El mecanismo de formación del sistema de mineralización de oro en la zona de corte.
1. Fondo geotectónico de mineralización
El fondo tectónico es el factor de control más fundamental para la formación de depósitos de oro. Las Eras Neoarqueica, Paleoproterozoica y Mesozoica fueron los períodos más intensos de acreción del terreno Cordillera en la historia geológica, y también fueron los períodos en los que se desarrollaron depósitos de oro en vetas. Kerrich et al. (1988) creían que depósitos de oro en forma de vetas de diferentes edades pueden haberse formado mediante el mismo proceso, es decir, durante el proceso de compresión y acreción torsional de terrenos exóticos en el cinturón orogénico de la Cordillera. Las zonas estructurales lineales regionales en los límites del terreno (Eisenlorh, 1989) controlan la distribución de grandes depósitos de oro. Estas zonas estructurales lineales regionales están compuestas de estructuras de corte y fallas en todos los niveles.
2. Estructura del sistema de mineralización de la zona de corte
Según las características del sistema de mineralización de la zona de corte, el sistema de mineralización se puede dividir en sistema de fuente de mineral, sistema de transporte de mineral y sistema de almacenamiento de mineral. y Sistema de energía.
(1) Sistema de fuente mineral
La zona de cizalla gigante es una zona estructural lineal en el límite del terreno, con una longitud generalmente superior a 100 km. Basado en su obvio control sobre la distribución del magma félsico y el lamprofiro desde las profundidades de la corteza o el manto, se pueden considerar estructuras a gran escala que penetran la corteza y se extienden hacia abajo hasta el manto. zona de corte incluye el manto superior, inferior La corteza terrestre y sus cinturones derivados de granito y piedra verde.
Los datos sobre los isótopos estables C, O, S y los isótopos radiactivos Pb y Sr muestran que el manto, los cinturones de piedra verde y sus intrusiones félsicas derivadas pueden ser fuentes de minerales, entre las que se encuentran las rocas magmáticas derivadas del manto, incluida la komatiita. , lamprofiro y pórfido félsico oxidado. Las rocas sedimentarias volcánicas incluyen BIF y las rocas sedimentarias clásticas incluyen el complejo TTG y el granito refundido del mismo volcán.
(2) Sistema de transporte de mineral
El sistema de transporte de mineral incluye el medio para transportar minerales (principalmente fluido hidrotermal) y el canal para la migración del medio. El fluido en la parte profunda de la zona de cizalla es el fluido original rico en CO2 del manto, la parte media es agua metamórfica y agua magmática, y la capa poco profunda es principalmente agua atmosférica. El agua primaria, el agua metamórfica, el agua magmática y el agua atmosférica constituyen juntos el fluido formador del mineral, lo que concuerda con el "agua mezclada" revelada por los isótopos estables. Las inclusiones fluidas en depósitos de oro de tipo veta sensibles al tiempo están compuestas principalmente de H2O y CO2.
Los sistemas de migración de fluidos incluyen foliaciones, fracturas y fisuras preexistentes en las rocas que rodean la zona de deformación, especialmente foliaciones de milonita y fisuras de cizallamiento en la zona de deformación. El calor generado por la migración de fluidos en las interfaces de contacto de la litología activada y en las zonas de corte es al menos tres órdenes de magnitud mayor que el del flujo de difusión (Thompson et al., 1984). Incluso en la zona de cizallamiento se produce penetración de fluidos. Las capas continuas de agua o la estratificación reológica en la corteza profunda (Fyfe, 1987) pueden desempeñar un papel importante en el enriquecimiento de los fluidos hidrotermales hacia las zonas de cizalla.
La estructura de la zona de corte del primer nivel es un área con gran flujo hidrotermal y la mayor relación agua-roca, y es el principal canal de migración de mineral.
(3) Sistema de almacenamiento de mineral
El sistema de zona de corte de almacenamiento de mineral se refiere a la zona de corte secundaria en relación con la zona de corte principal (canal de transporte de mineral) y, a veces, al canal de transporte de mineral. También forma parte del sistema de almacenamiento de minerales. Las zonas de corte de almacenamiento de mineral pueden ser estructuras de fallas de 1 a 10 km de largo y de varios centímetros a cientos de metros de ancho, o pueden ser microfisuras de varios centímetros a varios metros de largo y de varios milímetros a varios centímetros de ancho. Su distribución sigue el modelo de sistema de corte simple de Riedel (Roberts, 1987). Una vez mineralizada la milonita, puede convertirse en miembro del sistema de almacenamiento de mineral desde el canal de transporte de mineral.
Cabe señalar que la división del sistema de almacenamiento de mineral y el canal de transporte de mineral no es absoluta, y pueden transformarse entre sí bajo ciertas condiciones.
(4) Sistema de energía
El sistema de energía se refiere a la activación de minerales, la migración de fluidos y la precipitación de minerales. Es un sistema muy complejo. Incluye principalmente parámetros como temperatura, presión, pH, Eh, concentración, velocidad de deformación, viscosidad, etc., principalmente gradiente de temperatura y gradiente de presión.
3. Mecanismo del sistema de mineralización de la zona de corte
La distribución de las zonas de corte dúctil en la corteza es: la deformación frágil es dominante por encima de los 7 km; la transición frágil-dúctil es entre 7 y 15 km; zona de km; la zona de deformación dúctil está por debajo de los 15 kilómetros (Figura 6-22, Colvin A C, 1988). La temperatura de transición frágil-dúctil es de aproximadamente 200 ~ 350 ℃.
Figura 6-22 La estructura ideal de la zona de corte a gran escala cambia con la profundidad.
(Según Colvin et al., 1988)
El mecanismo de mineralización de los depósitos de oro producidos en zonas de corte dúctil se puede resumir de la siguiente manera (Bonnemaison M, 1986; Li (1996) : Durante la evolución de una zona de corte dúctil, se produce deformación dúctil en las profundidades tempranas, lo que resulta en una serie de deformaciones plásticas, que incluyen milonita, pliegues de vaina, disolución por presión, lentes de corte, recristalización dinámica de nuevas partículas y nucleación. Fenómenos de transformación de macro y micromateriales, como la estructura del manto. La contribución de esta etapa a la mineralización se refleja en el refinamiento de las rocas, la preparación de minerales y el gran aumento de la milonitización causada por el cizallamiento dúctil y las actividades de alta energía. el área de la superficie de las partículas y se convierte en una roca favorable para capturar oro activado en red mineral. El oro en esta etapa es en su mayor parte oro invisible y se distribuye en la foliación de milonita. Generalmente se cree que esta etapa se origina a partir de fluidos de fuente profunda. En la zona de corte profundo, a medida que los minerales migran, tienden a dispersarse en su conjunto, y solo en condiciones favorables pueden enriquecerse localmente en depósitos de oro milonítico o depósitos de oro de corte isoductil. transformación de las actividades de corte dúctil. El contenido de mineral de la roca madre es generalmente pequeño. En la etapa intermedia, muestra una deformación dúctil frágil y aparecen sistemas de grietas R, R′, P, D y T, lo que aumenta la permeabilidad de la roca madre. El oro invisible formado tempranamente existen formas cristalinas de grano fino en la mineralización granular y de sulfuro formada por la fragmentación periódica temprana, formando depósitos de oro periódicos comunes de tipo veta. La deformación frágil posterior no solo puede destruir los yacimientos existentes, sino que también puede aceptar nueva mineralización. Los fluidos conducen a una mineralización superpuesta.
Durante la evolución de las zonas de corte dúctiles en una región, estas zonas aparecerán en diferentes etapas debido al levantamiento del terreno y la formación de nuevas zonas de corte dúctiles. La sección de deformación dúctil se puede transformar mediante la superposición de zonas frágiles o frágiles-dúctiles en la etapa posterior. La antigua zona de corte dúctil proporciona rocas generadoras y canales para la transformación, y el control directo del mineral es la estructura frágil-dúctil en la. etapa posterior. Es el principal tipo de depósito de oro en el mundo, especialmente en la zona de corte dúctil en China.
Acompañado de actividades de corte dúctil se encuentran fluidos compuestos, incluidos fluidos metamórficos, desgasificación del manto y fuentes del manto. producido por deshidratación y desalcalinización. Los fluidos hidrotermales metamórficos dinámicos se producen durante la deformación metamórfica, o se derivan de fuentes profundas de zonas de corte a menudo se forman por la lubricación de magma fundido en granitoides formados durante el mismo período tectónico. Se forma una zona débil, lo que acelera la deformación estructural de la zona de corte dúctil, lo que lleva a una fractura frágil de la corteza, lo que hace que toda la zona de corte dúctil sea más propicia para la mineralización.
En resumen, la razón principal de la la mineralización de la zona de corte dúctil es. Los vínculos son: ① La existencia de capas fuente auríferas es la base material para la formación de zonas de corte auríferas (2) La combinación y superposición de zonas de corte dúctiles en diferentes períodos son. las condiciones estructurales para la mineralización; ③ Las rocas profundas inducidas por actividades de corte dúctil. La transformación del granito fundido promueve el enriquecimiento del mineral (Li, 1996)
4. p>Los parámetros característicos del sistema de mineralización incluyen la intensidad del sistema. Los tres aspectos de orden y autoorganización son indicadores importantes para juzgar la capacidad de acumulación de mineral de un sistema de mineralización.
Grado intensivo: es decir, el grado intensivo. grado intensivo de la estructura del sistema. La intensidad del sistema puede invertirse mediante la intensidad del yacimiento, que se refleja aproximadamente como la relación entre la escala del sistema de mineralización y el yacimiento (o tasa de mineralización) y la ley del mineral. La estructura densa favorece la estrecha conexión de subsistemas, la coincidencia y conexión de enlaces de mineralización, la plena utilización de la energía, la repetición y profundidad de la transformación material y la superposición de mineralización. Los depósitos de oro de tipo zona de corte tienen una alta tasa de mineralización (por ejemplo, Xiaoqinling S504 alcanza el 67%), alta ley de mineral (por ejemplo, la ley promedio del yacimiento Xiaoqinling 5505ⅳ es 30,48 g/t) y una gran escala de depósito (región de Kalgoorlie de Depósito de oro de 1000 t de Australia Occidental), todos indican que el sistema de mineralización de la zona de corte tiene una mayor densidad de cuerpos minerales.
Grado de orden: El grado de orden de un sistema de mineralización se refiere al método de organización y secuencia de movimiento formado entre varios elementos del sistema de mineralización para mantener su energía cinética general y sus características (Li, 1996). Cuantas más características tenga un elemento del sistema, mayor será el grado de orden que alcance. En el sistema de mineralización de la zona de cizalla, los fluidos derivados del manto deshidratan el anfíbol, produciendo fluidos dominados por H2O y CO2.
El fluido recoge y disuelve una gran cantidad de sulfuro de oro a lo largo de la zona de corte dúctil profunda. Una gran cantidad de oro precipita en la zona de corte dúctil-frágil media, mientras que solo hay una pequeña cantidad de precipitado de oro en la zona de cizallamiento dúctil-frágil poco profunda. zona Este es un proceso altamente ordenado. En este proceso, la precipitación de oro está controlada por muchos factores, como temperatura, presión, pH, Eh, fugacidad del oxígeno, fugacidad del azufre, concentración de la solución, grietas que contienen minerales, etc. , pero siempre mantiene un proceso ordenado desde el ascenso de minerales profundos hasta la adición de minerales de profundidad media y luego hasta la precipitación de minerales de profundidad media.
Autoorganización: La autoorganización del sistema se caracteriza principalmente por la autorreplicación y la autorretroalimentación. Un sistema que produce un nuevo sistema que es similar en estructura y función se llama autorreplicación. Un sistema con una fuerte capacidad de autorreplicación muestra que su estructura funcional es estable. La autorretroalimentación se logra mediante la autorretroalimentación del sistema para ajustar la relación entre el sistema y el medio ambiente. Por ejemplo, el fenómeno de "autocuración" de las grietas de la roca. Una vez que se produce una grieta, se debe rellenar con material (vetas minerales) para mantener la continuidad de la estructura de la roca. Esta es una manifestación de la autorretroalimentación del sistema; y la zona de corte está bajo la acción de tensiones progresivas. La generación continua de grietas es una manifestación de autorreplicación. La "curación de grietas" periódica también es una manifestación de la fuerza de autoorganización del sistema. La zona de la veta aurífera compuesta por múltiples grupos de fracturas es una manifestación de la fuerza de autoorganización.
5. Evolución del sistema de mineralización de la zona de cizalla
Cualquier sistema está en el medio ambiente, es decir, pertenece a un medio de nivel superior. Intercambia materia y energía con el medio ambiente. Su formación y evolución están controladas por un sistema de nivel superior.
La convección del manto controla la dispersión y agregación de las placas. La dispersión y agregación de placas se concentran en el límite de la placa, que es donde el sistema de mineralización de la zona de corte está más desarrollado. El entorno tectónico, incluido el sistema de zonas de cizalla, ocurre por primera vez durante el período de dispersión de placas, controla la formación de capas fuente y barreras geoquímicas y termina en el período de convergencia de placas. Kerrich et al. (1988) describieron este proceso: ① extensión; ② acreción por compresión torsional; ③ falla de empuje dúctil frágil o fallas de traslación; estiramiento y torsión locales; 9. mineralización estructural tardía de oro; 10. magmatismo alcalino. Aparentemente, los sistemas de mineralización de la zona de cizalla ocurren principalmente al mismo tiempo o después del magmatismo alcalino.
La potencia térmica del sistema de mineralización de la zona de cizalla proviene del calentamiento geotérmico provocado por el engrosamiento de la corteza provocado por la subducción y la colisión, y terminará también con la reducción de la isoterma provocada por el levantamiento global de el cinturón orogénico. Por lo tanto, la formación y evolución de los sistemas de mineralización de zonas de cizalla están estrechamente relacionadas con la subducción y colisión de placas y la formación y evolución de cinturones orogénicos.
6. Modelo del sistema de mineralización de la zona de corte
En general, el modelo de mineralización y el mecanismo de la zona de corte todavía se están discutiendo, explorando y mejorando. Aquí hay solo algunos Una serie de patrones. . Basado en el hecho de que un gran número de depósitos de oro en forma de vetas están relacionados con zonas de corte dúctiles, Bonemaison (1986) consideró las vetas de cuarzo con contenido de oro como un caso especial de zonas de corte con contenido de oro y propuso un modelo de mineralización de tres etapas de zonas de corte auríferas. Kerrich y Fyfe (1988) creían que la mineralización de oro en veta estaba ubicada dentro de la zona de corte durante las actividades de fracturación hidráulica. Sibson (1977) propuso un modelo de mineralización de válvula de falla relacionado con los efectos dinámicos de las fallas sísmicas. Hodgson et al. (1993) resumieron las características de famosos depósitos de oro en vetas como Sigma, Kalor, Kalgoorlie, Honghu y Huanghuangli, y creyeron que las vetas están limitadas a un ambiente de expansión de presión promedio baja causado por una alta presión de fluido en el zona de corte. Cameron (1988, 1989) propuso un modelo de mineralización de activación y migración de oro en metamorfismo oxidativo en zonas de cizalla dúctil profunda a través de estudios en el depósito Hemlo, el cratón Dauar en India y el cinturón metalogénico Bambule en Noruega. Wilkins et al. (1986) propusieron un modelo de mineralización de falla de desprendimiento; Liu Jishun (1990) propuso un modelo de mineralización estructural de desprendimiento de oro (He Shaoxun et al., 1996).
El modelo anterior enriquece y desarrolla la investigación teórica sobre los depósitos de oro en la zona de cizalla. Es necesario estudiar más a fondo la diagénesis y mineralización de las zonas de cizallamiento y la comprensión de las propias zonas de cizallamiento.