Hydrothermische afzettingen zijn combinaties van steen- en metaalertsen die ontstaan wanneer water met een aanzienlijke hoeveelheid pekel, of een zoutcomponent, in contact komt met een warmtebron zoals magma. De aanwezigheid van zout in het water en een aanzienlijke hoeveelheid metalen of mineralen is vereist voor de vorming van hydrothermische afzettingen. Deze afzettingen zijn onderverdeeld in drie klassen - hypothermisch, mesotherm en epithermisch - en kunnen verder worden ingedeeld naar de vraag of ertsen worden gevormd door vervanging of door open ruimtes in rotsen te vullen.
Voorwaarden voor vorming
Om hydrothermische afzettingen te kunnen vormen, moet aan vier voorwaarden worden voldaan: aanwezigheid van zilt, heet water met een hoog mineraalgehalte, aanwezigheid van openingen in gesteente om oplossingen te laten bewegen, beschikbaarheid van een afzettingsplaats en een chemische reactie om de afzetting te maken optreden. Magma is de meest voorkomende warmtebron, maar metamorfe, meteorische of mariene omstandigheden kunnen ook een voldoende temperatuurstijging mogelijk maken om deze afzettingen te vormen. Hydrothermische afzettingen kunnen zich vormen in elk type gesteente waarbij de afzetting wordt beïnvloed door lokale rotsformatie. De uiteindelijke samenstelling van de afzettingen is afhankelijk van de reactie tussen de zoutoplossingen en de gesteenten waarmee ze in contact komen.
Pekel is essentieel
Zuiver water is nooit betrokken bij hydrothermische vorming, maar moet pekel bevatten. Deze pekels zijn echter anders dan zeewater omdat ze metalen zoals goud en zilver kunnen oplossen en transporteren. Pekels, met name die bestaande uit natrium en calcium, zijn ook effectieve oplosmiddelen van sulfide- en oxidemineralen. Ze bevatten vaak magnesium- en kaliumzouten en een kleine hoeveelheid van vele andere elementen. Concentraties variëren van enkele gewichtsprocent opgeloste vaste stoffen tot wel 50 procent.
Mesotherme afzettingen
Deze afzettingen worden gekenmerkt door zowel vervangende als open ruimtetexturen, waarvan de laatste vaker voorkomt op ondiepere diepten. Scherper contact met inheemse gesteenten, die stollingsachtig, sedimentair of metamorf zijn, komt ook vaak voor. De meest voorkomende mineralen zijn chalcopyriet, borniet, enargit, tetrahedriet, sfaleriet en galena. Basismetalen zijn meestal lood, zink en koper.
Epithermische afzettingen
Ook bekend als ondiepe warmteafzettingen, wordt dit type vaak geassocieerd met warmwaterbronnen en geisers, waardoor ze het meest bekende type hydrothermale afzettingen zijn. Opvulling van de open ruimte, gekenmerkt door korstvorming, kammen en symmetrische banden, is het meest voorkomende type formatie. In deze afzettingen wordt een grote verscheidenheid aan ertsen aangetroffen, meestal goud- en sulfideertsen zoals koper, zinklood, molybdeen, bismut, nikkel, kobalt, antimoon en kwik. Mineralen die in deze aderen worden geassocieerd, zijn kwarts, calciet, fluoriet, bariet, chalcedoon, rhodochrosiet en dolomiet.