Ásványképződés a vulkánok vidékén
Abaúj-Zemplén geotúrák, Kövekből született történetek
A kőzetalkotó ásványok képződéséről írt bejegyzés után, maradt még a forróvizes oldatokhoz kapcsolódó ásványok keletkezésének vázlatos ismertetése. Ezt szándékosan húztam el idáig, mert a hétvégi, telkibányai Aranyásók geotúra ad különleges aktualitást a posztnak.
Ezek lesznek azok az ásványok, amelyek elsőként az amatőr ásványgyűjtő érdeklődésébe kerülnek. Információkat gyűjt a kedvelt lelőhelyekről, esetleg csatlakozik egy ásványgyűjtő körhöz. Aztán folyamatosan fogynak otthon a polcok, ládák, fiókok, mert egyre több lelőhely anyaga kerül begyűjtésre. Számomra az origót a gimnáziumi földrajz órák és a Kuszkó Sándor (Encs, Váci Mihály Gimnázium) által szervezett ásványgyűjtő táborok jelentették. Nyaranta Telkibányán jártuk az erdőt, gyűjtöttük a kvarcváltozatokat. Az egyetemen a kőzetek és a vulkánok világa felé fordulva nálam ez a szenvedély véget is ért. A gyűjteményem darabjainak jó része későbbi munkahelyem (Nyíregyházi Főiskola) előadásokhoz rendszerezett anyagát gyarapította.
Hol is hagytuk abba?
Ennyi szubjektív bevezető után nézzük is meg, hogyan zajlik a hidrotermális ásványképződés. Vegyük fel ott a fonalat, hogy a szilikátolvadékból kőzetek szilárdultak meg. Ennek az alsó hőmérsékleti határa a kisebb hőmérsékletű riolit, dácit kőzetek esetében is 600-700 °C. Tehát az olvadék egy részéből kőzet lett. Viszont maradt még egy kis elkülönült magmamaradék, amelyben sok olyan elem dúsul fel, amelyre nem volt szükség a szilikátásványok képződésekor. Ezekből a további hűlés során sok, gazdasági szempontból hasznos nyersanyag képződik.
Lenn a mélyben?
Igen, valahol nagyobb mélységben (több km) megszilárdult kőzettest kupolarészén (ld. következő ábra) vagyunk. Az ilyen mélységi magmás kőzettestek (batolitok, plutonok) átmérője akár a 100 kilométert is meghaladja. A teljes kihűlés nagyon lassú, bőven van hőtartalék, hogy a fölötte lévő rendszert folyamatosan melegen tartsa. A nyomás is viszonylag nagy, és a maradékanyag repedéseket tágítva helyet keres magának.
Amikor ez megtörténik, 600-400 °C közötti hőmérsékleten megkezdődik megkezdődik az utókristályosodás ún. pegmatitos szakasza. Ha megnézzük a pegmatitok típusait, rögtön látjuk miért is bír különös jelentőséggel ez a fázis. Ahol szükséges, inkább kiírom az elemeket, ne kelljen rögtön a periódusos rendszert elővenni az olvasáshoz. A ritkaföldfémek jelentős része, az urán-thórium valamint a lítium-berillium páros is elsődlegesen pegmatitokhoz kapcsolódnak. De vannak még érc- (molibdén, wolfrám, bizmut), drágakő (topáz, berill-smaragd, korund-zafír) valamint kvarc-csillám-földpát pegmatitok is. Az ásványok méretét tekintve rekorderek képződnek ebben a fázisban. Nem ritkák a méteres kvarcok, a hatalmas muszkovit táblák (pl. 5x3 méter, India).
A folyamatnak azonban ezzel még közel sincs vége, hiszen csak mostanában érjük el a víz kritikus hőmérsékletét (374 °C). Ez azt jelenti, hogy megfelelő nyomásértékek mellett már folyékony halmazállapotú, vizes oldatot kapunk. Ezért hívják ezt a szakaszt hidrotermális fázisnak. Az oldott ásványi anyagok kiválásához továbbra is megfelelő helyre lesz szükség, amit repedések, üregek formájában talál majd meg. Ilyenkor ismét a nyomás és hőmérséklet csökkenése vezet majd a megfelelő ásványcsoportosulások (geológus nyelven paragenezis) kialakulásához.
Mi az ami még nem kristályosodott ki?
Természetesen lesz némi átfedés a pegmatitokkal, de amivel még eddig nem találkoztunk a nemesfémek (termésarany, ezüst), a vas, mangán, ólom, cink és rézércek. Ezek kristályosodása általában kén jelenlétében történik és szulfidos ásványok jönnek létre. Tehát ha a vashoz adunk egy kis ként piritet (FeS2) kapunk, cinkkel kapcsolódva szfalerit lesz az ásvány és így tovább. A fázisban az ásványgyűjtés szempontjából nem elhanyagolhatóak az ércmentes ásványegyüttesek. Ekkor keletkezik a fluorit (CaF2), a barit (BaSO4), különböző kristályos és amorf kvarcváltozatok (SiO2), és néha kalcit (CaCO3) is.
Amíg zajlik a kristályosodás, az oldatok, forró gázok, gőzök a mellékkőzettel is reakcióba lépnek. Ennek eredményeként a kőzetünk elég változatos átalakulásokat kénytelen elszenvedni. Kovásodás során a kőzetet szilárdítják az SiO2-ben gazdag oldatok. Agyagásványos elbontás esetén a földpátok, valamint a kőzet (főleg a vulkáni tufák) üveges alapanyaga alakul át, amelyet később a porcelánipar használ majd előszeretettel, nemesanyag formájában (Hollóházi, Zsolnay porcelángyár).
Lassan elérkezünk a kisebb hőmérsékletű (100-200°C), aktív vulkánok lejtőin megfigyelhető folyamatokig. Itt kénben gazdag szolfatárák, fumarolák (vízgőz) és CO2 ömlések (mofetták) utalnak a felszín közeli hidrotermális tevékenységre.
És a végén ne feledkezzünk meg a hévforrásokról, amelyhez külön aktualitást a Yellowstone vulkán egyik gejzírmezőjének három héttel ezelőtti kitörése ad. Ebben fontos szerepe volt a forróvízből kiváló ásványoknak, amelyek elzárták a vízmozgás útját és a túlnyomás alatt lévő forróvíz heves robbanással, gőzzé válva tört utat magának a felszínre. Bár sok túrista tartózkodott a területen, halálos baleset szerencsére nem történt.
Mi volt a helyzet Telkibányán?
Valami nagyon hasonló ahhoz amit ma olvastatok, de a teljes történetet a hétvégi geotúrán hallják majd a résztvevők. Előzetesen annyit, hogy itt mintegy 12,5 millió éve egy andezites vulkáni központ működött. A kapcsolódó hidrotermális rendszer működése mind mélységi szinten, mind a felszínen intenzív ásványképződést eredményezett. A 180-250 °C közötti hőmérsékletű oldatok 1-3 méter szélességű hasadékokat, úgynevezett teléreket töltöttek fel ásványi nyersanyaggal. Ezek jelentős mennyiségű nemesfémet (Au-Ag) tartalmaztak. A középkori bányászat ezeket a teléreket termelte ki. Ha a kvarcos anyag termésaranyat nem tartalmazott, tulajdonképpen meddőként került felhalmozásra. Ebből az anyagból táplálkozik a modernkori ásványgyűjtés.
Sajnos a hétvégi geotúrára elfogytak a szabad helyek. 20 főnél nagyobb létszámot nem tudunk még két túravezetővel sem kezelni terepen. Azok akik most esetleg kimaradtak, de szeretnék ezeket a kövekből született történeteket hallani, keressenek minket az elérhetőségeinken (Fb, honlap). Jövő héten képes élménybeszámolóval jövünk.