Cho đến nay cú nhiều giả thiết về nguồn gốc nhiệt dịch. Tất cả cỏc giả thiết đều thừa nhận một điểm chung là dung dịch nhiệt dịch từ dưới sõu đi lờn. Cú thể chia ra 3 nhúm giả thiết sau:
Nhúm 1 cho rằng cỏc mỏ nhiệt dịch được thành tạo cú sự tham gia của nước trờn mặt. Cỏc nguyờn tố quặng trong đỏ bị rữa lũa và được nước bề mặt mang xuống sõu rồi bị đun núng tạo thành dung dịch nhiệt dịch.
Nhúm 2 cho rằng dung dịch nhiệt dịch được tạo thành do quỏ trỡnh biến chất cỏc khoảng vật chứa nước ( sột, mica ). Khi cỏc khoỏng vật chứa nước bị nhấn chỡm xuống sõu bị biến chất mạnh mẽ và giải phúng nước, nước này được đun núng và hũa tan cỏc nguyờn tố kim loại tạo ra cỏc dung dịch nhiệt dịch.
Nhúm 3 cho rằng dung dịch nhiệt dịch được tỏch ra từ dung thể macma tàn dư chứa nhiều chất bốc và cỏc hợp chất sunfua kim loại dễ hũa tan trong dung dịch núng. Quỏ trỡnh hạ nhiệt độ dẫn đến sự kết tinh, tạo ra cỏc mạch quặng nhiệt dịch.
Nhúm 3 cú cơ sở đỳng đắn như sau:
- Cỏc mạch quặng nhiệt dịch cú quan hệ mật thiết với cỏc khối macma trong vựng và nằm cỏch khụng xa cỏc khụớ đú.
- Cỏc mạch quặng phõn bố theo qui luật nhất định.
- Sự phõn bố cỏc khoỏng vật trong cỏc mạch nhiệt dịch cũng được phõn bố theo qui luật là: cỏc tổ hợp cộng sinh khoỏng vật đặc trưng cho nhiệt dịch nhiệt độ cao nằm gần cỏc khối macma hơn cỏc tổ hợp cộng sinh khoỏng vật đặc trưng cho nhiệt dịch nhiệt độ thấp.
CHƯƠNG VIII: ĐỊA HểA HỌC CỦA QUÁ TRèNH NGOẠI SINH I – Đặc điểm chung của quỏ trỡnh ngoại sinh.
Cỏc quỏ trỡnh ngoại sinh bao gồm cỏc quỏ trỡnh đặc trưng xảy ra ở phần ngoài cựng của vỏ trỏi đất dưới tỏc dụng tổng hợp của cỏc quỏ trỡnh húa lý phức tạp trong thạch quyển, thủy quyển và khớ quyển. Nguồn năng lượng chủ yếu cung cấp cho cỏc quỏ trỡnh ngoại sinh là năng lượng mặt trời. Trong đới biển sinh, oxy đúng vai trũ đặc biệt quan trọng. Hệ keo cũng đúng vai trũ đắng kể. Một yếu tố di chuyển mới xuất hiện trong quỏ trỡnh ngoại sinh là hoạt động của sinh vật và con người. Cỏc yếu tố chi phối đến quỏ trỡnh ngoại sinh là nhiệt độ, ỏp suất, độ pH, thể oxy húa, chất keo và sinh vật.
1 – Nhiệt độ.(T)
Nhiệt độ trờn mặt đất thay đổi trong một phạm vi từ õm 80oC ở cỏc cực đến dương 80oC ở sa mạc. Sự thay đổi nhiệt độ trờn mặt đất rất nhanh chúng, cú thể vài lần trong ngày. Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ của cỏc phản ứng húa học và cõn bằng phản ứng. Đặc biệt là sự thay đổi nhiệt độ xung quanh trị số 00C, ở đú nước thay đổi trạng thỏi. Nhiệt độ cũn gõy ra chuyển động tuần hoàn của nước và cỏc chất bay hơi.
2 – Áp suất.
Áp suất trong đới ngoại sinh thay đổi tử n.10-1atm đến 1000atm ( ở biển sõu ). Vai trũ của ỏp suất tuy bộ hơn vai trũ của nhiệt độ nhưng cũng rất quan trọng đối với quỏ trỡnh ngoại sinh. Áp suất đúng vai trũ lớn đối với cỏc quỏ trỡnh thoỏt khớ.
3 – Độ pH.
Độ pH ảnh hướng lớn đến sự hũa tan và lắng đọng cỏc nguyờn tố. Thụng thường trong đới ngoại sinh độ pH thay đổi từ 4-9. Cỏc hợp chất khỏc nhau được lắng đọng ở trị số pH khỏc nhau:
Sn(OH) lắng đọng ở pH = 2 Cu(OH)2 lắng đọng ở pH = 5,4 Fe(OH)2 lắng đọng ở pH = 2+3 Mn(OH)2 lắng đọng ở pH = 9 Zn(OH)2 lắng đọng ở pH = 5 Mg(OH)2 lắng đọng ở pH = 11
Độ pH cũn ảnh hưởng đến độ thủy phõn cỏc khoỏng vật silicat. Vớ dụ: thạch anh bị thủy phõn ở pH: 6-7, fenfat ở pH = 8+10, pyroxen ở pH = 8+11, amfibol ở pH = 10+11.
Sự thay đổi pH ảnh hưởng lớn tới sự di chuyển của cỏc oxyt Al2O3; SiO2. Ở pH = 10 cả SiO2 và Al2O3 đều tan trong dung dịch.
Ở pH = 6-8, SiO2 bị hũa tan cũn Al2O3 hầu như khụng tan và lắng đọng dưới dạng Al2O33H2O ( hỡnh VIII-1 )
2 4 6 8 PH 2 4 6 8 10 Al O SiO2 2 3
Hình VIII-1 (E. Coreusu-1963) ảnh h ởng của PH đến độ hòa tan của Al, Si
4 – Thể oxy húa:
Trong đới biển sinh, lượng oxy tự do lớn, nờn thể oxy húa cao. Vai trũ chủ yếu của oxy tự do biểu hiện ở quỏ trỡnh oxy húa, trong đú những nguyờn tố đa trị chuyển từ ion cú húa trị thấp thành ion cú húa trị cao, cỏc chất khụng chứa oxy chuyển thành cỏc chất chứa oxy.
Thể oxy húa ảnh hưởng lớn đến sự lắng đọng cỏc chất trong dung dịch. Ở thể oxy húa cao, Be, Mn bị oxy húa chuyển thành Fe3+, Mn4+, Mn5+ rồi lắng đọng thành cỏc khoỏng sàng. Ngược lại một số nguyờn tố dễ dàng di chuyển ở thể oxy húa cao như Valadi (V) khi bị oxy húa vanadi chuyển thành V5+ tạo nờn phức anion (VO4)3+ hũa tan. Trong điều kiện thuận lợi vanadi lắng đọng dưới dạng Vanadat.
5 – Chất keo.
Cỏc hệ keo rất phổ biến ở đới ngoại sinh, nhất là ở vựng cú khớ hậu núng ẩm. Cỏc hạt keo thường cú kớch thước từ 10-1000Ao. Cú thể coi chất keo là trạng thỏi trung gian giữa vật chất kết tinh và dung dịch thật. Cỏc hệ keo cú tớnh chất đặc biệt là mang điện và sức căng bề mặt lớn.
Dấu hiệu tớch của tất cả cỏc hạt keo của cựng một hệ keo là giống nhau, bởi vậy chỳng đẩy nhau tạo nờn trạng thỏi lơ lửng. Vỡ mang điện nờn hệ keo cú khả ngăng hấp thụ cỏc ion trỏi dấu.
Tỏc dụng của sức căng bề mặt của cỏc hệ keo thể hiện ở hiện tượng hấp thụ. Hấp thụ là hiện tượng hỳt cỏc vật chất từ dung dịch vào hệ keo và làm giảm năng lượng bề mặt của hệ keo. Vớ dụ keo oxyt mangan mang điện tớch õm cú khả năng hấp thụ cỏc cation, vỡ thế quặng mangan cú thể cú tới 40 nguyờn tố. Keo của cỏc khoỏng vật sột cũng cú khả năng hấp phụ cỏc cation chỳng hấp phụ K+, NH4+ nhưng khụng hấp phụ cỏc Na+, Ca++. Sự hấp phụ của cỏc hệ keo cú ý nghĩa lớn trong cụng nghiệp.