Geochemische Fazies Geologie

Geochemische Fazies, Gebiete oder Zonen, die durch bestimmte physiochemische Bedingungen gekennzeichnet sind, die die Produktion und Akkumulation von Sedimenten beeinflussen und sich normalerweise durch ein charakteristisches Element, eine Mineralienanordnung oder ein Verhältnis von Spurenelementen auszeichnen.

In sedimentären Umgebungen lässt sich das Konzept der geochemischen Fazies am besten anhand eines Eh-pH-Diagramms veranschaulichen, das das Stabilitätsfeld bestimmter Mineralien in Bezug auf die Protonenkonzentration (pH) und die Elektronenkonzentration (Eh) beschreibt. Bestimmte verwandte Ablagerungen weisen kontrastierende Mineralogien auf, offensichtlich aufgrund etwas unterschiedlicher Ablagerungsumgebungen. Zum Beispiel wurden die sedimentären Eisenformationen, die sich während der präkambrischen Zeit in der Region des Oberen Sees gebildet haben (vor etwa 4 Milliarden bis 542 Millionen Jahren), nach dominanten Eisenmineralien in vier Hauptfazies eingeteilt: Sulfid, Carbonat, Oxid und Silikat. Dieser Bereich kann als erklärendes Beispiel für das Konzept der geochemischen Fazies im Allgemeinen und für diese vier Fazies im Besonderen dienen.

Offensichtlich wurden die Eisenformationen in begrenzten Becken abgelagert, die mehr oder weniger vom offenen Meer isoliert waren, wodurch die Entwicklung von jeweils unterschiedlichen Eh- und pH-Bedingungen ermöglicht wurde. Die Sulfidfazies bestehen aus schwarzen Schiefern, die bis zu 40 Prozent Pyrit (Eisensulfid; FeS ₂) und 5 bis 15 Prozent Kohlenstoff enthalten; Ein Eh-pH-Diagramm zeigt, dass Pyrit nahe dem neutralen pH-Wert (7) bei einem reduzierenden Eh von etwa -200 Millivolt stabil ist. Die Carbonatfazies bestehen aus eingebettetem eisenreichem Carbonat und Chert ohne Kohlenstoff; Das Eh-pH-Diagramm zeigt einfach, dass eine Verschiebung von Eh nach oben, die ausreicht, um Kohlenstoff zu oxidieren, aber nicht ausreicht, um Eisen zu oxidieren, eine solche Anordnung erzeugen könnte. Die Oxidfazies, die primären Magnetit und primären Hämatit enthalten, wurden offensichtlich unter schwach bis stark oxidierenden Bedingungen hergestellt, dh unter Bedingungen mit hohem Eh. Die Silikatfazies werden von einem oder mehreren der wasserhaltigen Eisensilikate dominiert; Das Eh-pH-Diagramm legt nahe, dass diese Fazies unter stark reduzierenden alkalischen Bedingungen abgelagert wurden.