Grundlagen der Gesteinsidentifizierung

Grundlagen der Gesteinsidentifizierung

Gesteinsherkunft
Gesteinszusammensetzung
Gesteinstextur
Geologische Prinzipien
Geologische Zeit
Allgemeine Explorationsbedingungen
siehe slso Igneous rocks…
siehe auch Sedimentgesteine…
siehe auch Metamorphe Gesteine…
siehe auch Geologische Zeit…
siehe auch Absolute Zeit…

Um
ein Gestein zu identifizieren, müssen drei Dinge beachtet werden:

1. Herkunft,
2. Zusammensetzung und
3. Textur.

Gesteinsherkunft

Der erste Schritt zur Identifizierung eines Gesteins besteht darin, das Gestein in eine der drei Haupttypen oder Gesteinsgruppen einzuteilen.
Dazu gehören magmatische, sedimentäre oder metamorphe Typen. Die einzigen Gesteine, die nicht in eine dieser Kategorien fallen, sind Meteoriten.
Magmatische, sedimentäre und metamorphe Gesteinsarten unterscheiden sich durch die Prozesse, die sie bilden.

Klicken Sie hier für eine große, sehr detaillierte Version des Gesteinszyklus von http://geologycafe.com/gems/chapter3.html
Magmatischen Gesteinen:
Form durch Kristallisation einer Schmelze (geschmolzenes Gesteinsmaterial).
Unterkategorien:
Plutonic:
in erheblicher Tiefe unter der Oberfläche gebildet.


Vulkanisch:
gebildet an oder in der Nähe der Oberfläche.

Sedimentgesteine:
Bilden sich durch die Verdichtung kleiner oder großer Körner oder Fragmente bereits vorhandener Gesteine oder durch den Niederschlag mineralischer Stoffe aus einem Gewässer wie einem Ozean, See oder Bach.

Metamorphe Gesteine:gebildet aus bereits vorhandenen magmatischen, sedimentären oder metamorphen Gesteinen, indem sie Hitze und / oder Druck und / oder wandernden Flüssigkeiten ausgesetzt werden, wodurch sich die ursprüngliche mineralische Ansammlung des Gesteins in eine neue Ansammlung von Mineralien verwandelt. Der Ursprung ist nicht immer offensichtlich, aber eine ausreichende Schulung ermöglicht es, bestimmte Merkmale zu erkennen, die auf den wahrscheinlichsten Ursprung hinweisen. Beispiele sind das häufige Vorhandensein von Bettung oder Schichtung in Sedimentgesteinen, und das Vorhandensein von Mineralfoliationen oder -linien in metamorphen Gesteinen. Man muss auch die geologische Umgebung berücksichtigen, in der das Gestein gefunden wird.

Zum Beispiel ist es in einem jungen vulkanischen Terran weniger wahrscheinlich, sedimentäre oder metamorphe Gesteine zu finden.
Wenn der Ursprung völlig unauffällig ist, muss man sich auf die Zusammensetzung und Textur verlassen, um die beste Vermutung zu treffen.
Download Identifizierung von gemeinsamen Felsen .pdf von dieser Seite…

Gesteinszusammensetzung

Die Gesteinszusammensetzung wird ermittelt, indem bestimmt wird, aus welchen Mineralien das Gestein besteht.Per Definition ist ein Gestein eine feste Masse oder Verbindung, die aus mindestens zwei Mineralien besteht (obwohl es einige Ausnahmen gibt, wenn ein Gestein vollständig aus einem Mineral bestehen kann). Die Mineralien, aus denen das Gestein besteht, können unter Verwendung üblicher Feldtestmethoden für einzelne Mineralien identifiziert werden, insbesondere wenn die Textur ausreichend grobkörnig ist, um die einzelnen Mineralien mit bloßem Auge oder einer Handlinse zu unterscheiden.

Wenn die Korngröße der Mineralien, aus denen das Gestein besteht, zu feinkörnig ist, um diskrete Mineralien zu erkennen, können in vielen Fällen „petrographische“ Methoden (die ein Mikroskop verwenden) zur zuverlässigen Identifizierung verwendet werden.
Petrographische Methoden beinhalten die Verwendung eines Mikroskops, um die optischen Eigenschaften diskreter Mineralien zu untersuchen, die durch die Mikroskopobjektiv vergrößert werden.
Eigenschaften umfassen das Verhalten von gebrochenem, reflektiertem und transmittiertem Licht entweder durch eine dünne Waferscheibe des Gesteins (als Dünnschnitt bezeichnet) oder eines Probenstopfens (für reflektiertes Licht).
Die Lichtquelle ist so eingestellt, dass sie Licht liefert, das in eine oder zwei Richtungen polarisiert.

Verschiedene Mineralien haben charakteristische optische Eigenschaften, die mit Tabellen der optischen Mineraleigenschaften verwendet werden können, um das Mineral zu identifizieren.
Andere Instrumente, die zur Identifizierung von Mineralien verwendet werden können, sind das Elektronenmikroskop.
Diese Methoden sind zuverlässig, aber teuer und erfordern eine etwas langwierige Probenvorbereitung.
Das Bild wird erhalten, indem die Probe einem Elektronenbeschuss ausgesetzt und die Ergebnisse abgebildet werden.
Röntgenbeugungstechniken
Eine weitere Methode zur Identifizierung kleiner Mineralkörner ist die Röntgenpulverbeugung.
Eine kleine Menge Material wird zu einem Pulver gemahlen und mit Röntgenstrahlen bombardiert.
Die Ergebnisse werden auf einem Filmstreifen in einer Kamera oder in Form von Graphen aufgezeichnet.
Die Reflexionen der Röntgenstrahlen werden gemessen, um die ‚d-Abstände‘ des unbekannten Minerals zu bestimmen.Jedes Mineral hat einen einzigartigen Satz von Peaks, die d-Abständen entsprechen, die mit der Kristallstruktur zusammenhängen.In der Röntgenspektrometrie, einer anderen Methode zur Identifizierung von Mineralien, verursachen die Röntgenstrahlen die Emission von Photonen von der Oberfläche des Minerals.

Die Probe wird vorbereitet, indem eine sehr hohe Politur auf ihrer Oberfläche erhalten wird.
Die von den Oberflächenatomen emittierten Photonen haben charakteristische Energien für bestimmte Elemente.
Durch die Messung der Energieniveaus der Photonen kann die Mineralzusammensetzung identifiziert werden.

Gesteinsstruktur

Die Textur eines Gesteins wird durch die Beobachtung von zwei Kriterien definiert:1) Korngrößen, 2) Kornformen.
Korngröße:
die durchschnittliche Größe der Mineralkörner.
Die für sedimentäre, magmatische und metamorphe Gesteine verwendete Größenskala ist unterschiedlich



Kornform:
die allgemeine Form der Mineralkörner (Kristallflächen offensichtlich oder Kristalle sind abgerundet).
Beispiele für die Größenklassifikationen für jede der drei großen Gesteinsarten sind:
FINE-GRAINED >>>>>>>>>>>>>>>> COARSE-GRAINED
Sedimentary: Shale Siltstone Sandstone Wacke Conglomerate
Metamorphic: Slate Phyllite Schist Gneiss
Igneous: Rhyolite Granite

Sizes are median diameter of grains in millimeters.

Geologische Prinzipien

Eines der Hauptziele der Mineralexploration ist es, die Geometrie und Beziehungen verschiedener Gesteinsarten unter der Oberfläche vorherzusagen, wo sie weder unter der Oberfläche noch außerhalb der unmittelbaren Exposition zu sehen sind.
Dies ist wichtig zu wissen, um eine Mine zu planen.
Viel Aufwand und eine Vielzahl von Techniken werden verwendet, um den Zeitpunkt oder die „geologische Geschichte“ des Gebiets zu analysieren
Es gibt drei Hauptprinzipien oder „Gesetze“, die in geologischen Feldstudien verwendet werden, um den relativen Zeitpunkt von Ereignissen zu bestimmen.
Gesetz der Querschnittsbeziehungen
Das „Gesetz der Querschnittsbeziehungen“ ist ein Prinzip, das in magmatischen Provinzen nützlich ist.
Es besagt, dass eindringende Felsen jünger sind als die eingedrungenen.
Zum Beispiel
ein magmatischer Deich, der in ein sedimentäres oder metamorphes Gestein eindringt.
Ein weiteres Beispiel ist eine Situation, in der mehrere Intrusionen gefunden werden; Die Abfolge magmatischer Ereignisse kann aussortiert werden, indem beobachtet wird, welche Intrusionen welche anderen Intrusionen schneiden.Die Sequenz könnte einen Hinweis auf ein bestimmtes Differenzierungsmuster des Magmas geben.

Das gleiche Gesetz gilt für Aderbeziehungen: Jüngere Adern schneiden über ältere Adersätze
Oft gibt es dort, wo es goldhaltige Quarzadern gibt, auch andere Adern, die unfruchtbar sind und aufgrund unterschiedlicher struktureller Bedingungen während der Bildung eine andere Orientierung haben können.

Vene Querschnittsbeziehungen.
Vene A wird von Vene B geschnitten.
Vene C schneidet sowohl A als auch B, also ist es am jüngsten.
Gesetz der Superposition
Das „Gesetz der Superposition“ ist ein Gesetz, das für Sedimentgesteine gilt.Es besagt, dass dort, wo ungestörte, geschichtete Sedimentgesteine auftreten, jüngere Gesteine auf älteren Gesteinen liegen.Das gleiche Gesetz kann für geschichtete vulkanische Ströme gelten, wo das Alter der nachfolgenden Schichten, die nach oben gehen, relativ jünger sein wird als der untere Teil des Abschnitts.
Dieses Gesetz wird auch verwendet, um Altersbeziehungen verschiedener Gesteinseinheiten zu bestimmen.In der Mineralexploration wäre eine Situation, in der dieses Prinzip angewendet werden könnte, die unterirdische Geometrie einer mineralisierten oder mit Erdöl angereicherten Formation zu projizieren.

Prinzip des Uniformitarismus
Das „Prinzip des Uniformitarismus“ besagt, dass die Erde ein Ergebnis natürlicher Kräfte ist, die gegenwärtig aktiv sind und im Laufe der geologischen Zeit bestehen geblieben sind.Gesteine bilden sich am häufigsten als Folge langsamer, allmählicher Entwicklungen, die sich aus verschiedenen geologischen Prozessen ergeben.Katastrophale Ereignisse treten zwar auf und tragen zur allgemeinen Entwicklung und Geschichte der Gesteine bei, aber diese Ereignisse sind seltener und tragen nur zu einem kleinen Prozentsatz zum Nettoeffekt der Naturkräfte im Allgemeinen bei.Dieses Prinzip wurde verwendet, um die Geschichte der alten vulkanischen Gesteine durch Beobachtung der heutigen vulkanischen Aktivität zu studieren.Zum Beispiel wurde eine bestimmte Art von Massivsulfidlagerstätte entlang eines aktiven Meeresbodenrisses dokumentiert.Dieses Wissen kann verwendet werden, um eine bestimmte Art von Kupfer-Blei-Zink-Erzlagerstätten besser zu verstehen, die als „vulkanogene Massivsulfiddepots“ oder „VMS“ bezeichnet werden.

Geologische Zeit

siehe auch Einige Felsen an der Oberfläche ausgesetzt sind sehr jung, aber die meisten sind sehr alt, in der Tat sind viel älter als die historischen Aufzeichnungen der Menschheit.
Diese „alten“ Gesteine sind im Allgemeinen viele Millionen Jahre alt.Die Weite des Konzepts von „Millionen“ von Jahren kann schwer zu verstehen sein, da die menschlichen Lebenszeiten so viel kürzer sind (im Allgemeinen weniger als 100 Jahre).Einheiten der geologischen Zeit, die etabliert haben, gehören die „Ära“ (längste), „Periode“ und „Epoche“ (kürzeste).Die gesamte geologische Zeit wurde in 4 Hauptepochen unterteilt, die (vom ältesten bis zum jüngsten) das Präkambrium, das Paläozoikum, das Mesozoikum und das Känezoikum genannt werden.

Seiten 1 6 bieten Abbildungen und Zusammenfassungen der geologischen Zeitskala. Die Erde hat sich im Laufe ihrer Geschichte langsam verändert und tut dies weiterhin als Ergebnis eines sehr langsamen Abkühlungs- und Differenzierungsprozesses.Infolgedessen hatten bestimmte Zeiträume in der Erdgeschichte Bedingungen, die der Bildung bestimmter Arten von Mineralvorkommen förderlicher waren (Standort 7).Aus diesem Grund kann die Kenntnis des ungefähren Alters von Gesteinen eine grobe Anleitung für die Arten von Mineralvorkommen sein, die am wahrscheinlichsten gefunden werden. Bei der Bewertung des Alters von Gesteinen sprechen wir von zwei Arten von Altersbegriffen, die als „absolutes Alter“ und „relatives Alter“ bezeichnet werden.
Das“absolute Alter“ wird in Jahren gemessen und hängt von einer Art Zeitskala ab, an der gemessen werden kann, typischerweise unter Verwendung einer hochtechnischen chemischen Datierungsmethode.
„Relatives Alter“ bedeutet einfach, ein geologisches Ereignis oder Merkmal in einer zeitlichen Abfolge mit einem anderen in Zusammenhang zu bringen.
Absolutes Alter:
In den frühen 1900er Jahren, kurz nach der Entdeckung der Radioaktivität, wurde entdeckt, dass der radioaktive Zerfall die Umwandlung radioaktiver Atome in völlig verschiedene Elemente beinhaltet.
Jede radioaktive Substanz zerfällt mit ihrer eigenen Geschwindigkeit und bildet einen einzigartigen Satz von Tochterprodukten (Elementen).
Die Zerfallsrate ist im Allgemeinen sehr langsam.Zum Beispiel verwandelt sich Uran in Blei mit einer solchen Geschwindigkeit, dass die Hälfte der ursprünglichen Menge nach einem Zeitraum von 4.500 Millionen Jahren in Blei umgewandelt wird.Die Hälfte des verbleibenden Urans wird sich in weiteren 4.500 Millionen Jahren in Blei umwandeln und so weiter.Daher beträgt die „Halbwertszeit“ von Uran 4.500 Millionen Jahre.Indem wir das Verhältnis von unverändertem Uran zu Blei in einer Probe messen und die Zerfallsrate kennen, können wir die Zeit berechnen, in der sich die Probe aufgelöst hat, oder mit anderen Worten, das Alter des Gesteins.Neben der Uran-Blei-Methode stehen mehrere andere radiometrische Techniken zur Verfügung, darunter Kohlenstoff 14 und Rubidium-Strontium.
Relatives Alter Wo verschiedene Gesteine in physischem Kontakt stehen und beobachtet werden können, kann das relative Alter der Gesteine oft durch Überlagerung und Querschnittsbeziehungen bestimmt werden.Gesteine, die die oberen Schichten umfassen, sind jünger als Gesteine, die die unteren Schichten umfassen.Gesteine, die aus einem eindringenden Magma gebildet werden, sind jünger als die Gesteine, in die sie eindringen.Einschlüsse in einem magmatischen Gestein sind älter als das Magma, das die Matrix bildete. Wenn sich verschiedene Gesteine in unmittelbarer Nähe befinden, ihre tatsächlichen Kontakte jedoch nicht sichtbar sind, Es kann eine geologische Karte und ein Querschnitt erstellt werden, die die geometrischen Beziehungen der Gesteine veranschaulichen, und ermöglicht die Bestimmung des relativen Alters. Schwierigkeiten treten auf, wenn versucht wird, Gesteine zu korrelieren, die nicht in direktem Kontakt oder gar in unmittelbarer Nähe stehen.Glücklicherweise haben Geologen die evolutionäre Abfolge fossiler Formen herausgefunden.Es wurde festgestellt, dass Sedimentgesteine, die Fossilien enthalten, leicht in einer aufeinanderfolgenden Reihenfolge in Bezug auf die Zeit platziert werden können, indem die vorhandenen fossilen Assemblagen identifiziert werden.Das natürliche Ergebnis dieser Bemühungen war der Vergleich von Gesteinen aus allen Teilen der Welt.Fossilien könnten nun verwendet werden, um das relative Alter einer Vielzahl verschiedener Sedimentgesteinsarten zu bestimmen.Sie wurden verwendet, um das zu konstruieren, was als „Geologische Zeitskala“ bezeichnet wird, eine Chronologie der Erdgeschichte, die weitgehend auf dem Fossilienbestand basiert. Da die ältesten Gesteine und die ältesten Fossilien am ehesten altersbedingt ausgelöscht werden, Für jüngere Gesteine stehen viel mehr fossile Daten zur Verfügung, und daher enthalten diese die kleinsten Zeitunterteilungen.
Das Paläozoikum war, als Wirbellose und einfache Wirbeltiere (Fische, Amphibien und primitive Reptilien) die dominierenden Lebensformen waren.
Das Mesozoikum war, als Reptilien, einschließlich der Dinosaurier, regierten.Das Känezoikum lässt sich am besten als die Zeit charakterisieren, in der Säugetiere dominierten.

Explorationsgeologische Begriffe

Die folgenden Begriffe sind nützlich zu wissen:
Erz:
das Gesteinsmaterial oder Mineralien, die für einen Gewinn abgebaut werden.
Erzmineralien:
die spezifischen Mineralien im Erz, die die zurückzugewinnenden Metalle enthalten.
Gangmineralien:
Die Mineralien haben keinen kommerziellen Wert, sie sind zufällig mit den Erzmineralien vermischt.
Aussicht:
potenzielle Erzlagerstätte, basierend auf vorläufigen Explorationen.
Mine:
Aushub für die Gewinnung von Mineralvorkommen, entweder an der Oberfläche (Tagebau) oder unter (Untertagebau).
Erzkörper oder Erzlagerstätte:
natürlich vorkommende Materialien, aus denen ein Mineral oder Mineralien von wirtschaftlichem Wert mit angemessenem Gewinn gewonnen werden können.
Minerallagerstätte:
ähnlich einer Erzlagerstätte, wird aber derzeit als subökonomisch oder unvollständig bewertet.
Vorkommen von Mineralien:
anomale Konzentration von Mineralien, ist aber derzeit unwirtschaftlich.
Klasse:
dies bedeutet die Konzentration der Substanz von Interesse, in der Regel in Bezug auf das Gewicht pro Volumeneinheit angegeben.
Cut-off Grade:
Die untere Konzentrationsgrenze, die für die Erzielung eines Gewinns beim Bergbau akzeptabel ist.
Wirtsgestein:
die Gesteinslithologie (Typ), die das Erz enthält.
Kann Erz enthalten oder nicht.
Country Rocks:
die Gesteine ohne kommerziellen Wert, die das Wirtsgestein und / oder das Erz umgeben.
Anomal:
über oder unter dem Wertebereich, der als normal angesehen wird.