Mecanismo de mineralización del depósito de oro de Jinshan
Un gran número de estudios han demostrado que la distribución de los depósitos de oro está relacionada principalmente con varios eventos importantes de liberación de energía en la historia geológica. El metamorfismo regional, el aumento del flujo de calor metamórfico profundo y la dinámica de las fracturas pueden ser energías impulsoras hidrotermales efectivas. Después de que el terreno Jiuling chocó con el terreno, desencadenó la actividad de falla profunda y la orogenia de colisión en el noreste de Jiangxi, formando una estructura de red de deformación dúctil en el noreste de Jiangxi, y se produjo un metamorfismo regional a gran escala a lo largo de la falla profunda en el noreste de Jiangxi (Cui, 1998) y emplazamiento de magma intermedio-básico a pequeña escala (Shu et al., 1995). El calor proporcionado por estos metamorfismo regional a gran escala y magmatismo tectónico puede ser la principal fuerza impulsora para la migración de fluidos formadores de minerales en el depósito de oro de Jinshan. Por supuesto, durante el proceso de mineralización, el gradiente de presión causado por el cambio de presión del fluido de presión litostática a presión hidrostática causado por el mecanismo de válvula de falla puede ser la fuerza impulsora para la migración de fluidos formadores de mineral de lo profundo a lo poco profundo.
Durante el proceso de deformación, el enriquecimiento y pérdida de materiales en las rocas se consigue principalmente mediante la migración de calor y materiales por parte de fluidos. Para la mayoría de los eventos metamórficos, la transferencia de calor se logra principalmente por conducción térmica (Ferty, 1992). La transferencia de masa de fluidos se logra mediante dos mecanismos de migración principales. Uno es la disolución por presión de partículas de materiales, la corrosión por tensión y la difusión de dislocaciones entre redes minerales bajo la acción de la tensión. En tales condiciones, la principal fuerza impulsora para la transferencia de masa de fluido es el gradiente de energía química y el gradiente de concentración causados por la deformación (Bell et al., 1990). Sin embargo, la distancia efectiva de transferencia de masa causada por esta transferencia de masa es muy limitada, por lo que no puede causar pérdida y enriquecimiento a gran escala de elementos en la banda de corte. En segundo lugar, bajo la acción del esfuerzo cortante, la canalización es causada por la foliación, la foliación S-C y la escisión de la permeabilidad producida durante la deformación de la roca. En tales condiciones, el mecanismo de transferencia de masa dominante es la percolación o advección. Muchos estudiosos han confirmado la canalización de fluidos en zonas de cizallamiento. Selverstone et al. (1999) señalaron que el flujo de fluido en la zona de corte está relacionado con el metamorfismo en la zona de corte, y su migración está relacionada principalmente con la canalización en la zona de deformación, más que con las rocas circundantes a través de la percolación.
El desarrollo de la foliación de rocas y la foliación SC en la mina de oro Jinshan muestra que la canalización de fluidos es obvia. Por lo tanto, este libro cree que el modo de migración fluida del depósito de oro de Jinshan es principalmente la canalización. Aunque la microestructura de la roca indica que la migración de los límites de grano dependiente del tiempo también es evidente, su capacidad para transportar solutos es muy limitada.
En segundo lugar, la forma de migración del oro
Muchos investigadores han realizado estudios sistemáticos y en profundidad sobre la forma de migración del oro en sistemas hidrotermales, incluida la disolución del oro en diversas condiciones. Experimentos, cálculos termodinámicos y determinación de inclusiones de fluidos, y presentan sus propios conocimientos y conocimientos diferentes. Generalmente se cree que la forma de migración del oro en los fluidos hidrotermales depende de cambios en las condiciones físicas y químicas, como la temperatura del medio, la fugacidad del oxígeno, el valor del pH, la actividad del oxígeno y del azufre. En condiciones de medios ácidos, oxidantes, ricos en cloro y de alta temperatura, favorece la migración de complejos de cloruro de oro, mientras que en ambientes de temperatura más media y baja, el oro forma principalmente complejos que contienen azufre (como Au (HS)-; 2 ) formar migración.
Según los resultados de las mediciones de inclusiones estacionales en el depósito de oro de Jinshan, la temperatura uniforme de las inclusiones fluidas estacionales es de 250 ~ 300 ℃ y la presión de formación del mineral es de 980 × 105 Pa. La composición química de la solución formadora del mineral se caracteriza por ser rica en H2O, CO2, Na y K, entonces-2>Cl->F-. Por lo tanto, se puede inferir que los complejos que contienen azufre son una de las principales formas de migración de oro en el depósito de oro de Jinshan.
Las teorías actuales sobre la solubilidad del oro en complejos de tiosulfato y cloruro pueden modelar fácilmente el comportamiento de migración y precipitación de complejos de oro a 300°C y 100MPa (Seward, 1991). Sin embargo, en algunos depósitos, el oro muestra correlaciones claras o fuertes con elementos como el arsénico, el teluro, el antimonio y el bismuto. Los estudios preliminares de la relación entre el bismuto y el oro en algunos depósitos sugieren que se formaron en ambientes con bajas proporciones agua-roca. Por lo tanto, es necesario seguir estudiando los complejos Au-As, Au-Sb y Au-Te para determinar el mecanismo de reemplazo del oro en sistemas de mineralización ricos en estos elementos.
Existe una separación obvia de fases H2O-CO2 entre los depósitos de oro orogénico y los depósitos de oro intrusivos, pero los cambios geoquímicos precisos que conducen a la formación de oro pesado en los fluidos formadores de mineral no están claros. La comprensión precisa del efecto inmiscible de los volátiles en la precipitación de oro y elementos relacionados es de gran importancia para comprender los sistemas de depósito de oro orogénico, especialmente los sistemas de depósito de oro en vetas. En muchos depósitos minerales, la inmiscibilidad de la fase H2O-CO2 no siempre va acompañada de precipitación de oro, por lo que es necesario dilucidar cómo otros mecanismos contribuyen a la desestabilización de los complejos de oro y conducen a la precipitación de oro. De hecho, estudios experimentales de Laux et al. (1999) demostraron que a 400°C, si la presión de la roca metamórfica se reduce en 2 kar, la desulfuración de los fluidos supercríticos y la solubilidad del oro se reducirán en más de 90.
En los últimos años, la disolución, migración y precipitación de complejos de oro-silicio en sistemas hidrotermales ricos en silicio han despertado un gran interés (Fan Wenling et al., 1995; Tu Guangchi, 1998). El depósito de oro de Jinshan tiene una fuerte silicificación y el enriquecimiento y precipitación del oro están estrechamente relacionados con la silicificación. Cuanto más fuerte es la silicificación, mayor es la ley del oro, y la deformación progresiva en el tiempo hace que la migración límite de los granos con el tiempo se cierre parcialmente, formando una estructura aurífera (Shi Huosheng, 1995). Por lo tanto, el oro de la mina de oro de Jinshan también puede migrar en forma de complejos de oro y silicio. Por lo tanto, este libro cree que el oro en la mina de oro de Jinshan migra principalmente en forma de complejos de oro-azufre y complejos de oro-silicio.
Tres. Materia orgánica y mineralización de oro
La relación entre la materia orgánica y el origen de los depósitos de oro en vetas siempre ha sido una preocupación para los mineralogistas. Una gran cantidad de estudios han demostrado que la materia orgánica juega un papel importante en la migración y precipitación de oro durante la mineralización de oro en vetas. Los experimentos han demostrado que el oro puede formar una migración compleja [aucl 4]. Durante el proceso de mineralización, la materia orgánica puede reducir ciertos complejos inorgánicos que contienen oro, lo que hace que el oro precipite y se agregue para formar minerales. El estudio cinético de Gatellier (1990) sobre la reducción [aucl 4] de la materia orgánica mostró que la materia orgánica tiene una fuerte capacidad reductora y puede destruir [aucl 4]- incluso a temperatura ambiente y provocar la precipitación de oro. Al mismo tiempo, provoca la oxidación de la materia orgánica, convirtiendo el grupo RCH 3 en un grupo -COOH y liberando CO2 debido a la inestabilidad térmica del grupo carboxilo. Zou Huanyan (1993) creía que el contenido general de carbono orgánico y oro del depósito de oro de Jinshan estaba correlacionado positivamente. Durante el proceso de mineralización, la materia orgánica migró desde el centro de mineralización a las rocas circundantes. En la zona minera rica en oro, aparece una gran cantidad de finas capas de filita negra en el borde de la veta. Donde el oro es rico, el contenido de carbono orgánico es más bajo, lo que hace que el contenido de carbono orgánico sea inversamente proporcional al contenido de oro. El descubrimiento de inclusiones de fluidos orgánicos en inclusiones de fluidos estacionales en la mina de oro de Jinshan (Zhang Wenhuai et al., 1998) también demuestra que la materia orgánica está involucrada en la mineralización de oro de Jinshan.
Cuatro. Discusión sobre el mecanismo de mineralización
El oro en la mina de oro Jinshan se produce principalmente de dos maneras: primero, se produce en sulfuros (como la pirita, segundo, aparece en micropartículas, lo mismo); como la mayoría de los otros depósitos relacionados con zonas de cizalla (Wang Yuming, 1998). Muchos investigadores creen que la precipitación de oro se debe principalmente a cambios en las condiciones físicas y químicas del fluido que contiene oro cuando la zona de corte dúctil evoluciona de dúctil a frágil, lo que resulta en inestabilidad del complejo de oro, provocando así que el oro precipite. de la solución. Sin embargo, el estudio encontró que existe una clara correlación positiva entre la mineralización de oro y la intensidad de la deformación. A medida que se intensifica la deformación, aumenta la intensidad de la mineralización de oro y el centro de la zona de corte dúctil con fuerte deformación es más propicio para la mineralización de oro. Algunos estudiosos también señalaron que el yacimiento de oro de mayor ley no es consistente con la sección con la deformación más fuerte en la zona de corte, sino que es completamente consistente con la sección definida por los dos centros de máxima intensidad de deformación incremental de corte (He Shaoxun et al. otros, 1996). Estas condiciones han llevado a más y más estudiosos a explorar el mecanismo de enriquecimiento del oro en zonas de corte dúctil. Wang Yuming (1998) cree que el enriquecimiento de oro en la zona de cizalla no se debe a que el fluido hidrotermal que forma el mineral haya alcanzado las condiciones para la descomposición inestable de los complejos de oro a nivel macro; y arsenopirita, porque cuando estos minerales crecen, el valor de Eh y/o S2- y (Ass)3- disminuirán localmente en la microárea cercana a su superficie de crecimiento, lo que resultará en la inestabilidad y descomposición del complejo de oro en esta micro-área. área, el oro descompuesto se adhiere a la superficie de crecimiento del mineral y luego se rodea.
En cuanto al enriquecimiento de oro en partículas finas, cree que el efecto piezoeléctrico generalmente ocurrirá durante el proceso de corte dúctil, creando un fuerte ambiente reductor con concentración local de carga negativa en y cerca de un lado de las partículas, y se induce la emisión de electrones entre ellas. algunas partículas adyacentes dependientes del tiempo y entre superficies de partículas. Esto promueve efectivamente la reducción y descomposición de los complejos de oro en los fluidos hidrotermales, y el oro liberado se adhiere a la superficie de las partículas estacionales y cercanas. Jiang Zechun et al. (1998) creían que el enriquecimiento de oro en pirita está relacionado con la existencia de oro en fluidos hidrotermales. En la zona de corte dúctil, el oro se muele hasta convertirlo en polvo y existe en forma de nanopartículas de oro. Hay dos tipos de pirita semiconductora: tipo N y tipo P. El primero tiene fuerza termoelectromotriz negativa y carga negativa; el segundo tiene potencial positivo y carga positiva. Cuando migra con la solución acuosa de SiO2_2, si encuentra P-pirita cargada positivamente, la P-pirita la adsorberá y precipitará para formar minerales. La pirita cargada negativamente no puede adsorber el nanooro cargado negativamente, por lo que no puede mineralizarse. Este entendimiento explica razonablemente el contenido de oro de la pirita. Algunas personas creen que el oro existe en la zona de corte dúctil en forma de nanooro. Debido a su gran coeficiente de difusión y propiedades de adsorción, puede migrar, difundir y enriquecer minerales en forma de oro natural. De acuerdo con la estrecha relación entre la precipitación de oro y la silicificación en la zona de corte dúctil, algunos estudiosos (Fan Wenling et al., 1995; Tu Guangchi (1998)) creen que el fluido formador de mineral que conduce a la mineralización de oro es un fluido rico en silicio. El oro está presente principalmente en soluciones ricas en silicio. Migración en forma de AuH3Si40. Debido al siliciuro, el SiO2 _ 2 precipita, lo que hace que el AuH3Si4 en la solución sea inestable y el Au precipita. forma del oro, el estado de aparición del oro en el mineral y el fluido apropiado Con base en las características estructurales de las inclusiones y las rocas, este libro cree que el oro en la mina de oro Jinshan puede precipitarse del fluido principalmente a través de los siguientes mecanismos:
1. Ebullición y mezcla del fluido a presión reducida
Durante el levantamiento de las rocas de la corteza terrestre, los fluidos formadores de minerales migran a partes poco profundas impulsados por el estrés tectónico y la presión estática del Las rocas continúan disminuyendo. Cuando las rocas ascienden a la zona de transición dúctil-frágil, las rocas se fracturan y la presión disminuye repentinamente, lo que hace que el fluido fluya a lo largo de las fisuras de la roca. Se eleva rápidamente y hierve, provocando una hidratación extensa, aumentando la salinidad de. la fase de fluido residual, reduciendo la temperatura del fluido y mejorando la saturación del complejo de oro-azufre. Al mismo tiempo, debido a que el fluido está en un sistema abierto, conduce a la infiltración de precipitación y suministro atmosféricos, también promueve la. aparición del mecanismo de mezcla-enfriamiento del fluido, lo que resulta en la desintegración del complejo oro-azufre y del complejo oro-silicio
Au H3 SiO 40 0,5 H2O = Au↓ 0,25 o 2 h4sio 40
p>2. Reducción de temperatura y presión
Los cambios en las condiciones de temperatura y presión en el entorno del fluido de formación del mineral reducirán la solubilidad de los complejos de oro-azufre y de los complejos de oro-silicio, generando oro.
3. Reacción agua-roca
Varios depósitos minerales relacionados con actividades hidrotermales van acompañados de una alteración extensa e intensa, y la mina de oro Jinshan no es una excepción. como clorita y sericita (illita), se distribuyen en la zona de corte de Jinshan, lo que indica que las interacciones agua-roca en la zona de corte consumen una gran cantidad de agua. Como resultado, los solutos en la solución tienden a saturarse, lo que resulta en La sericitización y cloritización extensas en la zona de cizalla provocan la precipitación de una gran cantidad de SiO_2, lo que resulta en la inestabilidad de Au_H3SiO_40. Por otro lado, la sericitización y la cloritización hacen que la solución se transforme de débilmente ácida a débilmente. alcalino, lo que resulta en una disminución de la solubilidad del oro en el fluido y promueve la precipitación del oro.
Además, el fluido interactúa con la solución del carbono en la filita carbonosa en el fondo del Shuangqiaoshan. El grupo también cambia las condiciones físicas y químicas de la solución, provocando la inestabilidad del complejo oro-azufre y del complejo oro-silicio y precipitando el oro.
4. El descubrimiento de oro en muros de dislocación dependientes del tiempo muestra que la precipitación de oro en la mina de oro Jinshan está estrechamente relacionada con la deformación de la roca.
Debido a la deformación de la roca, el efecto piezoeléctrico ocurre durante la tensión, la pirita se polariza y el valor Eh y la actividad [AUC L2] de los sulfuros como la arsenopirita se reducen localmente, lo que resulta en la inconsistencia de los complejos oro-silicio y oro-azufre. Al estabilizarse y descomponerse, el oro precipita en paredes de dislocación oportunas y paredes de dislocación, así como en sulfuros como la pirita y la arsenopirita.
Los experimentos de simulación de Wu et al. (2007) mostraron que bajo los efectos termodinámicos de la actividad tectónica, las rocas y los minerales no sólo sufren deformación dúctil por corte y deformación frágil, sino que también sufren deformación dúctil primero y luego frágil. deformación y superpuesta a la deformación dúctil. La acción tectónica puede activar, migrar y acumular materiales formadores de minerales en las partes colapsadas de los pliegues, zonas de fractura entre capas y intersecciones de fallas; la tensión tectónica de múltiples etapas y múltiples etapas no solo intensifica la deformación y las fracturas, sino que también daña los materiales formadores de minerales. Conjunto superpuesto y enriquecido.
5. Reducción de materia orgánica
Parte del oro en la mina de oro de Jinshan migra en forma de [aucl2]-, y la materia orgánica tiene una gran capacidad para reducir [aucl2]. -, incluso en También puede destruir [AUC L2]- y producir precipitación de oro a temperatura ambiente (Gatelliere et al., 1990).