Geokemiska ansiktsgeologi

Geokemiska ansikten, område eller zon som kännetecknas av speciella fysiokemiska förhållanden som påverkar produktionen och ansamlingen av sediment och kännetecknas vanligtvis av ett karakteristiskt element, mineralsammansättning eller förhållande mellan spårelement.

I sedimentära miljöer illustreras konceptet med geokemiska ansikten bäst på ett Eh-pH-diagram, ett diagram som beskriver stabilitetsfältet för vissa mineraler i termer av protonkoncentrationen (pH) och elektronkoncentrationen (Eh). Vissa relaterade avlagringar uppvisar kontrasterande mineralogier uppenbarligen på grund av något olika avlagringsmiljöer. Till exempel har de sedimentära järnformationerna som bildades i Lake Superior-regionen under precambrian tid (från cirka 4 miljarder till 542 miljoner år sedan) klassificerats enligt dominerande järnmineral i fyra huvudfaciliteter: sulfid, karbonat, oxid och silikat. Detta område kan tjäna som ett förklarande exempel på det geokemiska ansiktsbegreppet i allmänhet och dessa fyra facies i synnerhet.

Uppenbarligen avsattes järnformationerna i begränsade bassänger mer eller mindre isolerade från det öppna havet, vilket möjliggjorde utveckling av distinkta Eh- och pH-förhållanden i varje. Sulfidfaserna består av svarta skiffer som innehåller upp till 40 procent pyrit (järnsulfid; FeS ₂) och 5 till 15 procent kol; ett Eh-pH-diagram visar att pyrit är stabilt nära neutralt pH (7) vid en reducerande Eh på cirka -200 millivolt. Karbonatfaserna består av inbäddat järnrikt karbonat och chert utan kol; Eh-pH-diagrammet indikerar helt enkelt att en förskjutning uppåt i Eh som är tillräcklig för att oxidera kol men otillräcklig för att oxidera järn kan producera en sådan sammansättning. Oxidfaserna, som innehåller primär magnetit och primär hematit, framställdes uppenbarligen under svagt till starkt oxiderande - dvs. höga Eh-förhållanden. Silikatfaserna domineras av en eller flera av de vattenhaltiga järnhaltiga silikaterna; Eh-pH-diagrammet antyder att denna ansikte deponerades under starkt reducerande, alkaliska förhållanden.