Породы выше уровня грунтовых вод имеют поры и трещины, заполненные воздухом. В присутствии кислорода пирит, самый распространенный сульфид, как и большинство других сульфидов, окисляется с образованием серной кислоты и подвижных ионов металлов. Кислая по составу вода, содержащая эти ионы, движется вниз до уровня грунтовых вод. Здесь уже происходит восстановление вместо окисления, и ноны меди ниже уровня грунтовых вод взаимодействуют с пиритом, в результате чего он замещается минералами меди. Этот процесс обогащения руд на глубине приводит иногда к увеличению содержания полезного компонента в два раза и даже больше.
Многие первичные рудные месторождения, обнажающиеся на поверхности в результате воздымания и эрозии, претерпевают выветривание и окисление под действием нисходящих грунтовых вод. Металлы выщелачиваются вблизи поверхности и вновь осаждаются у локального уровня грунтовых вод, где и завершается ряд процессов рудообразования. Без такого вторичного обогащения большинство медных месторождений Западного полушария не приобрело бы промышленного значения.
Обстановки выветривания, возможно, представляют собой наиболее изученные системы рудообразования, так как они реализуются при нисходящей миграции флюидов. Вода уходит из выщелоченной, окисленной зоны реликтовой первичной руды, обнажающейся на поверхности. Горняки могут тем начать разработку подстилающей зоны вторичного обогащения, что делает ее весьма доступной для изучения в отличие от первичной части системы рудообразования.
Поскольку вторичное обогащение происходит около земной поверхности и связано с такими гидрологическими факторами, как положение уровня грунтовых вод, то оно в конечном счете зависит от климатических условий, и в особенности от количества атмосферных осадков. Оптимальные условия для вторичного обогащения медных руд реализуются во время перехода от влажного к сухому климату, потому что понижение уровня грунтовых вод представляет возможность для выветривания новых порций первичных сульфидных руд. Интенсивное гипергенное (связанное с нисходящими водами) обогащение медных месторождений в пустыне Атакама в Чили происходило именно во время такого существенного изменения климата 15 млн. лет назад.
Более того, создавая предпосылки для обогащения, изменение климата также поддерживает механизм обратной связи, необходимый для сохранения обогащенной руды. Поскольку количество атмосферных осадков уменьшилось до современного аридного уровня, соответственно уменьшилась и скорость эрозии, что сохраняет месторождения от дальнейшей эрозии.
С момента образования до времени своего изменения на земной поверхности рудные месторождения являются временными образованиями с геологической точки зрения. Они отражают динамику процессов, происходящих внутри Земли, также как атмосферные явления определяют особенности гидрологических систем. Будучи супракрустальными системами, легко подвергающимися изменениям, они служат чувствительными геохимическими индикаторами и дают обширную информацию для понимания истории земной коры, выявления путей переноса вещества и различных геологических процессов.
По мере того как углубляется наше представление о сложных путях переноса древних металлов к местам их отложения, становится все более очевидным хрупкое равновесие условий, обеспечивающее сохранение руд. Дальнейшие исследования позволят установить скорости разнообразных поверхностных процессов, так как повеление металлов чутко реагирует на изменение условий обстановки, в которой они находятся.
