1. Geokemisk miljö:
* Höga temperaturer och tryck: Djupt under jorden skapar jordens inre värme och vikten av överliggande berg höga temperaturer och tryck. Dessa tillstånd påverkar avsevärt lösligheten hos mineraler och hastigheten för kemiska reaktioner.
* Fluidkomposition: Vätskorna som cirkulerar djupt under jorden är inte bara vatten utan bär ofta upplösta element och föreningar som kiseldioxid, karbonater, sulfater och olika metalljoner. Sammansättningen av dessa vätskor bestämmer de typer av mineraler som kan fälla ut.
2. Övermättnad och kärnbildning:
* supersättning: När en vätska blir övermättad med upplösta mineraler överskrider koncentrationen av upplösta element löslighetsgränsen. Detta skapar ett instabilt tillstånd och driver systemet mot kristallisation.
* kärnbildning: Övermättade lösningar kräver en kärna, en liten fast partikel, för att initiera bildningen av en kristall. Dessa kärnor kan vara befintliga mineralkorn, dammpartiklar eller till och med brister i själva berget.
3. Kristalltillväxt:
* diffusion: När en kärna bildas, löst element från den övermättade vätskan diffus mot kärnan, vilket lägger till dess storlek.
* kristallvanor: Formen och symmetrin för de resulterande kristallerna bestäms av det inre arrangemanget av atomer i mineralstrukturen. Detta arrangemang påverkas av faktorer som temperatur, tryck och tillgängligheten för olika element.
4. Mineralbildningsmekanismer:
* Utfällning: När vätskor svalnar eller genomgår tryckförändringar minskar lösligheten hos mineraler, vilket leder till nederbörd ur lösningen.
* Reaktion med värdrock: Vätskor kan reagera med omgivande stenar, vilket leder till upplösning av befintliga mineraler och bildandet av nya. Denna process är särskilt viktig vid bildandet av sekundära mineraler.
* hydrotermisk förändring: När varma, mineralrika vätskor interagerar med stenar kan de orsaka betydande förändringar i sin mineralogiska sammansättning. Denna process, kallad hydrotermisk förändring, är vanlig i vulkaniska områden och kan producera ett brett utbud av mineraler.
Exempel på mineralbildning:
* kvarts (SiO2): Kiseldioxidrika vätskor djupt under jorden kan svalna och fälla ut kvartskristaller, ofta finns i vener eller som ersättare i befintliga stenar.
* calcite (caco3): Karbonatrika vätskor kan bilda kalcitkristaller, ofta finns i grottor eller som cementerande medel i sedimentära bergarter.
* pyrit (FES2): Järn- och svavelrika vätskor kan reagera för att bilda pyritkristaller, vanligtvis finns i kolsömmar eller nära hydrotermiska ventilationsöppningar.
Sammanfattningsvis involverar bildningen av mineraler djupt underjordiska ett komplext samspel av geokemiska förhållanden, övermättnad, kärnbildning, kristalltillväxt och olika mineralbildningsmekanismer. Denna process är en viktig del av jordens dynamiska geologiska system och skapar de olika mineralresurserna vi litar på.
