Orogen malm

Fördelning i geologisk tid av bildningen av orogena guldmineraliseringar. Y-axeln visar mängden guld i miljoner troy-uns (Moz), och x-axeln visar miljarder år (Ga) bakåt i tiden.

En orogen malmfyndighet, ofta med guld, har bildats vid en orogenes längs med konvergenta plattgränser. Under mänsklighetens historia har tre fjärdedelar av allt utvunnet guld varit just orogent guld. Bergsstrukturen är den primära utgångspunkten för orogen guldmineralisering på alla nivåer, och den styr både transport- och avsättningsprocesserna för mineraliserade fluider. Detta skapar strukturella vägar med hög genomsläpplighet, där avsättningen fokuseras till strukturellt kontrollerade platser.

Förutom orogen guldmalm finns det fyndigheter som bär ekonomiska koncentrationer även av antimon. Dessa fyndigheter kan utgöras av guldförande ådror av kvarts-spetsglans.

Mineralogi och geokemi

Geokemiska studier av guldhaltiga kvarts-karbonatgångar är viktiga för att fastställa den temperatur och det tryck under vilka gångarna bildades, samt vätskornas kemiska signatur. Kvarts är i regel det dominerande mineralet i gångarna, men det förekommer även guldhaltiga gångar där karbonat dominerar i orogena fyndigheter. Malmkroppar i orogena guldfyndigheter kännetecknas generellt av ≤ 3–5 % sulfidmineral – oftast arsenikkis i metasedimentära värdbergarter och svavelkis/magnetkis i metamorfa magmatiska bergarter – samt ≤ 5–15 % karbonatmineral, såsom ankerit, dolomit och kalcit. Ett vanligt drag hos nästan alla orogena guldgångar är förekomsten av omfattande zoner med karbonatomvandling, särskilt ankerit, järnhaltig dolomit, siderit och kalcit. Att guld företrädesvis transporteras som sulfidkomplex förklarar också den nästintill totala frånvaron av oädla metaller (Cu, Pb, Zn) i samma mineralsystem, eftersom dessa metaller hellre bildar komplex med klor än med svavel.

Hydrotermala fluider kännetecknas generellt av låg salthalt (upp till 12 viktprocent NaCl-ekvivalenter), höga halter av H2O och CO2 (> 4 molprocent), mindre mängder CH4 och N2 samt ett pH-värde nära neutralt. Fluider med hög salthalt kan uppstå genom uttorkning av evaporitsekvenser och innehåller höga koncentrationer av Na och Cl samt de tidigare nämnda komplexen av oädla metaller. Även om vissa författare anger ett specifikt CO2-intervall på cirka 5–20 procent, förekommer stor variation, från nästan ren CO2 till nästan rent H2O. CO2-rika fluider kan därvid tyda på höga bildningstemperaturer, över 500 C.

Relation till sidobergarter

I magmatiska system härrör både malm och sidobergarter från samma fluid. När det gäller hydrotermala fluider är sidobergarterna äldre än de huvudsakligen vattenhaltiga fluider som transporterar och avsätter metaller, vilket försvårar identifieringen av en specifik sidobergart kopplad till bildandet av guldtransporterande fluider. Flera olika bergarter har föreslagits som källa till orogent guld, men på grund av den stora variationen av sidobergarter genom jordens historia och på fyndighetsnivå är deras samband med storskaliga processer för guldbildning oklart. Dessutom visar åldersbestämningar av fyndigheterna och deras sidobergarter att det föreligger stora tidsmässiga skillnader mellan deras respektive bildningstillfällen. Resultaten tyder typiskt på att mineraliseringen ägde rum 10 till 100 miljoner år efter att sidobergarterna bildats. Dessa tidsgap tyder på att bildandet av fluiden och de lokala bergartserna i stort sett är genetiskt oberoende av varandra.

Storskaliga trender i tid och rum

Sammanslagningen av störda kontinentala massor som bildar nya superkontinenter, så kallade Wilsoncykler, spelar en central roll i bildandet av orogen malm. Detta görs genom att initiera stora regionala förändringar av litosfärens geokemiska, mineralogiska och strukturella natur. Orogena guldfyndigheter har bildats endast under vissa tidsintervaller av jordens historia.

Bildningen av orogena guldådror är huvudsakligen koncentrerad till tre epoker av jordens historia: (1) neoarkeikum 2,8–2,5 Ga, (2) paleoproterozoikum 2,1–1,8 Ga och (3) fanerozoikum 0,500–0,05 Ga. Det finns en frånvaro under perioden 1,80–0,8 Ga, känd som en period med låg malmbildningsaktivitet. Samma tidsmässiga mönster dokumenteras för fyndigheter av guld i konglomerat.

Den tidsbundna naturen hos många mineralfyndigheter återspeglar upplösningen eller bildandet av superkontinenter, vilket troligen även gäller för orogena guldfyndigheter.

Referenser

  1. ↑ G. Phillips (2013), ”Australian and global setting for gold in 2013” (på engelska), AusIMM Bulletin World Gold 2013, https://findanexpert.unimelb.edu.au/scholarlywork/962946-australian-and-global-setting-for-gold-in-2013, läst 10 februari 2021
  2. ↑ J. Vearncombe, M. Zelic (2015-03-01), ”Structural paradigms for gold: do they help us find and mine?” (på engelska), Applied Earth Science 124 (1): 2–19, doi:10.1179/1743275815Y.0000000003, ISSN 0371-7453, Bibcode: 2015ApEaS.124....2V, https://doi.org/10.1179/1743275815Y.0000000003, läst 10 februari 2021
  3. 1 2 Zhai, Wei; Sun, Xiaoming; Yi, Jianzhou; Zhang, Xiangguo; Mo, Ruwei; Zhou, Feng; Wei, Huixiao; Zeng, Qinggao (2014). ”Geology, geochemistry, and genesis of orogenic gold–antimony mineralization in the Himalayan Orogen, South Tibet, China” (på engelska). Ore Geology Reviews 58: sid. 68-90. doi:10.1016/j.oregeorev.2013.11.001.
  4. ↑ Goldfarb, Richard J.; Baker, Timothy; Dubé, Benoît; Groves, David I.; Hart, Craig J.R.; Gosselin, Patrice (2005), ”Distribution, Character, and Genesis of Gold Deposits in Metamorphic Terran” (på engelska), One Hundredth Anniversary Volume, Society of Economic Geologists, doi:10.5382/av100.14, ISBN 978-1-887483-01-8, läst 12 april 2023
  5. ↑ D. I Groves, R. J Goldfarb, M Gebre-Mariam, S. G Hagemann, F Robert (1998-04-01), ”Orogenic gold deposits: A proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit types” (på engelska), Ore Geology Reviews 13 (1): 7–27, doi:10.1016/S0169-1368(97)00012-7, ISSN 0169-1368, Bibcode: 1998OGRv...13....7G, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136897000127, läst 15 februari 2021
  6. ↑ David I Groves, Richard J Goldfarb, Carl M Knox-Robinson, Juhani Ojala, Stephen Gardoll (2000-09-01), ”Late-kinematic timing of orogenic gold deposits and significance for computer-based exploration techniques with emphasis on the Yilgarn Block, Western Australia” (på engelska), Ore Geology Reviews 17 (1): 1–38, doi:10.1016/S0169-1368(00)00002-0, ISSN 0169-1368, Bibcode: 2000OGRv...17....1G, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136800000020, läst 15 februari 2021
  7. 1 2 3 Pirajno, Franco (2009) (på engelska), Hydrothermal Processes and Mineral Systems, doi:10.1007/978-1-4020-8613-7, ISBN 978-1-4020-8612-0
  8. ↑ Richard J. Goldfarb, David I. Groves (2015-09-15), ”Orogenic gold: Common or evolving fluid and metal sources through time” (på engelska), Lithos, Geochemistry and Earth Systems – A Special Issue in Memory of Robert Kerrich 233: 2–26, doi:10.1016/j.lithos.2015.07.011, ISSN 0024-4937, Bibcode: 2015Litho.233....2G, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493715002613, läst 10 februari 2021
  9. ↑ Elmer, F. L.; Powell, R. W.; White, R. (August 2006), ”Devolatilization of metabasic rocks during greenschist-amphibolite facies metamorphism” (på engelska), Journal of Metamorphic Geology 24 (6): 497–513, doi:10.1111/j.1525-1314.2006.00650.x, ISSN 0263-4929, Bibcode: 2006JMetG..24..497E, http://dx.doi.org/10.1111/j.1525-1314.2006.00650.x, läst 17 februari 2021
  10. ↑ Stephen J. Barnes, Alexander R. Cruden, Nicholas Arndt, Benoit M. Saumur (2016-07-01), ”The mineral system approach applied to magmatic Ni–Cu–PGE sulphide deposits” (på engelska), Ore Geology Reviews 76: 296–316, doi:10.1016/j.oregeorev.2015.06.012, ISSN 0169-1368, Bibcode: 2016OGRv...76..296B
  11. ↑ Derek A. Wyman, Kevin F. Cassidy, Peter Hollings (October 2016), ”Orogenic gold and the mineral systems approach: Resolving fact, fiction and fantasy” (på engelska), Ore Geology Reviews 78: 322–335, doi:10.1016/j.oregeorev.2016.04.006, ISSN 0169-1368, Bibcode: 2016OGRv...78..322W, http://dx.doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.04.006, läst 17 februari 2021
  12. ↑ S. F. Cox, M. A. Knackstedt, J. Braun (2001-01-01), ”Principles of Structural Control on Permeability and Fluid Flow in Hydrothermal Systems” (på engelska), Structural Controls on Ore Genesis, s. 1–24, doi:10.5382/Rev.14.01, ISBN 1887483586, läst 17 februari 2021
  13. ↑ Groves, David I.; Santosh, M.; Goldfarb, Richard J.; Zhang, Liang (2018-07-01), ”Structural geometry of orogenic gold deposits: Implications for exploration of world-class and giant deposits” (på engelska), Geoscience Frontiers 9 (4): 1163–1177, doi:10.1016/j.gsf.2018.01.006, ISSN 1674-9871, Bibcode: 2018GeoFr...9.1163G
  14. ↑ M. E. Barley, D. I. Groves (1992-04-01), ”Supercontinent cycles and the distribution of metal deposits through time” (på engelska), Geology 20 (4): 291–294, doi:10.1130/0091-7613(1992)020<0291:SCATDO>2.3.CO;2, ISSN 0091-7613, Bibcode: 1992Geo....20..291B, https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/20/4/291/205684/Supercontinent-cycles-and-the-distribution-of, läst 11 februari 2021
  15. 1 2 3 R.J. Goldfarb, D.I. Groves, S. Gardoll (2001-04-01), ”Orogenic gold and geologic time: a global synthesis” (på engelska), Ore Geology Reviews 18 (1): 1–75, doi:10.1016/S0169-1368(01)00016-6, ISSN 0169-1368, Bibcode: 2001OGRv...18....1G, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136801000166, läst 11 februari 2021
  16. ↑ Meyer, C (May 1988), ”Ore Deposits as Guides to Geologic History of the Earth” (på engelska), Annual Review of Earth and Planetary Sciences 16 (1): 147–171, doi:10.1146/annurev.ea.16.050188.001051, ISSN 0084-6597, Bibcode: 1988AREPS..16..147M, http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.ea.16.050188.001051, läst 11 februari 2021
  17. ↑ Sillitoe, Richard H.; Goldfarb, Richard J.; Robert, François; Simmons, Stuart F. (2020-01-01) (på engelska). Geology of the World's Major Gold Deposits and Provinces. Society of Economic Geologists. doi:10.5382/sp.23. ISBN 978-1-62949-642-9. https://pubs.geoscienceworld.org/segweb/books/book/2314/Geology-of-the-World-s-Major-Gold-Deposits-and.
  18. ↑ H. Frimmel, H. Frimmel (2018), ”Episodic concentration of gold to ore grade through Earth's history” (på engelska), Earth-Science Reviews 180: 148–158, doi:10.1016/J.EARSCIREV.2018.03.011, Bibcode: 2018ESRv..180..148F
  19. ↑ H. Frimmel, H. Frimmel (2018), ”Episodic concentration of gold to ore grade through Earth's history” (på engelska), Earth-Science Reviews 180: 148–158, doi:10.1016/J.EARSCIREV.2018.03.011, Bibcode: 2018ESRv..180..148F