektriska konstanten är ett mått på en vätskas förmåga att separera joner och andra dipoler. Den dielektriska konstanten är en funktion av antalet dipoler per volymenhet i vätskan.

Why is water so important? (kap.2)

The concept of Late Veneer explains the abundance of highly siderophile elements in the Earth's mantle and their chondritic proportions relative to each other. He means that this can be explained by materials being added at the surface from extra external sources.

Why was the late veneer hypothesis suggested and what are the supporting evidence?

BIF och SEDEX Zn-Pb Intracreotonic settings and passive margins

You are exploring a 3 km thick low-grade metamorphic sedimentary sequence formed in a late Proterozoic failed rift. Which are the two most likely types of ore deposit you could discover, and where would you likely find them? (Previous exam question)

S-type and reduced I-type Sn-W conttinentalplattor (deep cryztallization) continental crust felsic litophile, greisen skarn A classification of granites according to oxidation state was, in fact, made relatively early on by Ishihara (1977), who distinguished between reduced granite magmas (forming ilmenite-series granitoids) and more oxidized equivalents (forming magnetite-series granitoids). The metallogenic significance of this type of granite classification was also recognized by Ishihara (1981), who indicated that Sn-W deposits were preferentially associated with reduced ilmenite-series granitoids, whereas Cu-Mo-Au ores could be linked genetically to oxidized magnetite-series granitoids. Magnetiteseries granitoids are equivalent to most I-types, whereas ilmenite-series granitoids encompass all S-types as well as the more reduced I-types.

You are exploring a peraluminious granitic batholith, and the main oxide phase in the granite is ilmenite. Which metals would you expect to find and where would you most likely find mineralizations?

Greisenization. The formation of a greisen is specific to the cupola zones of highly differentiated (S-type) granites that contain Sn and W mineralization, as well as significant concentrations of other incompatible elements such as F, Li, and B. Greisens represent an alteration assemblage comprising mainly quartz, muscovite, and topaz, with lesser tourmaline and fluorite, usually forming adjacent to quartz-cassiterite-wolframite veins.

You find an alteration zone adjacent to a granite, consisting of quartz, muscovite, topaz and fluorite? What type of alteration could this be and what type of ore deposits could be associated with this type of alteration? (Previous exam question)

SKARN? Hydrolysis? Potassic alteration; Kalium (eller K-silikat) alteration är karaktäriserad av att Kfältspat och/eller biotit bildas tillsammans med mindre mängder sericit, chlorit och kvarts. Den representerar den alteration som sker vid högst temperatur (500°-600°) och är associerad med porfyr Cu-avsättningar, och bildas i kärnan av smält-systemet, ofta inom granit intrusionen. Alterationprocessen sker genom metasomatism, tillförsel av K+ joner, tillsammans med hydrolys.

You look at a thin section that consists almost entirely of secondary K-feldspar and biotite? What type of alteration could this be and what type of ore deposits could be associated with this type of alteration? (Previous exam question)

Mississippi Valley type (MVT) Pb-Zn deposits. Possibiliity for zink-lead ore and probobly some copper broadly stratabound, mainly carbonate-hosted, and dominated by sphalerite and galena with associated fluorite and barite. Conceptually intermediate category between SSC and carbonate-hosted MVT ores and are characterized by Pb > Zn >> Cu. compressional tectonic regimes

Your field assistant calls you and explains that he/she has found an erratic boulder of a carbonate rock cross-cut by several thick veins of sphalerite and galena near Wilhelmina in northern Sweden. What type of mineralization is most likely the source of the boulder and what is the first exploration method you would use to locate the ore? (Previous exam question)

It is most likely a VMS deposition. Cu, Co, Zn for instance. Sea water as a hydrothermal fluid source. Formed during episodes of major orogenesis throughout Earth history Exploration method: These types of depositions occur in a varity of tectonic settings like mid ocean ridges , subduction zone. But are mostly assosiated with active submarine envisonments. For instance Bergslahgen can give us some clues. The Gabbro gives us clues that it may be a mid ocean ridge.

Your field assistant calls you and explains that he/she has found an erratic boulder of consisting exclusively of a gabbro with disseminated sulfides in Falun, central Sweden. What type of mineralization could be the source, what metals could be associated with this deposit, and what is the first exploration method you would use to locate the ore? (Previous exam question)

(1) Hydrolys och (2) H+ jon metasomatism. Hydrolysis is the chemical breakdown of a substance when combined with water. Eg when K-feldspar reacts with meteoric water and are alterered to form muscovite or sericite. The hydrolysis of K-feldspar to muscovite in terms of this reaction requires nothing more than the presence of H+ ions in an aqueous solution. The reaction is isochemical and no new ingredients need to be added to the system. If the reaction proceeds to the right, H+ ions are consumed and the fluid will become more basic, and will continue to do so until the K-feldspar is used up. The reaction will also produce quartz as part of the alteration assemblage, as well as K+ ions dissolved in the aqueous solution. If the products of reaction are permitted to further react with H+ ions in solution such that the system undergoes an increase in fluid/rock ratio, then muscovite would react to form kaolinite. This reaction illustrates the way in which increasing fluid/rock ratios will change the alteration mineralogy by continued reaction with the rock after one set of mineral buffers have broken down (k-feldspar consumption in this case) Sv: K-fältspar bryts ner till muskovit genom hydrolys, denna reaktion kräver inget mer än att H+ finns närvarande i vattnet. H+ joner förbrukas tillsammans med K-fältspat för att neutralisera syran och kvarts, K+ samt muskovit fälls ut. Om muskoviten får reagera med överblivna eller en ny puls av H+ jonerna, som kan ske tillexempel genom att fluid/rock ration ökas och vatten därmed blir tillgängligt, så bildas kaolinit. Denna reaktion visar därmed hur en ökning i fluid/rock ration tillåter en ytligare reaktion att ske när buffer mineralen har brutits ner.

a) Important reactions during water/rock interaction! b) What is hydrolysis and how does it affect mineralogy depending on f/r

a) Kimberlite is an igneous rock, which sometimes contains diamonds. b) Diamonds --> older than kimberlitic host rocks --> dimonds resided in the mantle for long periods prior eruption. Diamonds did not crystallize from the kimberlite but were introduced to the Earth's surface as xenocrysts within the magma. Plumes transfer melt and volatiles from the lower mantle, and precipitate diamond at higher levels either in the reduced environment represented by the Transition Zone or in the keels extending below thick, cratonic lithosphere. c) Diamondiferous magmas only intrude into ancient, stable continental crust that is typically older than 2500 Myr, but sometimes as young as 1500 Myr

a) What is a kimberlite? b) How and where do diamond bearing kimberlites form? c) What are the links to global tectonics?

a) Vid större djup finns ingen porositet, utan fluiden måste "äta" sig igenom bergarter genom replacement. b) För att detta ska kunna ske måste mol-volymen på mineralet som byts ut vara mindre, annars täpps processen igen och avstannar.

a) Why is replacement important for metal deposition at depth? b) And why does molar volume mater?