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EG:构造与流变学控制造山型金矿化

地刊速览  · 公众号  ·  · 2024-12-29 11:43

主要观点总结

本文介绍了澳大利亚奥伯伦金矿的特性和成因。该金矿属于造山型金矿,其矿化主要赋存在热液脉中,矿脉的形成和演化经历了多阶段。研究通过识别不同的矿化脉,重建了矿床的应力场历史,发现金矿形成过程中的差应力环境发生了转变。超岩石静压力环境下的热液流体流动对金矿的形成起到了关键作用。此外,岩石的流变学特性和流体压力的作用也对金矿的形成有影响。该研究挑战了传统的断层阀模型,对造山型金矿的勘探具有重要的指导意义。

关键观点总结

关键观点1: 奥伯伦金矿是造山型金矿,其矿化主要赋存在热液脉中。

奥伯伦金矿属于造山型金矿,其矿化过程经历了多阶段演化。矿化主要赋存在一系列热液脉中,这些脉体经历了不同的矿化阶段和应力场转变。

关键观点2: 研究发现了超岩石静压力环境下的热液流体对金矿形成的关键作用。

在逆冲缩短应力状态下,热液流体压力被迫超过了岩石静压力,形成了超岩石静压力环境。这种高压环境对金矿的形成起到了关键作用。

关键观点3: 岩石的流变学特性和流体压力对金矿的形成也有重要影响。

奥伯伦金矿的矿化主要集中在流变学上相对稳定的硅质碎屑沉积岩中,尤其是在与流变学上不稳定的岩石接触的部位。岩石的流变学特性和流体压力的作用对金矿的形成和分布有重要影响。

关键观点4: 该研究挑战了传统的断层阀模型,对造山型金矿的勘探具有重要的指导意义。

奥伯伦金矿的矿化模式不符合传统的断层阀模型的预测,表明该矿床的形成机制更为复杂。该研究强调了流体压力在造山型金矿形成过程中的重要作用,对造山型金矿的勘探具有重要的指导意义。


正文


澳大利亚奥伯伦金矿拥有超过270万盎司的黄金储量,属于造山型金矿 (orogenic gold deposit)。造山型金矿通常形成于造山运动 (orogeny) 后的低差应力环境,其位置和几何形状受构造控制。奥伯伦金矿的矿化主要赋存在一系列热液脉 (hydrothermal veins) 中,这些脉体经历了多阶段的演化。

研究人员识别出三期不同的矿化脉,通过分析矿脉的排列方式,重建了矿床的应力场历史。结果显示,奥伯伦金矿在其形成过程中经历了低但变化的差应力环境。在第二代和第三代矿脉形成之间,区域应力场发生了从走滑剪切 (transcurrent) 到逆冲缩短 (reverse shortening) 的转变。这种转变导致了轴面叶理 (axial planar foliation) 的发育,为含金热液的流动提供了通道。
至关重要的是,在逆冲缩短应力状态下,热液流体压力 (hydrothermal fluid pressure) 被迫超过了岩石静压力 (lithostatic pressure),形成了超岩石静压力 (supralithostatic pressure) 环境。在这种高压环境下,形成了大量的第三代矿脉,构成了金矿化的主要阶段。

研究还发现,矿脉的分布和金矿化程度与岩石的流变学特性密切相关。流变学 (rheology) 研究的是物质的变形和流动。奥伯伦金矿的矿化主要集中在流变学上相对稳定的硅质碎屑沉积岩 (siliciclastic sediments) 中,尤其是在这些岩石与流变学上不稳定的岩石(例如蚀变的镁铁质侵入体 (mafic intrusions) 和碳质泥岩 (carbonaceous mudstone))接触的部位。这是因为流变学上不稳定的岩石更容易变形,而稳定的岩石则能够保持裂隙的开放,从而有利于热液的流动和金的沉淀。
这项研究提出了一个新的矿床成因模型,强调了流体压力在造山型金矿形成过程中的重要作用。传统的模型认为,断层活动是控制热液流动的主要因素。然而,奥伯伦金矿的研究表明,即使在断层活动不显著的情况下,超岩石静压力下的热液流体也可以驱动裂隙的形成和矿化。

此外,该研究还挑战了传统的断层阀模型 (fault-valve model)。断层阀模型认为,断层活动会周期性地开启和关闭,从而控制热液的流动和矿化。奥伯伦金矿的矿化模式并不符合断层阀模型的预测,这表明该矿床的形成机制可能更为复杂。
这项研究对造山型金矿的勘探具有重要的指导意义。它表明,除了关注断层构造之外,还应该重视岩石的流变学特性和流体压力的作用。通过研究岩石的流变学架构,可以更好地预测热液流动的路径和金矿化的位置。

参考文献 Andrew F. Crawford , Nicolas Thébaud , Quentin Masurel , David W. Maidment; Structural and Rheological Controls on Hydrothermal Fluid Flux within Orogenic Gold Systems — Insights from the Oberon Deposit, Granites-Tanami Orogen, Australia . Economic Geology 2024;; 119 (8): 1809–1832. doi: https://doi.org/10.5382/econgeo.5116


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