В геологии жила представляет собой отдельное листовидное тело кристаллизованных минералов внутри породы . Жилы образуются, когда минеральные компоненты, переносимые водным раствором в горной массе, отлагаются в виде осадков . Гидравлический поток обычно возникает из-за гидротермальной циркуляции . [1]
Жилы классически представляют собой плоские трещины в горных породах, в которых рост кристаллов происходит перпендикулярно стенкам полости, а кристалл выступает в открытое пространство. Это, безусловно, метод формирования некоторых вен. Однако в геологии редко когда значительное открытое пространство остается открытым в больших объемах горных пород, особенно на несколько километров ниже поверхности. Таким образом, существуют два основных механизма формирования вен: заполнение открытого пространства и рост трещин .
Заполнение открытого пространства является отличительной чертой эпитермальных жильных систем, таких как штокверк , грейзенов или некоторых скарновых сред. Чтобы заполнение открытого пространства вступило в силу, ограничивающее давление обычно считается ниже 0,5 ГПа или менее 3–5 км (2–3 миль). Образующиеся таким образом жилы могут иметь коллоформную , агатовую форму, состоящую из последовательных отложений минералов, которые расходятся от точек зародышеобразования на стенках жил и, кажется, заполняют доступное открытое пространство. Часто присутствуют признаки кипения жидкости. Пустоты , полости и жеоды — все это примеры явлений заполнения открытого пространства в гидротермальных системах.
Альтернативно, гидроразрыв может привести к образованию брекчии , заполненной жильным материалом. Такие системы жил брекчии могут быть довольно обширными и могут образовывать форму пластинчатых падающих пластин, диатрем или обширных по латерали манто , контролируемых такими границами, как надвиги , компетентные осадочные слои или покрывные породы .
В макроскопическом масштабе образование жил контролируется механикой разрушения, обеспечивая место для осаждения минералов. [2] Виды разрушения классифицируются как (1) сдвиговые переломы, (2) растяжение и (3) гибридные переломы, [3] и могут быть описаны критерием разрушения Мора-Гриффита-Кулона. [4] Критерий разрушения определяет как напряжение, необходимое для разрушения, так и ориентацию трещины, поскольку на диаграмме Мора можно построить оболочку сдвигового разрушения, которая отделяет стабильные и нестабильные состояния напряжений. Огибающая сдвиговой трещины аппроксимируется парой линий, симметричных относительно оси σ n . Как только круг Мора касается линий оболочки трещины, которые представляют критическое состояние напряжения, образуется трещина. Точка окружности, которая первой касается оболочки, представляет собой плоскость, вдоль которой образуется трещина. Вновь образовавшаяся трещина приводит к изменению поля напряжений и прочности на разрыв разрушенной породы, а также вызывает падение величины напряжений. Если напряжение снова увеличится, скорее всего, в той же плоскости разрушения возникнет новый перелом. Этот процесс известен как механизм запечатывания трещины [5].
Считается, что жилы-запечатки трещин образуются довольно быстро во время деформации за счет осаждения минералов в зарождающихся трещинах. По геологическим стандартам это происходит быстро, потому что давление и деформация означают, что большие открытые пространства невозможно поддерживать; обычно пространство составляет порядка миллиметров или микрометров . Жилы увеличиваются в толщине за счет повторного открытия трещин и постепенного отложения минералов на поверхности роста, а также становятся разлагаемыми. [6]
Жилам обычно требуется либо гидравлическое давление, превышающее гидростатическое давление (для образования гидравлических трещин или брекчий гидроразрыва), либо им нужны открытые пространства или трещины, для чего требуется плоскость растяжения внутри горной массы.
Таким образом, во всех случаях, за исключением брекчии, жила измеряет плоскость растяжения внутри горной массы, плюс-минус значительная погрешность. Измерение достаточного количества вен статистически образует плоскость основного растяжения.
В пластически деформирующих режимах сжатия это, в свою очередь, может дать информацию о напряжениях, действующих во время образования жил. В режимах растяжения с деформацией жилки располагаются примерно перпендикулярно оси растяжения.
Жилы являются обычным явлением в горных породах и свидетельствуют о движении жидкости в системах трещин. [7] Вены предоставляют информацию о напряжении, деформации, давлении, температуре, происхождении жидкости и составе жидкости во время их формирования. [2] Типичные примеры включают золотые залежи , а также скарновую минерализацию. Брекчии гидроразрыва являются классическими объектами для разведки руд, поскольку здесь имеется много потоков флюидов и открытое пространство для отложения рудных минералов.
Руды, связанные с гидротермальной минерализацией, которые связаны с жильным материалом, могут состоять из жильного материала и/или породы, в которой находится жила.
На многих золотых приисках, разрабатывавшихся во время золотой лихорадки XIX века, в качестве рудного материала обычно использовался только жильный материал. [8] В большинстве сегодняшних шахт рудный материал в основном состоит из жил и некоторых компонентов вмещающих пород , окружающих жилы. [9]
Разница между методами добычи полезных ископаемых XIX и XXI веков и типом искомой руды зависит от качества добываемого материала и используемых методов добычи. Исторически сложилось так, что ручная добыча золотых руд позволяла горнякам выбирать жильный кварц или рифовый кварц, что позволяло разрабатывать части залежей с самым высоким содержанием без разбавления неминерализованными вмещающими породами.
Сегодняшняя горнодобывающая промышленность, в которой используются более крупные машины и оборудование, вынуждает горняков принимать вместе с рудой низкосортную пустую породу, что приводит к разбавлению содержания.
Однако сегодняшняя добыча и анализ позволяют определить объемную минерализацию более низкого содержания, внутри которой золото невидимо невооруженным глазом. В этих случаях прожилки являются подчиненным хозяином минерализации и могут быть лишь индикатором наличия метасоматоза вмещающих пород, содержащих низкосортную минерализацию.
По этой причине жилы гидротермальных месторождений золота больше не являются исключительным объектом добычи, а в некоторых случаях минерализация золота полностью ограничивается измененными вмещающими породами, внутри которых расположены совершенно бесплодные кварцевые жилы.