طبقه بندی سيستم های مينرالی، نماهای كلی حاشيه های تكتونيكی صفحه ای و مثال هايی از كانسارهای مرتبط با حاشيه های همگرا

A classification of mineral systems, overviews of plate tectonic margins and examples of ore deposits associated with convergent margins

چكيده
1- مقدمه
2- سيستم هاي مينرالي
3- طبقه بندي سيستم ها و مدل هاي مينرالي
4- حاشيه هاي صفحه اي
4-1 حاشیه های ورقه همگرا
4-2 حاشیه های ورقه واگرا
4-3 موقعیت تغییر و گسل های لغزش امتدادی

چکیده
در اين مقاله، تعاريف سيستم هاي مينرالي و طبقه بندي پيشنهادي را از كانسارها ارائه مي كنم. نويسندگان گوناگون به مفهوم سيستم هاي مينرالي در چهارچوب مدل هاي ژنتيكي به منظور بهبود هدف قرار دادن كانسارهاي جديد در نواحي ميدان سبز پرداخته اند. سيستم مينرالي بايد بر حسب الگوها يا روندهاي بزرگ و فضا ـ زمان كاني سازي در مقياس منطقه اي، كنترل هاي تكتونيكي شان و كمربندهاي فلززايي وابسته در نظر گرفته شود. اين به طبقه بندي پيشنهادي از سيستم هاي مينرالي با خلاصه اي از ايده هاي قبلي درباره آن چه كه بي شك نوعي «ميدان مين» است منجر مي شود، زيرا اگر طبقه بندي بر اساس فرايندهاي ژنتيكي باشد اين ها به خاطر اين واقعيت كه پيدايش كانسنگ معمولا شامل تعدادي فرايندهاي بر هم كنشي است مي توانند پيچيده باشند. طبقه بندي ارائه شده بر اساس فرايندهاي ماگمايي، ماگمايي ـ هيدروترمال، رسوبي ـ هيدروترمال و مكانيكي ـ برجا مي باشد. نماي كلي تكنونيك صفحه اي (حاشيه هاي همگرا و واگرا) بعدا بحث مي شود. مشخصه بارز حاشيه هاي صفحه اي همگرا صفحه تكتونيكي فررونده زير صفحه كم تراكم است. حاشيه هاي صفحه اي همگرا ترانشه عميق زمين سوي، كمپلكس فرورانش ـ افزايش، قوس ماگمايي و كمربند رانش ناحيه پيشاني را دارند. ويژگي مهم زاويه فرورانش است: زاويه شيب دار نزولي كه نمونه اي از آن Mariana يا سيستم هاي فرورانش Tonga-Kermadec هدايت كننده به سمت سيستم هاي اپي ترمال پورفيري ـ سولفيداسيون بالا مي باشد، در حالي كه در ريفت درون قوسي سيستم هاي داراي مراكز گسترش به توليد كانسارهاي سولفيد توده اي با ميل تركيبي كوركو هدايت مي كنند. زون فرورانش كم عمق تر قلمروي كانسارهاي اپي ترمال و Cu-Mo پورفيري عظيم است. پيامدهاي اين تفاوت به لحاظ فلززايي فوق العاده مهم است. قاره ـ قاره، قوس ـ قاره، قوس ـ قوس، ادغام ريزقاره هاي انحرافي، و رخدادهاي برخورد اقيانوسي عامل مهمي در آپ ليفت، شروع كمربندهاي چين و رانش، و متامورفيسم P بالا در نظر گرفته مي شوند. مثال ها كمربند كوه زايي تشكيل شده با بسته شدن حوضه هاي اقيانوسي Tetys و كمربند كوه زايي عظيم آسياي مركزي (CAOB)، كلاژ افزايشي غول پيكري از قوس هاي جزيره اي و تكه هاي قاره اي، است. انسداد حوضه هاي اقيانوسي و افزايش ساختارهاي ژئولوژيكي غير بومي به قرارگيري افيوليت ها با فرايند فرارانش منجر مي شوند. صفحات واگرا شامل ريج هاي ميان اقيانوسي، حاشيه هاي نافعال و فرم هاي گوناگون ريفت هاي قاره اي هستند. در مراكز گسترش ميان اقيانوسي، حفره هاي ماگما درست زير مركز گسترش هستند. هنگامي كه پوسته اقيانوسي از ريج دور مي شود، آن يا در زون فرورانش مصرف مي شود يا به حاشيه هاي قاره اي يا قوس هاي جزيره اي اضافه مي گردد. مراكز گسترش هم چنين در حوضه هاي حاشيه اي قوس پشتي تشكيل مي شوند. تنظيمات تراگذر شامل تراكششي با مؤلفه كشش به خاطر واگرايي مورب، تراگذر يا امتداد ـ لغزش و ترافشاري با مؤلفه فشار به خاطر همگرايي اريب هستند. گسل هاي امتدادلغزي كه در طول فرايندهاي كششي تشكيل مي شوند، به حوضه هاي كششي منجر مي گردند. سيستم هاي مينرالي كه در حاشيه هاي همگرا تشكيل مي شوند، به اختصار در جدول هاي 1 الي 7 به صورت زير معرفي مي گردند: ويژگي هاي ژئولوژيكي اصلي سيستم هاي مينرالي منتخب در حاشيه هاي صفحه اي همگرا و قوس هاي پشتي (جدول 1)، معيارهاي شناسايي آن ها (جدول 2)، ويژگي هاي ژئولوژيكي اصلي كانساهاي منتخب حوضه هاي قوس پشتي و ريفت هاي پس فرورانش (جدول 3) و كانسارهاي منتخب قوس هاي ماگمايي مربوط به فرورانش (جدول 4)، معيارهاي شناسايي آن ها (جدول 5)؛ تكتونيك افزايشي و برخوردي و سيستم هاي مينرالي وابسته (جدول 6)؛ ويژگي هاي ژئولوژيكي اصلي و سيستم هاي مينرالي وابسته ي گسل هاي تراگذر (جدول 7)..
1- مقدمه
در اين مقاله نخست سعي دارم مفهوم سيستم مينرالي را تعريف كرده و سپس يك طبقه بندي را از سيستم هاي مينرالي ارائه كرده و بعد بررسي خواهم كرد كه در شرايط فعلي چه چيزي عموما براي حاشيه هاي صفحه اي همگرا، تبديل و واگرا درك مي شود. بعد از اين، نماي كلي نسبتا سيستماتيكي را از كانسارهايي كه با حاشيه هاي صفحه اي همگرا ارتباط دارند يا با آن ها تشكيل مي شوند ارائه خواهم نمود. اين نماي كلي به صورت يك سري جدول ارائه مي شود كه در اين جدول ها مشخصات ژئولوژيكي اصلي براي ذخاير مينرالي مورد بحث فراهم مي شوند. در صورت لزوم، اين جدول ها با جدولي كه بعضي از ملاك هاي مهم شناسايي (الگوهاي مينرالوژيكي، ژئوشيميايي، دگرساني و غيره) را ارائه مي كند، تكميل مي شوند.

Abstract

In this contribution I presents definitions of mineral systems, followed by a proposed classification of mineral deposits. The concept of mineral systems has been tackled by various authors within the framework of genetic models with the aim of improving the targeting of new deposits in green field areas. A mineral system has to be considered taking into account, by and large, space-time patterns or trends of mineralisation at the regional scale, their tectonic controls and related metallogenic belts. This leads to a suggested classification of mineral systems, together with a summary of previous ideas on what is, without doubt, a kind of “mine field”, because if a classification is based on genetic processes, these can be extremely complex due to the fact that ore genesis usually involves a number of interactive processes. The classification presented is based on magmatic, magmatic-hydrothermal, sedimentary-hydrothermal, non-magmatic, and mechanical-residual processes. An overview of plate tectonics (convergent and divergent margins) is discussed next. Convergent plate margins are characterised by a tectonic plate subducting beneath a lower density plate. Convergent plate margins have landward of a deep trench, a subduction–accretion complex, a magmatic arc and a foreland thrust belt. An important feature is the subduction angle: a steep angle of descent, is exemplified by the Mariana, or Tonga–Kermadec subduction systems, conducive to porphyry-high-sulphidation epithermal systems, whereas in an intra-arc rift systems with spreading centres is conducive to the generation of massive sulphide deposits of kuroko affinity. A shallower subduction zone is the domain of large porphyry Cu–Mo and epithermal deposits. The implications of this difference in terms of metallogenesis are extremely important. Continent–continent, arc–continent, arc–arc, amalgamation of drifting microcontinents, and oceanic collision events are considered to be a major factor in uplift, the inception of fold-and-thrust belts and high P metamorphism. Examples are the Alpine–Himalayan orogenic belt formed by the closure of the Tethys oceanic basins and the great Central Asian Orogenic Belt (CAOB), a giant accretionary collage of island arcs and continental fragments. The closing of oceanic basins, and the accretion of allochthonous terranes, result in the emplacement of ophiolites by the obduction process. Divergent plates include mid-ocean ridges, passive margins and various forms of continental rifting. At mid-ocean spreading centres, magma chambers are just below the spreading centre. Once the oceanic crust moves away from the ridge it is either consumed in a subduction zone, or it may be accreted to continental margins, or island arcs. Spreading centres also form in back arc marginal basins. Transform settings include transtensional with a component of tension due to oblique divergence, transform or strike–slip sensu stricto and transpressive with a component of compression due to oblique convergence. Strike–slip faults that form during extensional processes lead to the formation of pull-apart basins. Mineral systems that form at convergent margins, the topic of this special issue, are succinctly introduced in Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, Table 5, Table 6, Table 7, as follows: principal geological features of selected mineral systems at convergent plate margins and back-arcs (Table 1); their recognition criteria (Table 2); principal geological features of selected ore deposits of back-arc basins and post-subduction rifting (Table 3) and of subduction-related magmatic arcs (Table 4), their respective recognition criteria (Table 5); accretionary and collisional tectonics and associated mineral systems (Table 6); principal geological features and associated mineral systems of transform faults (Table 7)..

1- Introduction

In this contribution, I will firstly attempt to define the concept of a mineral system then I suggest a classification of mineral systems, following which I will look at what is generally understood in the present context for convergent, transform and divergent plate margins; followed in turn by a rather systematised succinct overview of ore deposits that are formed or are associated with convergent plate margins. This overview is presented as a series of tables, in which the principal geological characteristics for the mineral deposit(s) in question are provided. Where applicable, these tables are complemented by a table giving some of the key recognition criteria (mineralogical, geochemical, alteration patterns, etc.)..

طبقه بندی سيستم های مينرالی، نماهای كلی حاشيه های تكتونيكی صفحه ای و مثال هايی از كانسارهای مرتبط با حاشيه های همگرا

A classification of mineral systems, overviews of plate tectonic margins and examples of ore deposits associated with convergent margins

کاربرد کانه شویی زیستی استخراج معدن مس در شیلی

Application of bioleaching to copper mining in Chile

Abstract

Background: Bioleaching of minerals is a process that allows the treatment of insoluble sulphides and insoluble oxides via hydrometallurgy, as opposed to the more traditional technology of pyrometallurgy. Bioleaching presents several technological, environmental and economic advantages as compared with pyrometallurgy, as well as some limitations. Results: In this work a general panorama of copper mining and biomining, the influence of the most relevant operating variables and their present and future situation in Chile are presented and discussed. Conclusions: Today, Chile plays an important role in the development and commercial application of bioleaching to copper ores. This background information allows predicting a brilliant future for this technology in Chile, as has been forecasted in the last years.

1 Introduction

Bioleaching of minerals is the oxidative selective solubilization of mineral species mediated by the action of microorganisms. Different alternative names are also used, such a bacterial leaching, microbial leaching, and biooxidation, all of them part of what is known as biohydrometallurgy or biomining. This process allows the treatment of insoluble sulphides and insoluble oxides via hydrometallurgy, as opposed to the more traditional technology of pyrometallurgy. Bioleaching presents the following advantages as compared with pyrometallurgy: simple and low cost equipments, apt for treating low grade or waste ores, low energy requirement, and no atmospheric contamination. Its main disadvantages are low reaction rates and productivities, requirement of extensive grounds, and current inadequacy for treating primary sulphides.

Chile plays an important role in the development and application of bioleaching of copper ores, and in the following sections a general panorama of the past, present and future of this technology in Chilean mines is presented, together with a discussion of the main variables involved in the process.

مشروح سیر تکامل یک ایالت اپی ترمال بزرگ: Hauraki Goldfield، نیوزلند

Punctuated Evolution of a Large Epithermal Province: The Hauraki Goldfield, New Zealand

چکیده
منطقه Hauraki Goldfield در زون ولکانیکی Coromandel تقریبا شامل 50 کانسار طلا – نقره اپی-ترمال آدولاریا – سرسیت در محدوده ای به وسعت 40*200 کیلومتر با جهت شمالی – جنوبی می باشد. این کانسارها تقریبا 320000 کیلوگرم طلا و 5/1 میلیون کیلوگرم نقره تولید می کنند و از سیستم های هیدروترمال میوسن تا پلیوسن تشکیل شده اند. این منطقه به 3 ایالت شمالی، شرقی و جنوبی تقسیم شده-است.
در ایالت شمالی، آدولاریا از Plateau سن 13/0 ± 32/16 میلیون سال پیش و از Opitonui سن 03/0 ± 5/13 میلیون سال پیش را نشان می دهد. مطالعات Re-Os مولیبدنیت از کانی سازی تیپ پورفیری در Ohio Creek 2 تاریخ 06/0 ± 87/11 و 08/0 ± 97/11 میلیون سال پیش را نشان می دهند. روابط زمین شناسی اظهار می دارد که این سن ها، شبیه سن کانی سازی در نزدیکی کانسار اپی ترمال Thames می-باشد.
در ایالت شرقی، آدولاریا از کانسار Ohuiسن 25/0 ± 29/8 میلیون سال پیش و از کانسار Broken Hills سن 02/0 ± 12/7 میلیون سال پیش و از کانسار Wharekirauponga سن 12/0 ± 32/6 میلیون سال پیش را نشان می دهد.
در ایالت جنوبی، آدولاریا از رگه های کوارتزی کانسار Maratotoسن 04/0 ± 41/6 میلیون سال پیش و از رگه های کوارتزی کانسار Sovereign سن 16/0 ± 7/6 میلیون سال پیش و از کانسار Martha سن 06/0 ± 16/6 میلیون سال پیش را را نشان می دهد. 2 تاریخ از مطالعات Re-Os مولیبدنیت رگه ها در کانسار Martha سن های 03/0 ± 37/6 و 03/0 ± 51/6 میلیون سال پیش را نشان می دهند. آدولاریا از رگه های کوارتزی کانسار Favona سن 04/0 ± 05/6 میلیون سال پیش را نشان می دهند. سنگ میزبان و رگه آدولاریا از کانسار Karangahake سن های 02/0 ± 9/6 و 13/0 ± 71/5 میلیون سال پیش را نشان می دهد. آدولاریا از کانسار Waiorongomai سن 03/0 ± 71/5 میلیون سال پیش و از کانسار Eliza سن 06/0 ± 47/4 میلیون سال پیش را نشان می دهد و از رگه های کوارتزی کانسار Muirs Reef سن 11/0 ± 12/2 میلیون سال پیش را نشان می دهد. مطالعات نشان می دهد که کانسار ها در منطقه Hauraki Goldfield بین 3/16 تا 2 میلیون سال پیش تشکیل یافته اند و بر اساس موقعیت، چینه شناسی ولکانیکی و تیپ کانی سازی به دو گروه زمانی متمایز تقسیم بندی می شوند: دسته اول از 3/16 تا 8/10 میلیون سال پیش حاوی رگه های اپی ترمال bonanza و کانی سازی پورفیری است که در ایالت شمالی تشکیل یافته اند. دسته دوم در ایالت های شرقی و جنوبی در 9/6 تا 6 میلیون سال پیش اتفاق افتاده است. بیشتر از 80 درصد طلای شناخته شده بین 9/6 تا 6 میلیون سال پیش ته نشین شده است.
معرفی
کانسار های طلا – نقره اپی ترمال از سیستم های هیدروترمالی که در مناطق ولکانیکی فعال توسعه دارند، تشکیل می شوند. ایالت های اپی ترمال در کمان های ولکانیکی فعال شامل Great Basin در غرب ایالات متحده، کمربند نقره مکزیکو، ژاپن، منطقه Patagonia در آرژانتین و Hauraki Goldfield در نیوزلند می باشد. در این مطالعه به شرح وقایع منطقه با توجه به تعیین سن توسط آدولاریا و مولیبدنیت می پردازیم.
زمین شناسی منطقه
در 25 میلیون سال اخیر، بخش شمالی نیوزلند، تغییرات قابل توجهی در محل ولکانیسم متحمل شده اند. منطقه Hauraki Goldfield تقریبا شامل 50 کانسار طلا – نقره اپی ترمال آدولاریا – سرسیت می باشد. بیشتر سنگ های کانه دار شامل مجموعه ای از رگه های کوارتزی می باشند و بعضی از کانسار ها محصولات مهمی از برش های هیدروترمالی یا استوک ورک دارند. محصول کلی از سال های 1862 تا 2009، مقادیر 320000 کیلوگرم طلا و 6/1 میلیون کیلوگرم نقره بود.

Abstract

The Hauraki goldfield in the Coromandel volcanic zone contains approximately 50 adularia-sericite epithermal Au-Ag deposits in a 200-km-long by 40-km-wide north-south−trending belt. These deposits have produced approximately 320,000 kg Au and 1.5 Mkg Ag and formed from Miocene to Pliocene subaerial hydrothermal systems. The goldfield has been divided into three provinces (northern, eastern, and southern), based on the host rocks and geologic setting of the deposits (Christie et al., 2007). In the northern province of the goldfield, adularia from Paritu yields a single 40Ar/39Ar plateau date of 16.32 ± 0.13 Ma, and adularia from Opitonui yields a preferred 40Ar/39Ar age of 13.15 ± 0.03 Ma. Two Re-Os dates of molybdenite from porphyry-style mineralization at Ohio Creek overlap within error and yield dates of 11.87 ± 0.06 and 11.97± 0.08 Ma; geologic relationships suggest that this is the likely age of mineralization in the nearby Thames epithermal deposits. In the eastern province, adularia from the Ohui deposit gives a preferred 40Ar/39Ar age of 8.29 ± 0.25 Ma, adularia from the Broken Hills deposit gives a preferred 40Ar/39Ar age of 7.12 ± 0.02 Ma, and adularia from the Wharekirauponga prospect yields a preferred 40Ar/39Ar age of 6.32 ± 0.12 Ma. In the southern province, adularia from quartz veins at the Maratoto deposit provide a preferred 40Ar/39Ar age of 6.41 ± 0.04 Ma, and adularia from a quartz vein at the Sovereign deposit yields a preferred 40Ar/39Ar age of 6.70 ± 0.16 Ma. Two dates from vein adularia at the world-class Martha deposit overlap within error, and we interpret a preferred age for the deposit of 6.16 ± 0.06 Ma. Two samples of molybdenite from veins in the Martha deposit yield discrete Re-Os dates of 6.37 ± 0.03 and 6.51 ± 0.03 Ma. Adularia from one quartz vein from the Favona deposit yields a 40Ar/39Ar date of 6.05 ± 0.04 Ma. Host rock and vein adularia from the Karangahake deposit yield 40Ar/39Ar plateau dates that range from 6.90 ± 0.20 to 5.71 ± 0.13 Ma, which may reflect more than one stage of mineralization or protracted fluid flow. Adularia from veins at the Waiorongomai deposit yields a preferred 40Ar/39Ar age of 5.71 ± 0.03 Ma, and adularia from a vein at the Eliza deposit yields a preferred age of 4.47 ± 0.06 Ma. The southernmost deposit in the Hauraki goldfield, Muirs Reef, has adularia in quartz veins that yield 40Ar/39Ar plateaus dates of 2.12 ± 0.11 to 1.78 ± 0.16 Ma. Combined with previous work, these results indicate that mineralization in the Hauraki goldfield ranges from 16.3 Ma in the north to 2 Ma in the south, and clusters into two distinct groups that correlate with location, volcanic stratigraphy, and mineralization style. The first group, from ~16.3 to ~10.8 Ma contains epithermal veins, including bonanza-style veins, and porphyry-style mineralization that formed in the northern province in an arc that was dominated by andesitic volcanism. The second period of mineralization occurs primarily from 6.9 to 6.0 Ma in the eastern and southern provinces, when precious metals were deposited into thicker colloform-crustiform banded veins that formed in extensional settings in an arc that was erupting bimodal andesite-rhyolite compositions. Therefore, even though volcanism in the Coromandel volcanic zone was active from 18 to 2 Ma, Au-Ag mineralization was focused into two discrete periods of this arc formation, and the style of mineralization changed through time, coinciding with a change in style of volcanism. In addition, while Hauraki goldfield mineralization discontinuously lasted more than 11 m.y., greater than 80 percent of the known gold endowment was deposited in a relatively brief 0.9 Ma window between 6.0 and 6.9 Ma. These changes through time likely reflect, at least in part, reorganization of the Miocene Northland and Colville volcanic arcs in the New Zealand region of the southwest Pacific..

1- Introduction

EPITHERMAL Au-Ag deposits form from hydrothermal systems that most commonly develop in active volcanic regions (e.g., Simmons et al., 2005). Epithermal provinces occur in remnant and active volcanic arcs worldwide, including the Great Basin of the western United States (e.g., John, 2001; Saunders et al., 2008), the Mexico silver belt (e.g., Albinson et al., 2001), Japan (e.g., Hishikari: Izawa et al., 1990), the Patagonia province of Argentina (e.g., Sillitoe, 2008), and the Hauraki goldfield of New Zealand (e.g., Christie et al., 2007). Work in these, and in other epithermal provinces has focused mainly on descriptions of individual deposits, and yet few integrated studies have documented the temporal evolution of volcanic systems and the relationships between tectonics, volcanism, hydrothermal activity, and the formation of epithermal gold deposits. Here, we document the regional chronology of the Hauraki goldfield, providing new 40Ar/39Ar dates of hydro thermal adularia and Re-Os dates of molybdenite from veins.

Regional Geology

In the last 25 m.y., the North Island of New Zealand has undergone a considerable shift in the locus of volcanism, from the north- to northwest-trending Northland arc between 25 and 15 Ma, to the Coromandel volcanic zone between 18 and 2 Ma, and then to the currently active northeast-striking Tonga-Kermadec-Taupo Volcanic Zone arc (Fig. 1; Adams et al., 1994; Ballance, 1999; Hayward et al., 2001; Carter et al., 2003; Briggs et al., 2005). Although there is wide consensus on this overall evolution, important details remain unclear, including the timing of the significant clockwise rotation of the arc from north-northwest to northeast trending.

کانسارهای طلا – نقره اپی ترمال Hauraki Goldfield، نیوزلند: معرفی

Epithermal Gold-Silver Deposits of the Hauraki Goldfield, New Zealand: An Introduction

چکیده
زمین شناسی و کانسارهای معدنی منطقه Hauraki Goldfield
این مقاله جنبه های مختلف کانسارهای طلا – نقره اپی ترمال و ارتباط ژنتیکی سیستم های هیدروترمال را در منطقه Hauraki Goldfield در شبه جزیره Coromandel در شمال نیوزلند بیان می کند. این منطقه شامل بیش از 50 کانسار Au-Ag اپی ترمال و چندین رخداد پورفیریCu-Au-Mo در محدوده ای با وسعت 200 در 40 کیلومتر و راستای شمالی – جنوبی می باشد. محصول تولید شده از این کانسارها بین سال های 1862 تا 2009 تقریبا 335000 کیلوگرم طلا و 6/1 میلیون کیلوگرم نقره می باشد. کانسارهای اپی ترمال در ارتباط با سیستم های هیدروترمال سطحی می باشند که سنگ میزبان آن ها، سنگ-های زون ولکانیکی Coromandel میوسن تا پلیوسن می باشد.
طلای پلاسری اولین بار در نزدیکی شهر Coromandel در سال 1852 کشف شد، اما به دلیل اندازه ی کوچک پلاسرها فعالیت های معدنی کمی بر روی آن ها انجام گرفت. تا اینکه در سال 1861 رگه های کوارتز طلادار در معدن Kapanga کشف شد. بررسی مناطق دیگر شبه جزیره Coromandel منجر به افتتاح معادن Thames در سال 1865، Karangahake درسال 1875 Waihi (Martha) در سال 1878 شد. دوره اصلی معدن کاری طلا با بسته شدن معدن زیرزمینی Martha در سال 1952 بسته شد. محصول تولید شده در این دوره بیش از 250000 کیلوگرم طلا و 1100000 کیلوگرم نقره بود.فاز جدید معدن کاری طلا در سال 1988 با افتتاح معدن روباز Marthaشروع شد. سپس بهره برداری به صورت روباز و زیرزمینی در Golden Cross از سال 1991 تا 1998 انجام شد وکانسار Favona به عنوان یک معدن زیرزمینی در 5/1 کیلومتری معدن روباز Martha در سال 2006 کشف شد. امروزه معدن کاری در معدن Martha ادامه دارد و با تولید 220000 کیلوگرم طلا و 1430000 کیلوگرم نقره در سال 2009 بزرگترین تولید کننده منطقه Hauraki Goldfield بوده است. معادن Thames، Karangahake،Golden Cross نیز از تولیدکننده های اصلی می باشند.
شبه جزیره Coromandel ترکیبی از سنگ های آتشفشانی میوسن و پلیوسن کم عمق و کانسارهای ولکانوکلاستیکی زون آتشفشانی Coromandel می باشد که گریوک های ژوراسیک پایانی و سنگ بستر آرژیلیتی را می پوشاند. سنگ های زون آتشفشانی Coromandel باهم ادغام شده اند و توسط کانسارهای آتشفشانی کوارترنری زون ولکانیکی Taupo در جنوب شبه جزیره Coromandel پوشیده شده اند. مهم-ترین سنگ های میزبان واحد های آندزیت بازالتی، آندزیت و داسیت در 18 تا 2.5 میلیون سال پیش است. زون آتشفشانی Coromandel محصولات کمان های Colville و Northland را دوباره ارائه می کند و این سازماندهی مجدد این کمان ها احتمالا حدود 10 میلیون سال پیش اتفاق افتاده است.
زون آتشفشانی Coromandel توطی چندین گسل و ساختار راهرومانند اصلی قطع می شود که ممکن است بازتاب ساختارهای بستر اصلی باشد. Morrell و همکاران خصوصیات ژئوفیزیکی منطقه Waihi-Waitekauri را در مرکز Karangahake توصیف می کنند که ممکن است سیستم های هیدروترمال بیشماری را متمرکز کرده باشد.
شبه جزیره Coromandel توسط ریفت Hauraki به سمت غرب حرکت کرده است. کانی سازی محصور به رگه های کوارتزی عمدتا با سنگ میزبان آندزیتی و داسیتی می باشد. Goldfield شامل 3 ایالت شمالی، شرقی و جنوبی است که در سن و نوع کانی سازی متفاوتند. کانسارهای ایالت شمالی قدیمی تر از کانسارهای ایالت های شرقی و جنوبی هستند، اکثرا از نوع آدولاریا – سرسیت می باشند و بین 16 تا 2 میلیون سال پیش تشکیل یافته اند. در حالت کلی 2 دسته زمانی بر اساس موقعیت، چینه شناسی ولکانیکی و تیپ کانی سازی وجود دارد. دسته قدیمی تر از 3/16 تا 8/10 میلیون سال پیش حاوی رگه-های اپی ترمال bonanza و کانی سازی پورفیری است که در ایالت شمالی تشکیل یافته اند. دسته دوم در ایالت های شرقی و جنوبی در 9/6 تا 6 میلیون سال پیش اتفاق افتاده است. بیشتر از 80 درصد طلای شناخته شده بین 9/6 تا 6 میلیون سال پیش ته نشین شده است. Morrell و همکاران با استفاده از اطلاعات ژئوفیزیکی و نقشه ها، آنومالی های مرتبط با دگرسانی های هیدروترمال و کانی سازی طلا – نقره اپی ترمال را مشخص کردند. 6 زون مغناطیسی با آنومالی های پتانسیم بالا در مرکز آن ها مشخص شد که حاکی از غنی شدگی پتاسیم و وجود سازندهای آدولاریا و ایلیت است. مطالعات ثقل سنجی آنومالی باقیمانده مثبت و مطالعات ژئوشیمیایی نیز آنومالی را در ارتباط با زون مغناطیسی نشان می دهد.

Geology and Mineral Deposits of the Hauraki Goldfield

The five papers that follow describe diverse aspects of epithermal gold-silver deposits and genetically related hydrothermal systems in the Hauraki goldfield on the Coromandel peninsula of the North Island of New Zealand (Fig. 1). The Hauraki goldfield contains more than 50 Miocene and Pliocene epithermal Au-Ag deposits and several porphyry Cu-Au-Mo occurrences in a 200-km-long by 40-km-wide north-south–trending belt (Fig. 1C; Christie et al., 2007). Production from these deposits between 1862 and 2009 totaled approx. 335,000 kg (10.8 Moz) of Au and 1.6 million kg (51.4 Moz) of Ag (Mauk et al., 2011). The epithermal deposits are related to subaerial hydrothermal systems hosted in rocks of the early Miocene to late Pliocene (~18–1.9 Ma) Coromandel volcanic zone (Skinner, 1986). Placer gold was first discovered near Coromandel township in 1852, but because of the small size of these placers, little mining activity occurred until the discovery of Au-bearing quartz veins in 1861 at the site of the Kapanga mine (Fig. 1C). Prospecting elsewhere on the Coromandel peninsula resulted in the opening of mines at Thames in 1865, Karangahake in 1875, and Waihi (Martha) in 1878. The major period of gold mining ended with the closure of the underground Martha mine at Waihi in 1952. Total production during this period was more than 250,000 kg (8.0 Moz) of Au and 1,100,000 kg (35.3 Moz) of Ag (Christie et al., 2007). Higher gold prices in the 1980s led to renewed exploration, and the recent phase of gold mining began in 1988 with opening of the Martha openpit mine at Waihi. This was followed by a combined open-pit and underground operation at Golden Cross from 1991 to 1998 and discovery of the Favona deposit, 1.5 km from the Martha open pit, which opened as an underground mine in 2006. Mining continues today at the Martha mine, and the Trio deposit, which lies between the Martha and Favona mines, is being developed through underground workings extending from the Favona mine. The Martha mine is by far the largest producer in the Hauraki goldfield, with total production through 2009 of ~220,000 kg (7.1 Moz) of Au and 1,430,000 kg (46 Moz) of Ag (Newmont Waihi Gold Limited, 2010), which accounts for approximately 66 percent of the total Au and 89 percent of the total Ag production of the Hauraki goldfield. Other major past producers were the Thames, Golden Cross, and Karangahake mines. The Coromandel peninsula is composed of Miocene and Pliocene subaerial volcanic rocks and volcaniclastic deposits of the Coromandel volcanic zone that unconformably overlie Late Jurassic graywacke and argillite basement (Fig. 1C; Skinner, 1986; Christie et al., 2007). Rocks of the Coromandel volcanic zone merge with and are overlain by Quaternary volcanic deposits of the Taupo volcanic zone at the southern end of the Coromandel peninsula. The Coromandel volcanic zone is a subduction-related magmatic arc whose eruptive products are medium-K and calc-alkaline with compositions that range from basaltic andesite to rhyolite. The main ore hosts are basaltic andesite, andesite, and dacite units in the 18 to 2.5 Ma Coromandel Group (Booden et al., 2011). The exact origin of the Coromandel volcanic zone is controversial. Mauk et al. (2011) summarize available evidence and interpretations and suggest that the Coromandel volcanic zone represents products of both the Northland and Colville arcs and that reorganization of these arcs may have occurred at about 10 Ma, just prior to a shift from andesite-dacite to bimodal andesite-rhyolite volcanism in the Coromandel volcanic zone. The active Taupo volcanic zone is at the southwest end of the Tonga-Kermadec-Taupo volcanic zone arc (Fig. 1B). The Coromandel volcanic zone is cut by north-northwest– and north-northeast– to east-northeast–striking faults (Fig. 1C). Most northeast- and east-northeast–striking faults are downthrown to the south, thereby lowering the Jurassic basement to the south, thickening the volcanic sequence toward the Taupo volcanic zone, and tilting these volcanic rocks gently eastward. Several major structural corridors cross the peninsula and may reflect major basement structures (Fig. 1D). Morrell et al. (2011) describe geophysical features in the Waihi-Waitekauri area in the central part of the KarangahakeOhui structural trend that may have localized numerous late Miocene hydrothermal systems..

سیر تکامل ساختاری کانسار World-Class، کانسار Martha Hill، Waihi، نیوزلند

Structural Evolution of a World-Class Epithermal Orebody: The Martha Hill Deposit, Waihi, New Zealand

چکیده
ما یک ساختار پیچیده در بالاترین سطح کانسار طلا – نقره Martha Hill در شبه جزیره Coromandelبا سنگ میزبان آندزیتی میوسن را توصیف کردیم. محصول طلا کاملا از رگه های کوارتزی بوده و کانی سازی در پیشینه زمین شناسی زیر جای گرفته است. 1- کانی سازی با سنگ میزبان سنگ های ولکانیکی 2- شکستگی-های تکتونیکی اولیه 3- نفوذ دایک ها و سیل ها 4- شروع دگرسانی های هیدروترمال 5- فاز اصلی گسلش 6- فاز اصلی رگه دار شدن 7- فرسایش و اکسیداسیون عمیق 11-8- ته نشست بعدی مواد ولکانیکی شامل ریولیت و ساختار توپوگرافی موجود. رگه ها در شکستگی ها تشکیل می شوند اما از یک شبکه قبلی پیروی می-کنند. دایک های کلاستیکی ماسه سنگ کربن دار، طی فاز گسلش نفوذ کرده اند. سنگ های گسله عمدتا کاتاکلاست ها یا برش های شکننده هستند. اکثر رگه ها در چندین گسل نفوذ کرده اند. رگه های استوک ورک از یک ترکیب مشبک با دو مجموعه متعامد تشکیل شده اند؛ رگه های با جهت شمال شرقی – جنوب غربی و شمال غربی – جنوب شرقی و دیگری رگه های با جهت شمالی – جنوبی و شرقی – غربی. توزیع رگه ها و بافت های برشی نشان می دهد که ساختارهای تکراری بازشدگی رگه ها را کنترل می کنند که در ارتباط با تغییرات شرایط فیزیکی و شیمیایی سیالات کانی ساز هستند.
معرفی
این مقاله سوابق ساختاری معدن Martha Hill با تولید بیش از 7 میلیون اونس طلا را تا سال 1994 توصیف می کند. ساختارهای مرتبط با گسل ها و الگو های رگه ای و ارتباط بین این دو و همچنین بافت رگه ها بحث خواهد شد. سپس اهمیت این خصوصیات به منظور مطالعه پیشینه ساختاری و کنترل سیستم های رگه-ای به طور جزئی مورد استفاده قرار می گیرد و در نهایت با برخی از کانسارهای Hauraki Goldfield مقایسه می شوند.
زمین شناسی منطقه ای و محلی
معدن Martha Hill بخشی از Hauraki Goldfield در شبه جزیره Coromandel در شمال نیوزلند می باشد. سنگ میزبان ولکانیکی این منطقه به دو دسته آندزیت های قدیمی مجموعه Coromandel و ریولیت های جوان منطقه Whitianga تقسیم می شوند. سنگ بستر شامل متاگریوک های مزوزوئیک است که توسط سکانس زغالی، کربناتی، گلسنگ و ماسه سنگی پالئوسن و میوسن پوشیده شده اند. سنگ بستر در شمال شبه جزیره بالا آمده در حالیکه در جنوب و جنوب شرقی تا زیر سطح آب پایین آمده است. گسل های شمال شرقی، شمال – شمال غربی و بعضی از گسل های شمالی – جنوبی با جابه جایی های نرمال در سراسر شبه جزیره گسترش دارند. محدوده غربی Hauraki Goldfield توسط ریفت شمالی جنوبی Hauraki که یک گرابن نامتقارن و یک ترکیب تکتونیکی فعال در منطقه بوده است، تشکیل شده اند. ریفتینگ 10 تا 7 میلیون سال پیش شروع شده است. 3 تا 4 میلیون سال پیش گراول ها با رگه کوارتزی Hauraki Goldfield در بخش غربی ریفت Hauraki اتفاق افتاده است.

Abstract

We describe the complex structure in the highest (now mined-out) levels of the world-class Martha Hill goldsilver deposit, Coromandel peninsula, which is hosted in late Miocene andesitic rocks. A northeast-striking block of rock 360 m long and up to 100 m wide was occupied by a complex vein network dominated by northeast-striking gold-silver lodes up to 30 m thick. Gold production was entirely from quartz veins. The mineralization is embedded in the following geological history: (1) deposition of the host volcanic rocks, (2) initial tectonic fracturing, (3) intrusion of clastic dikes and sills, (4) start of hydrothermal alteration, (5) main phase of faulting, (6) main phase of veining, (7) erosion and deep oxidation, (8–11) deposition of further volcanic material, including prominent rhyolites, and formation of present topography. Veins occupied fractures but also followed a network of preexisting, mostly normal faults with a small to medium amount of displacement. Faulting involved northwest-southeast, north-south, and east-west extension, implying complex 3-D strain. Clastic dikes of carbonaceous sandstone intruded during the faulting phase. Fault rocks were mostly brittle cataclasites or breccias, but some clay-rich zones displayed ductile structures. Many veins overprinted faults, with a change from shear-mode to opening-mode deformation. Stockwork veins formed a mesh composed of two orthogonal sets: one with northeast-southwest– and northwest-southeast–striking veins, including the dominant mineralized lodes, and the other with north-south– and east-west–striking veins. Although northwest-striking veins were earliest, during the main vein phase, opening oscillated between all the vein directions, with the two main lodes in the open pit area, the Martha and the Welcome, capturing most of the strain. A variety of vein and breccia textures indicate repeated structurally controlled vein opening events that were associated with changes in the physical and chemical conditions of the mineralizing fluid. A special concentration of structural features facilitated focusing of fluid flow to produce this world-class deposit, which contrasts with the less well endowed vein systems around it. The overall tectonic control was dominated by northwest-southeast extension and dip-slip deformation. The 3-D strain in this area was not only due to local interference of differently oriented structural features but also to the superposition of regional tectonic north-northwest and northeast trends associated with migration of a subduction zone past the Coromandel peninsula. This demonstrates that structural control in an epithermal mineral deposit may originate from a number of different tectonic controls at different scales..

Introduction

EPITHERMAL DEPOSITS record deformation at the shallowest levels in the crust, where inhomogeneity, low confining pressures and, in some cases, the configuration of the Earth’s surface can provide additional complexity. Although the general setting of epithermal deposits has been well described (Simmons et al., 2005, and references therein), the actual structural controls of vein formation and of mineral deposition have received less attention (e.g., Berger et al., 2003; Chauvet et al., 2006; Micklethwaite, 2009) and are often approached from a theoretical rather than an observational point of view (e.g., Sibson, 1987, 1996). Therefore, a structural study of a major, superbly exposed epithermal gold deposit can provide much needed observational ground truth for the processes that may operate in this environment. The world-class Martha Hill mine in the Hauraki goldfield of New Zealand (Figs. 1, 2), with a total mined and unmined resource of greater than 7 Moz Au, provides such an opportunity. This paper describes the state of structural information in the Martha Hill mine up to 1994, as presented by Cargill (1994), and therefore treats only the upper levels of the total vein system (Figs. 3–5). Future work may allow recognition of downward changes in structural style towards the now-exposed deeper levels of the mine similar to the downward disappearance of microcrystalline quartz and adularia (Brathwaite and Faure, 2002; Brathwaite et al., 2006; Martin and Mauk, 2006). We first describe the relevant structures, with special attention to faults and vein patterns and the relationship between the two. Vein textures are also considered because they help constrain fluid flow and vein opening events. We then discuss the significance of all these features to the detailed structural history and control of the vein system, as well as to the tectonics of the Coromandel peninsula. Finally, comparisons are made with some of the other epithermal gold deposits in the Hauraki goldfield and overseas.

Regional and Local Geology

The Martha Hill mine is part of the Hauraki goldfield on the Coromandel peninsula of northern New Zealand (Christie et al., 2007) (Fig. 1). The goldfield comprises about 50 mineral deposits hosted in late Miocene to early Pleistocene arc/back-arc volcanic rocks of the Coromandel volcanic zone of Skinner (1986). These volcanic rocks are subdivided into the older Coromandel Group andesites (early Miocene-early Pliocene) and the younger Whitianga Group rhyolites (late Miocene-late Pliocene). The rhyolites are associated with a north-northwest–striking belt of calderas (Fig. 1A). Regional basement consists of Mesozoic low-grade metagraywackes (Manaia Hill Group) unconformably capped by a thin sequence of Paleocene to Miocene coal measures, carbonates, mudstones and sandstones (Skinner, 1976; Dix and Nelson, 2004). These basement rocks rise up to 800 m a.s.l. at the north end of the Coromandel peninsula but descend to below sea level toward the south and southeast. Post-Miocene eastward and southward tilting (Fig.1A) influences the block fault-controlled map pattern of units in the northern part of the peninsula (Spörli et al., 2006). Northeast–, north-northwest–, and some north-south–striking faults, with large normal components of movement, are prominent throughout the peninsula (Fig.1A). The north-northwest–striking faults form a horst and graben pattern, whereas the northeasterly striking faults are predominantly downthrown to the south (Skinner, 1986). As in other areas of New Zealand (Spörli, 1987; King, 2000), it is likely that many of these have been inherited from a network of block-bounding basement faults formed during Cretaceous to early Tertiary rifting, and therefore may have been reactivated one or several times. However, there is little reliable information on the slip history of any of the faults on the Coromandel peninsula, mainly due to a dearth of suitable outcrops..

ویژگی های ژئوفیزیکی کانسارهای طلا-نقره اپی ترمال آدولاریا-سرسیت در منطقه Waihi-Waitekauri، نیوزلند

Geophysical Characteristics of Adularia-Sericite Epithermal Gold-Silver Deposits in the Waihi-Waitekauri Region, New Zealand

چکیده
معرفی
محیط زمین شناسی
به دست آوردن اطلاعات هوابرد
مطالعات مغناطیس هوایی
پردازش داده های مغناطیس هوایی
مطالعات رادیومتری
مطالعات گرانی در Waihi
داده های گرانی
تفسیر داده های گرانی
منشا آنومالی های گرانی
بحث و نتیجه گیری

چکیده
اطلاعات مغناطیس هوایی، رادیومتری هوایی و گراویته سطحی ایالت های اپی ترمال آدولاریا – سرسیت در منطقه ، Hauraki Goldfield آنومالی های مشخصی در ارتباط با دگرسانی های هیدروترمال فراگیر و کانی سازی های طلا – نقره مشخص می کند. تصاویر مغناطیس هوایی، به خصوص سیگنال تحلیلی، مرزهای زون های مغناطیسی را معین می کند. 6 زون مجزا هر کدام با وسعت کمتر از 10 کیلومتر مربع و یک زون وسیع (با وسعت بیشتر از 20 کیلومتر) که به احتمال زیاد در نتیجه تداخل چندین سیستم بوده است، دیده می شود. بسیاری از این زون های مغناطیسی در امتداد یک ساختار شمال – شمال شرق – جنوب – جنوب غربی قرار گرفته اند و نشان می دهد که ساختارهای با مقیاس منطقه ای ممکن است موقعیت این سیمای ژئوفیزیکی را کنترل کرده باشند. اطلاعات رادیومتری، آنومالی های با پتاسیم بالای محلی را که منعکس کننده g غنی سازی پتاسیم در مرکز زون های دگرسانی در فرم آدولاریا –سرسیت است، مشخص می کند. آنومالی گسترده با وسعت زون های مغناطیسی همبستگی دارد و غنی سازی پتاسیم گسترده ای در منطقه Waitekauri-Maratoto نشان می دهد. اطلاعات گراویته در ناحیه Waihi یک آنومالی باقیمانده مثبت منحصر به فرد با 2 نقطه اوج و 50 واحد گرانی مشخص می کند که با وسعت زون مغناطیسی و موقعیت کانسارهای Waihi و Favona به طور نزدیک مرتبط است. مدل سازی اولیه نشان می دهد که منشا آنومالی حجم بیش از 11 کیلومتر مربع و مینیمم چگالی Kg.m-32900 دارند. ادغام داده های ژئوفیزیکی یک مطالعه موردی برجسته در مورد مشخصات ژئوفیزیکی ایالت های اپی ترمال کلاسیک را فراهم می کند و قدرت بررسی های ژئوفیزیکی را در اکتشاف کانسارهای اپی ترمال را نشان می-دهد.
معرفی
روش های مغناطیس سنجی، رادیومتری و گرانی، اطلاعات مهمی را در مورد ماهیت کانسارهای اپی ترمال طلا – نقره و موقعیت آن ها فراهم می کند. در مقیاس منطقه ای، اطلاعات مغناطیس هوایی و گرانی برای ترسیم ساختار منطقه ای و شناسایی کنترل های ساختاری در دگرسانی ها و کانی سازی های هیدروترمال استفاده می شود. در مقیاس ناحیه ای، اطلاعات مغناطیس هوایی دقیق، زون های توزیع منطقه ای مگنتیتی را مشخص می کند که منعکس کننده موقعیت و روند منطقه ای دگرسانی های هیدروترمال و سیستم های ژئوترمال آن هاست. بررسی های گرانی، آنومالی ناحیه ای را در واحد های لیتولوژیکی مختلف نشان می دهد.
محیط زمین شناسی
شبه جزیره Coromandel در زون ولکانیکی Coromandel واقع شده است و حدود 200 کیلومتر مربع از شمال به جنوب گسترش دارد. شبه جزیره دارای سنگ بستر گریوکی ژوراسیک پایانی است که در شمال توسط بازالت ها و ریولیت های ولکانیکی و توده های نفوذی میوسن تا پلیوسن پوشیده شده است.
در منطقهWaihi –Waitekauri رسوبات، ایگنیمبریت و تفرای کانسارهای پلیستوسن تا هولوسن به طور محلی کانسارهای ولکانیکی وسیع اواخر میوسن تا پلیوسن مجموعه Coromandel و اواخر میوسن تا پلیستوسن مجموعه Whitianga را می پوشاند.

Abstract

Aeromagnetic, airborne radiometric, and surface gravity data from the adularia-sericite epithermal province of the Hauraki goldfield have delineated distinct anomalies associated with pervasive hydrothermal alteration and gold-silver mineralization. Aeromagnetic derivative images, particularly the analytic signal, define the boundaries of several magnetic quiet zones that result from magnetite destruction in the volcanic host rocks. Six discrete zones, each of ≤10-km2 areal extent are evident and are comparable in size to modern-day geothermal systems in the Taupo volcanic zone. An extensive (>20-km2) zone in the Waitekauri Valley is likely to be the result of multiple overlapping systems, for which there are also analogues in the Taupo volcanic zone that form single large-scale alteration zones up to 100 km2. Low-pass filtering of the analytic signal data reveals still wider zones of relatively low magnetic intensity interpreted as areas of hydrothermally altered rock extending below younger, unaltered cover. Many of these magnetic quiet zones are aligned along a north-northeast–south-southwest structural corridor, indicating that regional-scale structures may have controlled the location of these geophysical features. Radiometric data delineate local high potassium anomalies that reflect up to 12/100 g potassium enrichment in the core of alteration zones in the form of adularia and illite. A broad K/Th anomaly correlates with the extent of the magnetic quiet zones and indicates widespread potassium enrichment in the Waitekauri-Maratoto area. Gravity data in the Waihi district define a unique, double-peaked, 50-gravity unit positive residual anomaly that correlates closely with the extent of the magnetic quiet zone and the locations of the Waihi and Favona deposits. Preliminary modeling indicates that the anomaly source body, beneath the near-surface, low-density altered andesite, has a volume of up to ~11 km3 and a minimum density of 2,900 kg m–3. The nature of this source body is enigmatic; possible causes include a dense intrusion, uplifted anomalously dense basement, dense sulfide mineralization, or some combination of these. In addition, the correlation of each of the two gravity peaks with a north-northeast–trending fault may indicate some structural focusing process active at the deposit scale. This integration of geophysical data provides an outstanding case study of the district- to regional-scale geophysical characteristics of a classic epithermal province and demonstrates the strengths of geophysical surveys in the exploration for epithermal mineral deposits..

1. Introduction

MAGNETIC, radiometric, and gravity methods can provide critical information about the nature of epithermal gold-silver deposits and their location. On a regional scale, high-resolution aeromagnetic data and gravity data can be used to map regional structure and identify structural controls on hydrothermal alteration and mineralization (Webster and Henley, 1989; Allis, 1990; Irvine and Smith, 1990; Izawa et al., 1990; Okada, 1995; Hoschke and Sexton, 2005). At the district scale, detailed aeromagnetic data can delineate zones of magnetite destruction that reflect the location and areal extent of hydrothermal alteration and thus fossil geothermal systems. Detailed gravity surveys over fossil and active geothermal systems also have delineated district-scale anomalies associated with both densification (Hochstein and Hunt, 1970; Criss et al., 1985) and mass loss (Locke and de Ronde, 1987; Locke et al., 1999) attributed to hydrothermal alteration in different lithologic units. More locally, outcropping zones of elevated potassium, associated with high-rank alteration and gold-silver mineralization, can be detected by airborne radiometric methods (Webster and Henley, 1989; Feebrey et al., 1998). The Waihi-Waitekauri region is located on the southern Coromandel peninsula of New Zealand and lies within the classic adularia-sericite epithermal gold-silver province of the Hauraki goldfield (Christie et al., 2007). Hydrothermal activity in the Waihi-Waitekauri region occurred over a period of 0.8 m.y. (Mauk et al., 2011) pervasively altering an area of approximately 65 km2, i.e., ~35 percent of the currently exposed host Coromandel Group rocks (Fig. 1a), based on the geology map of Torckler (1998). Some 15 gold-silver deposits occur in the region including the world-class Waihi deposit, Golden Cross, and the recently discovered Favona deposit. These gold-silver deposits consist predominantly of andesite-hosted quartz veins and are characterized by alteration haloes of pervasive clay alteration, potassium metasomatism, magnetite destruction, and sulfide mineralization, up to 15 km2 in areal extent (e.g., Simpson et al., 2001; Simpson and Mauk, 2007, 2011). This paper describes the magnetic, radiometric, and gravity expressions of adularia-sericite epithermal deposits in the Waihi-Waitekauri-Wharekirauponga region, including a detailed study of the Waihi district. These geophysical data reveal the extent and geometry of at least ten hydrothermal systems that formed at different times over a period of less than 1 m.y. and deposited over 10 million ounces (Moz) Au in less than 200 km3 of the shallow crust.

Geologic Setting

The 40-km-wide Coromandel peninsula lies within the Coromandel volcanic zone, a continental margin volcanic zone, and extends approximately 200 km north to south (Christie et al., 2007). The peninsula is comprised of Late Jurassic basement graywacke that crops out in the north, overlain by extensive Miocene to Pliocene basaltic to rhyolitic volcanic and intrusive units that thicken and young to the south (Skinner, 1972, 1986; Edbrooke, 2001). In the Waihi-Waitekauri region, Pleistocene to Holocene sediments, ignimbrite, and tephra deposits locally cover the extensive volcanic deposits of the late Miocene to Pliocene Coromandel Group and late Miocene to Pleistocene Whitianga Group (Brathwaite and Christie, 1996). The Coromandel Group, which includes the Waipupu Formation, Waitekauri Dacite, Waiharakeke Dacite, Whiritoa Andesite, Whakamoehau Andesite, and Uretara Formation, comprises a thick sequence of medium K andesite to dacite flow deposits and minor intrusions with intercalated crystal and lithic tuffs, tuff breccia, and epiclastic sedimentary rocks. The Coromandel Group is prevalent in the Waihi-Waitekauri region, and rocks of the Waipupu Formation, Waitekauri Dacite, Maratoto Rhyolite, and Edmonds Formation are extensively hydrothermally altered (Brathwaite and Christie, 1996; Simpson et al., 2001; Haworth and Briggs, 2006; Simpson and Mauk, 2007, 2011). The Whitianga Group, which includes the Maratoto Rhyolite and Edmonds Formation, consists of a sequence of rhyolite lavas, domes, dikes, and extensive, variably welded ignimbrites (Brathwaite and Christie, 1996). The Hauraki goldfield contains predominantly north-northwest– and northeast– to east-northeast–striking normal faults associated with block faulting in the graywacke basement terrane (Spörli, 1987). Most veins in the southern goldfield strike north-northeast and are parallel to regional faults in the area (Spörli et al., 2006; Grodzicki et al., unpub. data). Regional magnetic data (Stagpoole et al., 2001) have delineated a number of major features, such as calderas and buried intrusions, and a number of distinct structural trends (Bromley and Brathwaite, 1991; Rabone, 1991; Malengreau et al., 2000). Regional gravity studies (Woodward, 1971) show high values in the west of the peninsula reflecting outcropping or near-surface basement and a series of negative anomalies in the east which are interpreted as resulting from buried calderas (Malengreau et al., 2000; Smith et al., 2006)..

دگرسانی هیدروترمال و رگه ها در کانسارهای طلا – نقره اپی ترمال منطقه Waitekauri، Hauraki Goldfield، نیوزلند

Hydrothermal Alteration and Veins at the Epithermal Au-Ag Deposits and Prospects of the Waitekauri Area, Hauraki Goldfield, New Zealand

چکیده
منطقه Waitekauri شامل چندین کانسار و منطقه امیدبخش طلا – نقره اپی ترمال آدولاریا – سرسیت می باشد. از غرب به شرق، این منطقه شامل کانسارها و مناطق امیدبخش Sovereign، Jubilee، Scimitar، Scotia، Teutonic و Jasper Creek می باشد که سنگ میزبان آندزیتی و داسیتی و برشی دارند. مغزه های حفاری زون بندی مکانی و زمانی دگرسانی ها را آشکار می سازد. اکثر سنگ میزبان ها شدیدا دگرسان شده اند. شدت دگرسانی با نزدیک شدن به قسمت های شرقی تغییرپذیرتر و ضعیف تر میشوند. کانی های دگرسانی شامل کوارتز، آدولاریا، آلبیت، کلریت، پیزریت، ایلیت، اسمکتیت، کلسیت، هماتیت و اپیدوت می باشند که اکثرا زون بندی توزیعی دارند. آدولاریا در Sovereignگسترش دارد درحالی که در Scotia و Jasper Creek در ترازهای کم عمق محصور است. آلبیت در زون مجزایی در زیر Scotia اتفاق می افتد و اپیدوت محصور به Sovereign و Jubilee می باشد. ایلیت در سراسر Sovereign و Jubilee و در حاشیه غربی Scotia و Scimitar اتفاق می افتد. رگه ها نیز کانی شناسی مشخص و زون-بندی توزیعی دارند. رگه های کوارتزی در Sovereign و Jubilee گسترش دارند درحالیکه رگه های کلسیتی در Scotia ، Scimitar و Jasper Creek فراوانند.
سیالات درگیر در کوارتز و کلسیت بین 132 تا 310 درجه سانتی گراد همگن شده اند و یک محلول رقیق با شوری مشخص را به دام انداختند. دمای همگن شدگی در (241)Sovereign، در (239)Jubilee، در (236)Scimitar بالا و در (204)Scotia کم و در (168)Teutonic و (162)Jasper Creek بسیار کم می باشد. موقعیت سطح paleowater در Sovereign، Jubilee، Scimitar، Scotia، Jasper Creek و Teutonic نسبت به ارتفاع موجود، به ترتیب 690، 750، 575، 450، 225 و 150 متر بالای سطح آب دریا می باشد. بنابراین کانسارها و مناطق امیدبخش 600 متر فاصله عمودی دارند و حداقل متحمل 35 متر تا 455 متر فرسایش با بیشترین مقدار در غرب شده اند.
شدت دگرسانی، دگرسانی و توزیع مواد معدنی رگه ای و دماسنجی سیالات درگیر تفسیر شده است و نشان می دهد که Sovereign و Jubilee در دمای نسبتا بالا تشکیل شده اند. چندین مدل هیدرولوژیکی ممکن است: 1- یک سیستم هیدروترمال واحد با سطح آب شیبدار و جریان جانبی قابل توجه در شرق. 2- یک سیستم هیدروترمال که توسط گسل ها جابه جا شده است و یا حدود 10 درجه به سمت شرق شیب گرفته است.
معرفی
طلا و نقره در کانسارهای اپی ترمال آدولاریا – سرسیت در رگه های ساختاری اتفاق می افتد. در این مطالعه محیط زمین شناسی، دگرسانی های هیدروترمال و نوع رگه ها توصیف می شوند. از اطلاعات دگرسانی ها، رگه ها و سیالات درگیر برای تفسیر شرایط فیزیکی و شیمیایی که در مدت فعالیت های هیدروترمالی حاکم بوده است، استفاده می شود تا نوع سیستم (های) هیدروترمالی که کانسارها و مناطق امیدبخش را تشکیل داده اند مشخص شود.
زمین شناسی منطقه ای
کانسارها و مناطق امیدبخش Waitekauri در جنوبی ترین بخش Hauraki Goldfield در یک منطقه متالوژنی با ابعاد 200 در 40 کیلومتر که شامل 50 کانسار طلا – نقره و چندین رخداد Cu- Au- Moمی باشد، تشکیل شده اند. سنگ میزبان این کانسارها کمان ولکانیکی میوسن و پلیوسن حاشیه قاره است. سنگ بستر شامل گریوک های ژوراسیک پایانی و آرژیلیت های مجموعه Manaia Hill و داسیت و سنگ های ولکانوکلاستیکی مجموعه Coromandel می باشد. این گروه توسط دایک های ساب ولکانیک و کوارتزدیوریت-های کمیاب به استوک های گرانودیوریت مرتبط با کانی سازی Cu- Au- Mo پورفیری نفوذ کرده اند.
بیش از 96 درصد طلای استخراج شده از رگه های کوارتز، سنگ میزبان آندزیتی و داسیتی دارند. رگه ها شیب تندی دارند و طول آن ها از 300 تا 1300 متر متغیر است و پهنای آن ها حدود 1 تا 5 متر است و اکثرا در فواصل قائم 170 تا 330 متری استخراج شده اند. از سال 1862 تا 2009 مقدار 34600 کیلوگرم طلا و 56/1 کیلوگرم نقره تولید شده است.

Abstract

The Waitekauri area of the Hauraki goldfield, New Zealand, contains several adularia-sericite epithermal Au-Ag deposits and prospects. From west to east, the area contains the Sovereign, Jubilee, Scimitar, Scotia, Teutonic, and Jasper Creek deposits and prospects, which are hosted by andesitic and dacitic flows, breccias, and localized pyroclastic and air fall deposits. Drill core reveals spatial and temporal zonation of alteration and vein minerals along a 3-km-long composite cross section through the area. Most host rocks are intensely altered, with 100 percent of the igneous minerals replaced by hydrothermal minerals, although the alteration intensity becomes more variable and weaker toward the east. Alteration minerals include quartz, adularia, albite, chlorite, pyrite, illite, interstratified illite-smectite, smectite, calcite, hematite, and minor epidote. Many of these minerals have zoned distributions; adularia is widespread at Sovereign, but is restricted to shallow levels at both Scotia and Jasper Creek. Albite occurs in a discrete zone below adularia at Scotia, and minor epidote is restricted to Sovereign and Jubilee. Illite occurs throughout Sovereign and Jubilee and at the western margin of Scotia and Scimitar, where it grades eastward into interstratified illite-smectite and smectite at Teutonic and Jasper Creek. Veins are typically less than 10 cm wide, but have diverse mineralogy with zoned distributions. Quartz veins dominate at Sovereign and Jubilee, whereas calcite veins are more abundant at Scotia, Scimitar, and Jasper Creek. Laumontite occurs at Scotia and locally at Scimitar, whereas veins of clinoptilolite and mordenite ± calcite occur at Jasper Creek and stilbite veins occur at Teutonic. Fluid inclusions in quartz and calcite homogenized between 132º and 310ºC and trapped a dilute solution with an apparent salinity of less than 2.6 wt percent NaCl equiv. Homogenization temperatures are highest at Sovereign (avg. 241ºC), Jubilee (avg 239ºC), and Scimitar (avg 236ºC), lower at Scotia (avg 204ºC) and lowest at Teutonic (avg 168 ºC) and Jasper Creek (avg 162ºC). Estimated positions of the paleowater table above Sovereign, Jubilee, Scimitar, Scotia, Jasper Creekg and Teutonic relative to present elevations was at least 690, 750, 575, 450, 225, and 150 m above sea level, respectively; the deposits and prospects, therefore, span a 600-m vertical interval. Individual deposits and prospects have undergoen at least 35 to more than 455 m of erosion with the greatest erosion to the west. Alteration intensity, alteration and vein mineral distributions, and fluid inclusion microthermometry are interpreted to indicate that Sovereign and Jubilee formed at relatively high temperatures, whereas Teutonic and Jasper Creek formed at relatively cooler temperatures. Several hydrologic reconstructions are possible, including (1) a single hydrothermal system with an inclined water table and significant lateral outflow to the east, or 2) a single low-relief hydrothermal system with a flat-lying water table that has subsequently been displaced by postmineral faults or tilted approximately 10º to the east. Regardless of the preferred reconstruction, the Sovereign and Jubilee deposits appear to have formed in the main zone of fluid upflow, whereas the Teutonic and Jasper Creek prospects appear to have formed toward the margin. Moreover, the greatest erosion has occurred at the Jubilee and Sovereign deposits (~300–400 m), and these may represent the roots of a more extensive vein network that has largely been eroded..

1. Introduction

GOLD AND SILVER in adularia-sericite epithermal deposits typically occur in structurally controlled veins that are mineralized over a relatively confined vertical extent and are enveloped by extensive zones of hydrothermal alteration that may extend over tens, hundreds, or thousands of meters (e.g., Mule Canyon, Nevada: John et al., 2003; Comstock: Hudson, 2003; Favona, New Zealand: Simpson and Mauk, 2007). Many papers describe alteration in terms of general mineral associations that have been adopted from terminology used to describe alteration of porphyry Cu deposits (i.e., potassic, argillic, propylitic), whereas others describe the distribution of individual alteration minerals and vein types (e.g., Conrad et al., 1992; Hudson, 2003; Simpson and Mauk, 2007). Although the former method is very useful for field mapping, the recognition and delineation of associations is complicated by overlapping mineralogy and does not take into account the formation of different minerals at different times. In geothermal fields, the active analogues of some epithermal deposits, the distributions of individual alteration minerals are routinely determined during drilling to assess reservoir temperature, inferred permeability, and fluid compositions that are only directly measurable following drilling and well testing (e.g., Henley and Ellis, 1983; Reyes, 1990; Simmons and Browne, 2000; Mas et al., 2006). Here, we describe the geologic setting, hydrothermal alteration, and vein types at the volcanic rock-hosted epithermal Au-Ag deposits and prospects in the Waitekauri area of the southern Hauraki goldfield, North Island, New Zealand (Figs. 1, 2). The area has been well drilled, and we present alteration and vein mineralogy and fluid inclusion data along three cross sections that total 3 km in length; these sections range from the center to the margin of the hydrothermally altered area, and provide a 600-m reconstructed vertical range of the Waitekauri deposits and prospects. Booden et al. (2011) further document the geochemistry of hydrothermal alteration along these sections. We use alteration, vein, and fluid inclusion data to interpret the physical and chemical conditions that prevailed during hydrothermal activity, which allows us to infer the nature of the hydrothermal system(s) that formed these deposits and prospects.

Regional Geology

The Waitekauri deposits and prospects occur in the southern part of the Hauraki goldfield (Fig. 1), a 200-km-long by 40-km-wide metallogenic province that contains approximately 50 epithermal Au-Ag deposits and several porphyry Cu-Au-Mo occurrences (Christie et al., 2007). Deposits are hosted in a Miocene to Pliocene continental margin volcanic arc, the subaerial sector of the Coromandel volcanic zone that formed due to convergence along the Pacific-Australian plate boundary (Nicholson et al., 2004; Mortimer et al., 2007). Basement rocks consist of Late Jurassic graywacke and argillites of the Manaia Hill Group that are unconformably overlain by Miocene to Pliocene (ca. 18–4 Ma) andesitic and dacitic flows and volcaniclastic rocks of the Coromandel Group (Skinner, 1986, 1995; Adams et al., 1994). These groups are intruded by subvolcanic dikes and rare quartz diorite to granodiorite stocks with locally associated porphyry Cu-Au-Mo mineralization (Brathwaite et al., 2001a). Late Miocene to Pliocene (ca. 11–1.9 Ma) rhyolitic flows and pyroclastic rocks of the Whitianga Group form several caldera complexes with eruptive products that interfinger with and overlie the Coromandel Group andesite (Skinner, 1986; Adams et al., 1994). Farther south, the volcanic rocks of the Coromandel volcanic zone merge with and are overlain by Quaternary (2.0 Ma to present) volcanic rocks of the Taupo volcanic zone (Houghton et al., 1995; Briggs et al., 2005). The Hauraki goldfield is cut by north-northwest– and north-northeast– to east-northeast–striking faults (Skinner, 1986). North-northwest–striking faults displace rocks downward to the east and west, whereas most north-northeast– to east-northeast–striking faults displace rocks downward to the south; this results in increased exposure of the graywacke basement in the north, and thicker exposures of volcanic rocks to the south (Fig. 1).

تعیین متاسوماتیسم در کانسارهای طلا – نقره اپی ترمال: یک مطالعه موردی در منطقه Waitekauri، نیوزلند

Quantifying Metasomatism in Epithermal Au-Ag Deposits: A Case Study from the Waitekauri Area, New Zealand

چکیده
معرفی
Hauraki Goldfield و منطقه ولکانیکی Hauraki
زمین شناسی منطقه Waitekauri
انتخاب نمونه و روش های آنالیزی
ژئوشیمی سنگ های دگرسان نشده مجموعه Coromandel
غلظت Zrو TiO2 در سنگ های دگرسان نشده مجموعه Coromandel
تخمین ترکیب اولیه سنگ
زون بندی ژئوشیمیایی در منطقه Waitekauri
پتاسیم و روبیدیم
باریم
سیلیکون
سدیم و کلسیم
آهن و منیزیم
فلزات گرانبها و غلظت عناصر Pathfinder
سایر پارامترهای شیمیایی
بحث
انتقال جرم در منطقه Waitekauri-Maratoto
تغییر حجم مرتبط با دگرسانی
نتیجه گیری

چکیده
اکتشاف ژئوشیمیایی عناصر اصلی برای کانسارهای اپی ترمال محدوده عناصر Pathfinder Traditional را 1 تا 10 کیلومتر می تواند توسعه دهد. تغییرات جرم مرتبط با دگرسانی های هیدروترمال به صورت کمی محاسبه می شود. در Hauraki Goldfield نیوزلند، آندزیت ها و داسیت های دگرسان شده میزبان کانسارها و مناطق امید بخش طلا – نقره اپی ترمال می باشد. ترکیب عناصر اصلی سنگ های دگرسان نشده معادل، با نسبت سنگ دست نخورده که در طول متاسوماتیسم k حفظ شده است، همبستگی دارد. ما از این خصوصیت برای تخمین ترکیب اولیه سنگ و محاسبه موازنه جرم برای سنگ های دگرسان شده در منطقه Waitekauri که در طول یک مقطع 3 کیلومتری از مرکز گسل Waitekauri تا پیرامون زون دگرسانی گسترش دارند، استفاده کردیم. جرم انتقال یافته کلی تقریبا معادل 11درصد جرم سنگ در سنگ های دگرسان شده ایلیتی و 24درصد جرم سنگ در سنگ های دگرسان شده آدولاریا می باشد. پتاسیم در اکثر سنگ های دگرسان شده که شامل ایلیت و آدولاریا هستند وجود دارد. سیلیس در سنگ های غنی از آدولاریا و و کوارتز نزدیک به گسل Waitekauri زیاد است. سایر عناصر اصلی (Mg, Fe, Na, Ca) از دست رفته اند یا بی تحرکند (Ti, Al). بیشترین حضور k و Si در سنگ های غنی از آدولاریا اتفاق می افتد. حضور k و Si با سایر اندازه گیری های متاسوماتیسم k شامل ، و همبستگی دارد. عناصر As، Sb و Hgدگرسانی های هیدروترمال محلی را در منطقه Waitekauri در اطراف کانسارهای طلا معین می کنند.
معرفی
کانسارهای اپی ترمال توسط سنگ های دگرسان شده که دارای عناصر exchanged و سیالات هیدروترمال هستند، محاصره شده اند. میزان افزایش و کاهش معمولا نزدیک رگه های اپی ترمال بیشتر است، بنابراین یک گرادیان منطقه ای افزایش و کاهش می تواند کانی سازی اپی ترمال را نشان دهد. از عناصر ردیاب As، Sb، Hg و Ti فلزات پایه برای نزدیک شدن به کانی سازی در فواصل بیش از چند صد متر استفاده می شود. عناصر pathfinder محدود به رگه ها و و سنگ دیواره نزدیک هستند. تغییرات جرم عناصر اصلی در سنگ های میزبان دگرسان شده دور از رگه ها، می تواند محدوده تکنیک های اکتشاف ژئوشیمیایی را به چندین کیلومتر گسترش دهد. تعیین کمیت تغییرات جرم عناصر اصلی بسیار مشکل است. MacLean یک روش برای تخمین ترکیب ناهمگن سنگ های دگرسان شده بر اساس نسبت عرضه می کند. در این مقاله از این روش برای ارزیابی تغییرات جرم در سنگ های دگرسان شده که میزبان کانی سازی طلا در نیوزلند می باشند، استفاده شده است.
ترکیب عناصر اصلی سنگ های دگرسان نشده مجموعه Coromandel با SiO2و آن نیز با نسبت همبستگی دارد. Zr و Ti فلزات و سایر HFSE به طور عادی طی دگرسانی در اکثر محیط ها پیدا می-شوند. بر مبنای اطلاعات موجود از سنگ های دگرسان نشده، یک معادله رگرسیون خطی به دست آمد. ترکیب اولیه سنگ های دگرسان شده مجموعه Coromandel بر اساس می تواند محاسبه شود. سپس موازنه جرم برای هر نمونه سنگ انجام می شود.
Hauraki Goldfield و منطقه ولکانیکی Hauraki
با این که کانسارهای اپی ترمال در آندزیت ها، ریولیت ها و سنگ بستر اتفاق می افتد، بیش از 97درصد طلا از کانسارهای با سنگ میزبان آندزیت دگرسان شده مجموعه Coromandel به دست آمده است. مجموعه Coromandel شامل آندزیت های بازالتی پورفیری، آندزیت، داسیت با یک فنوکریست پلاژیوکلاز ± اوژیت ± هیپرسن با الیوین در بعضی آندزیت های بازالتی و هورنبلند هستند. معدن کاری در Hauraki Goldfield بین سال های 1852 تا 1952 بیش از 8 میلیون اونس طلا و 5/35 میلیون اونس نقره و در سال های 1987 تا 2005 حدود 1/2 میلیون اونس طلا و 5/35 میلیون اونس نقره تولید کرده است. کانی سازی طلا – نقره اپی ترمال در رگه های کوارتزی با شیب تند که گسل های نرمال را پر کرده اند، اتفاق می افتد. کانسارها در بخش مرکزی هاله دگرسانی رخ می دهند.

Abstract

Abstract Major element geochemical exploration for epithermal deposits can extend the range of traditional pathfinder elements to a 1- to 10-km scale, and with knowledge of protolith composition, mass changes associated with hydrothermal alteration can be quantified. In the Hauraki goldfield of New Zealand, altered andesites and dacites host epithermal Au-Ag deposits and prospects. The major element compositions of equivalent unaltered rocks correlate with whole-rock Zr/TiO2, an immobile element ratio that is preserved during K metasomatism. We used this feature to estimate the initial composition and calculate a mass balance for veinless altered rocks in the Waitekauri area along a 3-km-wide section that extends from the central Waitekauri fault to the periphery of the alteration zone. The total transferred mass is equal to approximately 11 percent of rock mass in illite-dominated altered rocks, and 24 percent of rock mass in adularia-dominated altered rocks. On average mass losses exceed gains. Potassium was gained in most altered rocks, which contain illite and/or adularia as K-bearing hydrothermal minerals. Silica was gained in adularia-quartz−rich rocks close to the Waitekauri fault. Other major elements are preferentially lost (Ca, Na, Fe, Mg) or effectively immobile (Al, Ti). The greatest K and Si gains occur in adularia-rich rocks that surround Au deposits along the Waitekauri fault, whereas K gains are progressively lower and Si gains are mostly insignificant in deposits and prospects farther east where illite or interstratified illite-smectite is the dominant K-bearing mineral. In contrast, Na and Ca losses do not increase significantly from the periphery to the core of the Waitekauri area, because losses are commonly complete and therefore limited by the initial concentration. However, the K and Si gains correlate with other measures of K metasomatism including K/Sr and Rb/Sr values and molar (M) K/(K + Na + 2Ca) values, and together these parameters vector from the barren periphery to the orebodyhosting center of the Waitekauri area. In contrast to major element trends, the pathfinder elements As, Sb, and Hg define more local hydrothermal alteration cells within the larger Waitekauri area, some of which surround Au deposits.

1. Introduction

EPITHERMAL DEPOSITS are surrounded by altered host rocks that have exchanged elements with hydrothermal fluids. The magnitude of gains and losses is generally greatest close to epithermal veins, so a regional gradient in the magnitude of gains and losses can point to epithermal mineralization. Many studies have successfully used trace pathfinder elements, such as As, Sb, Hg, Tl and base metals, for vectoring toward mineralization over distances on the order of tens to hundreds of meters (e.g., White and Hedenquist, 1995; Carlile et al., 1998; Hedenquist et al., 2000). However, because path – finder elements are mainly confined to veins and adjacent wall rocks, major element mass changes in altered host rocks away from veins have the potential to significantly extend the range of geochemical exploration techniques up to several kilometers (Clarke and Govett, 1990; Madeisky, 1996; Sherlock, 1996; Warren et al., 2007). Nonetheless, major element mass change is difficult to quantify on concentration data alone because major element concentration must sum to 100 percent, which attenuates gains and losses, and compared to pathfinder elements, major element mass changes are small relative to the initial concentration. A mass-balance approach is required to accurately assess major element mass gain and loss, which in turn requires the composition of the protolith to be accurately known. Determining the protolith chemistry of altered rocks has been a hurdle in major element-based exploration techniques, because host rocks typically show incipient to intense alteration in the vicinity of orebodies, which changes their geochemistry, and they also show variable geochemistry away from orebodies; this simply reflects the heterogeneity of all rock units in the Earth’s crust but makes it difficult to select a single unaltered host-rock geochemical composition for use in mass-balance calculations (Madeisky, 1996; Sherlock, 1996; Shikazono et al., 2002; John et al., 2003; Leavitt and Arehart, 2005; Gemmell, 2007; Mauk and Simpson, 2007; Warren et al., 2007). MacLean (1990) presented a method to estimate the composition of heterogeneous protoliths to altered rocks on a sample-by-sample basis based on the bulk-rock Zr/TiO2 ratio, which allows for massbalance calculations of individual samples without the oversimplifying assumption of a single “representative” unaltered protolith. In this paper we use a variation on MacLean’s (1990) approach to assess mass changes in altered volcanic rocks that host gold mineralization in New Zealand. Epithermal Au-Ag deposits in the Hauraki goldfield, New Zealand, are predominantly hosted in calc-alkaline andesite and dacite of the Coromandel Group. The major element composition of unaltered Coromandel Group rocks correlates with SiO2 concentration, and the SiO2 concentration in turn correlates strongly with the ratio Zr/TiO2. The value of Zr/TiO2 has been used to characterize protoliths in a range of settings, including altered volcanic rocks in submarine- exhalative (Finlow-Bates and Stumpfl, 1981), altered plutonic rocks in a high-sulfidation Cu-Au deposit (Chambefort et al., 2007), metamorphosed sedimentary rocks (Hickmott and Spear, 1992), and igneous rock type in weathered rocks (Hallberg, 1984; Murphy and Stanley, 2007). Zirconium, Ti, and the other high field strength elements (HFSE), which have ionic potential values (ionic charge/radius (Å); Cartledge, 1928) between 3 and 12, are commonly found to be the most immobile elements during open-system alteration in many settings. The HFSE readily hydrolyze in solution and form hydroxides and oxides that are sparingly soluble (Baalen, 1993). Although many studies have found some mobility even of the HFSE during hydrothermal alteration, particularly at very high temperatures or at pH <2.5 (Jiang et al., 2005, and references therein), the HFSE generally represent the best approximation to an immobile element suite. Based on a reference data set of 98 fresh, unaltered Coromandel Group rocks, we establish linear regression equations that relate major element concentrations to Zr/TiO2. The protolith composition of individual altered Coromandel Group rocks can be estimated based on Zr/TiO2, because this ratio is relatively unaffected by metasomatic gains and losses of mobile elements. A mass balance can then be calculated for each rock sample. We test our approach on a suite of altered volcanic rocks that have been drilled along a 3-km-wide section, to a depth of several hundred meters; the suite includes rocks that vary from non- to intensely metasomatized. Large sample sets of this type are rare, and the current data provide an outstanding opportunity to critically assess the potential of major element-based whole-rock geochemical exploration.

The Hauraki Goldfield and Hauraki Volcanic Region

The Hauraki volcanic region was the main locus of subduction-related volcanism in northern New Zealand between 18 and 1.95 Ma and records the eruption of basalts, andesites, dacites and rhyolites (Skinner, 1986; Adams et al., 1994; Briggs et al., 2005). The volcanic succession erupted onto Mesozoic Waipapa terrane basement that is exposed in the northern Coromandel peninsula but progressively downfaulted to the south, where the Neogene volcanic succession completely covers the basement rocks. Regional fault sets strike north-northeast and northwest and have similar orientations to epithermal veins (Spörli et al., 2006). Contained within the Hauraki volcanic region is the Hauraki goldfield, a 100- by 40-km metallogenic province that contains approximately 50 epithermal adularia-sericite Au-Ag deposits and several porphyry Cu-Au-Mo occurrences. Although epithermal deposits occur in andesites, rhyolites, and basement rocks, over 97 percent of gold has been recovered from deposits hosted by altered andesites of the Coromandel Group (Christie et al., 2007). The Coromandel Group erupted between 18 and 2.5 Ma (Stipp, 1968; Adams et al., 1994) and comprises porphyritic basaltic andesites, andesites, and dacites with a phenocryst association of plagioclase ± augite ± hypersthene with minor magnetite, with olivine in some basaltic andesites, and commonly including hornblende (Skinner, 1986). Analogous to modern counterparts in the central North Island (Price et al., 2005), Coromandel Group rocks are mixtures of a relatively silicic (dacitic to rhyolitic) melt, represented by the groundmass, and a gabbroic crystal cargo, which commonly occurs as complexly zoned crystals, angular crystal fragments, and glomerocrysts..

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

4. نقشه برداری افیولیت ها توسط سنجش از دور
بسیاری از ماهواره ها در حال چرخش بدور مدار زمین هستند و یا به دورمدار زمین چرخیده اند. به طور گسترده این ماهواره ها را می توان به دو دسته، ماهواره های منابع زمینی ویا زیست محیطی گروه بندی کرد. ماهواره های زیست محیطی بر شرایط محیط زیست با نوارعرضی 100 کیلومتر (وضوح درشت)نظارت دارند. استفاده ازماهواره های زیست محیطی در زمین شناسی متداول و مرسوم نیست اما دارای پتانسیل برای برنامه های منطقه ای و جهانی است. به عنوان مثال ابزارتصویربرداری طیفی پرتویی با وضوح متوسط (MODIS) یک سنسوراولیه برای جمع آوری داده ها به منظورنظارت تغییر جهانی برروی هر دو مورد یعنی ماهواره ترا و آکوا می باشد. با گستردگی نوار 2330 کیلومتری آن،سنسور MODIS یک پوشش دو روزه از کره زمین در 36 دسته طیفی در وضوح های فضایی 500M ، 250m و 1 کیلومتر فراهم می کند. این داده ها بدون هزینه در دسترس هستند . شکل. 1 یک تصویر MODIS ارتقاء یافته ازتمام داده های ارتفاع دیجیتالی را که نشان دهنده توده ها و اجرام بزرگ افیولیت در منطقه Tethyanهستند نشان می دهد.

ماهواره های منابع زمینی از منابع تجدید پذیر و غیر قابل تجدید (همراه با برنامه های کاربردی دیگر) با نوار عرضی 200 کیلومتر(وضوح خوب) نقشه برداری می کنند. ماهواره های منابع زمینی شامل سنسورهایی مانند لندست،SPOT، ASTER، IKONOS، و غیره، می باشند و به طور معمول در برنامه های کاربردی زمین شناسی استفاده می شوند. جدول 1 خلاصه ای از قدرت تفکیک طیفی و مکانی برای سنسورهای سنجش از راه دور متداول را نشان می دهد .با ظهور گوگل زمین دانلود یک تصویر و استفاده از آن به عنوان پس زمینه که برروی آن داده های برداری را می توان در نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و یا برنامه های کاربردی دیگرنمایش داد امکان پذیر است . همچنین، 2000 GeoCover جهانی لندست ناسا 7 موزاییک بطور رایگان با فایل های MrSID با ترکیب رنگی از https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid دردسترس هستند . هر کدام ازفایل های MrSID شامل یک تصویر رنگی 24 بیتی با باند 7 قرمز، باند 4 سبز، و باند 2 به صورت آبی رنگ هستند.
متمایز سازی و تشخیص سنگ شناسی مفصل نیاز به تکنیک های پیشرفته پردازش تصویر دیجیتال دارد. به عنوان مثال، داده های خام دریافت شده از سنسور راه دور اغلب شامل نقص بوده و نیاز به پیشرفت برای استخراج اطلاعات دارند.نیاز های پردازش تصویر از یک تصویر به تصویردیگر، بسته به نوع داده ها، شرایط اولیه تصویر، و نوع اطلاعات مورد نظر متفاوت هستند. پردازش تصویر دیجیتال معمولا بر روی داده های شطرنجی اعمال می شود، و هر تصویر به صورت یک آرایه x و y از اعداد دیجیتال عمل اوری می شود. ما در اینجا تکنیک های پردازش تصویرقابل استفاده برای نقشه برداری افیولیت را خلاصه می کنیم.
روتری (1987) گدازه ها ، دایکهای ورقه ای و توالی پوشش در افیولیت عمان را با استفاده از ماهواره لندست آیفون TM تصویرکامپوزیت با استفاده از باندهای رنگ 7، 5 و 4 متمایز کرد. سلطان و همکاران(1987) مجموعه های بعدی از ضریب باندهای TM برای نقشه برداری سرپانتینیت ها در صحرای شرقی مصرشناسایی کرد؛ (1) TM باند 5/1 به منظور تاکید تغییرات کلی به علت محتوای مواد معدنی مات؛(2) گروه 5/7 به منظور تاکید تغییرات در محتوای هیدروکسیل دارمواد معدنی؛ و (3) گروههای 5/4 X 3/4 به منظور تاکید بر تغییرات مرتبط با باندهای انتقال الکترونیکی در سیلیکات ها (به عنوان مثال، آمفیبول) در نزدیکی 1.0 میکرون . کشش همبستگی زدایی از این باند ها (ماهواره لندست TM، 7-5-4) در نقشه برداری سنگ شناسی پلوتونیک افیولیت عمان موثریافت (آبرامز و همکاران، 1988). Chevrel و همکاران (1991) داده های اصلاح شده به صورت هندسی رادیومتری SPOT و دایکهای ورقه ای،گابروها را در افیولیت سیمایل عمان مورد استفاده قراردادند. با استفاده ازداده های JERS-1 وDenniss و همکاران (1994) قادر به نقشه برداری دقیق تر از مرزهای سنگ شناسی در دنباله ای از هارزبورگیت به گابروها لایه لایه در افیولیت عمان شدند .با استفاده از داده های تکنیک طیفی AngelMapper (SAM در LandsatTM، وندرمیر و همکاران (1997) قادر به تشخیص مرز بین دو نوع گدازه که یک منطقه برای کانی سازی مس را تشکیل می دهند هستند. آنها همچنین قادر به شناسایی دونیت سرپانتینی که ممکن است میزبان رسوبات آزبست باشد بودند.

انتشار حرارتی پیشرفته هوابرد و ابزار رادیومتر یا پرتوسنج بازتاب (ASTER) توسط NASDA ایجاد و توسط سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا (ناسا) در ماهواره ترا در دسامبر 1999 به عنوان بخشی از سیستم رصد کره زمین راه اندازی شد (EOS). این برنامه سه باند (دربرگیرنده تلسکوپ در باند 3 برای استریو جفت دیجیتال / نسل DEM نمی باشد) در رزولوشن قابل مشاهده نزدیک به مادون قرمز (VNIR) در 15M، شش باند در موج کوتاه مادون قرمز (SWIR) در رزولوشن 30m ،و 5 باند در حرارتی مادون قرمز(تیر) در رزولوشن 90m فراهم می کند. داده های ASTER دارای ردیف هایی 60 کیلومتری گسترده هستند. ASTERقدرت تفکیک مکانی و طیفی بهتری نسبت به داده های لندست TM فراهم می کند (نگاه کنید به جدول 1). نینومیا (2003) در خصوصیات طیفی مواد معدنی مختلف در داده های ASTER بازبینی کرد و شاخص معدنی زیر را فرموله کرد:
OH دارای شاخص تغییر یافته معدنی است، = (باند 7 / Band6) × (باند 4 /باند 6)
شاخص کائولینیت (KLI) = (باند 4 / باند5) × (باند 8 / باند 6)
شاخص آلونیت (ALI) = (باند 7 / باند 5) × (باند 7 / باند 8)
شاخص کلسیت (CLI) = باند 6 / باند 8) × (باند 9 / باند 8).
این شاخص ها در سطح-1Bدرخشندگی ASTER صحنه های حسگر در منطقه کوپریت در نوادا، ایالات متحده،به کار گرفته شد و این روش دارای پتانسیل برای نقشه برداری سنگ شناسی های افیولیت می باشد. با استفاده از ASTER داده های حرارتی مادون قرمز (تیر)، نینومیا و همکاران (2005) نیز شاخص کوارتز (QI)، شاخص کلسیت (CI)، و شاخص مافیک (MI) را ارائه کردند، که در آن QI = (باند 11 × باند 11) / (باند 10 × باند 12)، CI = (باند 13 / باند 14)، و MI = (باند 12 / باند 13). این تکنیک در مناطق چین و استرالیا به کار گرفته شد و نتایج نشان داد که این شاخص ها سنگ های کوارتز، کربنات و سنگ های مافیک-اولترامافیک را از یکدیگر متمایز ساختند. Rowan و همکاران (2005) از داده ASTER به منظور نقشه برداری از مجموعه موردور،در استرالیا، که متشکل از سنگ های مافیک-اولترامافیک پتاسیک بود استفاده کردند. مشخص شد که تصاویر نسبت باند، یک روش سریع برای تشخیص سنگ شناسی ارائه کردند. پردازش با این حال، SAM و پردازش فیلتر همسان از داده های VNIR و SWIR اطلاعات سنگ شناسی بیشتری ارائه کرده است. خان و گلن (2006) از امتداد ارتباط زدائی ، تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی و SAM تکنیک های طبقه بندی SAM برروی ASTER استفاده کردند و یک نقشه ساختاری سنگی درمقیاس 1: 000 250 برای شمال پاکستان ایجاد نمودند.

5. نتایج سنجش از راه دور باغ مسلم
نقشه های اولیه از MBO بر اساس سنجش از راه دور و مشاهدات میدانی توسط خان و همکاران، 2007b ایجاد شد. در این مقاله، ما درمورد این نتایج بحث می کنیم و نشان می دهیم، که بر اساس مطالعات میدانی، تا چه حد سنگ شناسی های اصلی را می توان از داده های سنجش از راه دور شناسایی کرد. این اطلاعات را می توان به عنوان پایه ای برای نمونه برداری بیشتر برای ژئوشیمیایی ودیگر مطالعات مبتنی بر نمونه مورد استفاده قرار داد . برای مشخص کردن اهمیت ورقه های دلوریت و دایک و برجسته سازی واحد های سنگی دیگر،تصاویر ماهواره ای ASTER بیشتر در این مطالعه مورد پردازش قرار گرفت.ما یک تصویرمجزای ASTER بدست امده در10 آوریل 2006 از روی MBO را بررسی کردیم.باندهای موج کوتاه مادون قرمز،(SWIR) نتایج بهتری برای متمایز سازی و مشخص کردن سنگ شناسی ازافیولیت ارائه می کنند (به عنوان مثال، روآن و همکاران، 2005؛ خان و گلن، 2006). داده های تصویر با استفاده از نرم افزار ENVI 4.4 پردازش گردید .یک الگوریتم صبت بقایا برای داده های SWIR،بکار گرفته شد و داده ها به صورت فضایی تا 15M تفکیک شدند. الگوریتم ثبت بقایا سر و صدا و نویز را از توپوگرافی ، ابزار و نور خورشید (گرین و همکاران، 1988) با استفاده از فرمول زیر کاهش می دهد:

که در آن B1 = باندهای SWIR از 1 تا 6؛ B2 = متوسط باند محاسبه شده ازباندهای 6 SWIR؛ متوسط = میانگین محساباتی.
ما ازالگوریتم ثبت بقایا برای تمام باندهای SWIR استفاده کردیم تصویر ترکیب رنگ باندهای 4-5-8 تویر از ثبت داده های باقی مانده در شکل. 3A.نشان داده شده است. داده پردازش شده ASTER قادر به اعمال تبعیض و متمایزسازی در افلب سنگ شناسی ها بود. هارزبورگیت و دونیت به دلیل حضورمواد معدنی مات تیره هستند (به عنوان مثال، کرومیت). مشاهدات میدانی نشان می دهند که هارزبورگیت ها بدنه های حجیم و توده ای را شکل می دهند و شایع ترین سنگ اولترامافیک در منطقه مورد مطالعه می باشند. می توان آن را به راحتی در میدان توسط نمایان شدن و بیرون آمدن “حقه-ناخن” تشخیص داد و آن به طور کلی سرپنتینیزاسیون را نشان می دهد. سطح تازه سیاه و سفید مایل به سبز است، اما رنگ سطح هوازده قهوه ای تیره مایل به قهوه ای است. آنها متوسط تا درشت دانه هستند و در مکان ها porphyroclastic به mylonitic می باشند (شکل 4a). دونیت ها دومین سنگهای اولترامافیک از نظر فراوانی هستند ، دونیت ها اساسا از الیوین و اسپینل (01/02٪) تشکیل می شوند. بسیاری از بیرون زدگی های دونیت دارای غلظت زیادی از کرومیت هستند، که به صورت محلی در مناطق استخراج میشوند. ساختارها در این توده های کرومیت هماهنگ با سنگ میزبان هستند (دونیت). اولترامافیک های سرپانتینی شده و سرپانتینی قرمز یا مایل به قرمز هستند و این به دلیل مواد معدنی آبدار مانند آنتیگوریت و یاقوت سبز است که دارای بازتاب روشن در باند 4 هستند و باندهای ارتعاشی و OH-کششی نزدیک به 2.1μm را نشان می دهند (شکل 3C). سرپانتینیت دیاپیرها درمیدان (شکل 4B) تایید شدند. سرپانتینیت ها در این توده ها از بیش از 90 درصد از سرپانتینیت بامواد معدنی باقی مانده که مات و الیوین یا زیتونی هستند (اسپینل و مگنتیت) تشکیل شده اند.
تبدیل کسر حداقل سر و صدا (MNF) برای تعیین ابعاد ذاتی داده های نویز در تصویر و برای کاهش نیاز محاسباتی برای پردازش پس از آن استفاده شده است(. بردمن و همکاران، 1995) . MNF شامل دو مرحله است؛ در مرحله اول که سفید کردن نویز نامیده میشود اجزای اصلی برای ماتریس کوواریانس نویز محاسبه میشوند، این مرحله نویز را در داده ها رنگ زدایی و مقیاس بندی دوباره میکند. در مرحله دوم اجزای اصلی از داده های سفید شده نویز اقتباس می گردند. داده را می توان به دو بخش تقسیم کرد:یک بخش در ارتباط با ارزش ها و مقادیر بزرگ ایگن و بخش دیگر با یکپارچگی نزدیک به ارزش ایگن و تصاویر غالب شده توسط نویز. با استفاده از داده ها از ارزش و مقدار بزرگ ایگن نویز از داده ها جدا میشود، و نتایج طیفی بهبود می یابد (گرین و همکاران، 1988). تحول MNFبرای داده های ASTER به کار گرفته شد که، پریدوتیت وسرپانتینیت، دیوریت، و سنگ آهک را تقویت می نمود (شکل 3B). تفسیر سنجش از راه دور در طول این زمینه کاری ما در سال 2006 تایید شد . از راه دور تفسیر سنجش در طول این زمینه ما تایید شدکار در سال 2006. کار ما حضور تعداد زیادی از دایک های دلریتی و تاقچه های برش خورده از تخته سنگ های پوششی را نشان می دهد ؛ این تختته سنگ ها همچنین دگرگونی متامورفیک و منطقه themélange را برش می دهند . اطلاعات ما وجود دیاپیرهای سرپانتینیتی و میزان مجموعه دایک ورقه شده را نشان می دهد.

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

Mmsim از سه نوع رسوبات اصلی فلزی و یا زون های واکنشی و تغییر آن ها برگرفته شده است. 1- سولفید های ماسیو رسوبی آتش فشانی( حاوی زیر نمونه های آتش فشانی، سدکس و دره می سی سی پی)، در حوزه دگرگونی متوسط تا گرید بالا می باشند 2- رسوبات اسکارن و گرسینو 3- سولفید های نیکل مس ماگماتیک. انواع Mmsim مربوط به رسوبات و نهشته های سدیم مس نیز وجود دارند که نشان دهنده هیبردیزاسیون معدنی مربوط به ازمیلاسیون سنگ های گوگردی با ماگمایی الترامافیک می باشند. دیوپسید کروم یکی از بهترین شاخص های محیط های حاصلخیز نیکل مس می باشد، ولی لزوما شامل نهشته های نیکل- مس نمی باشد.
مینرالوژی شاخص سنگین یک روش حساس تر از آنالیز شیمیایی کانی های سنگین بوده و مزیت های بسیاری را در برنامه های اکتشافی می دهد که شامل موارد زیر است:1- کارایی نمونه برداری 2- بزرگی اهداف سنگ بستر و حوزه های انتشاری3- پوشش طیفی از مواد معدنی و کانی ها 5- شواهد مربوط به منشا حوزه های انتشاری و 6-شاخص های پتانسیل اقتصادی کانی سازی مبدا. این خود یک ابزار اکتشافی ارزیابی اولیه بوده و برای تست تراس های پلوتونیک و رسوبی اتش فشانی گنیس مناسب است که در آن نهشته های رسوبی فلزی ارزشمند اصلاح شده و تشخیص آن ها با روش های دیگر سخت است.
فراوری آزمایشگاهی نمونه های کانی های سنگین اغلب در برنامه های اکتشاف ژئوشیمایی در حوزه های یخچالی برای بهبود خصوصیات ژئوشیمایی کانی های فلزی و افزایش حجم ژئوشیمایی استفاده می شوند. لایه های یخچالی هوازده نشده بدست آمده با اکتشاف می توانند محیط نمونه برداری ایده الی باشند زیرا فلزات پایه در کانی های سولفیدی اولیه به آسانی یافت می شوند. با این حال نمونه های سطحی هوازده فاقد سولفید را می توان برای جست و جوی برخی از کانی ها نظیر طلا، پلوتونیوم، استرانسیم استفاده کرد که در کانی های مقاوم شیمیایی یافت می شود.
علاوه بر بهبود علایم ژئوشیمیایی، فراوری فلزات سنگین مزیت های بالقوه ای از طریق بررسی کانی شناسی رسوبات در اختیار می گذارند. دو مورد به صورت زیر هستند:
تعیین منابع دارای انتشار طلا از درجه فرسایش دانه های طلا و 2-شناسایی پایپ های کمبرلیت و پتانسیل الماس آن ها از کانی های شاخص کیمبرلیت. در رابطه با دانه های طلا، شاخص ناهنجاری در رسوبات هم ژئوشیمیایی و هم مینرالوژیکی است. در رابطه با کانی های شاخص کیمبرایت، به شدت مینرالوژیکی است زیرا تعداد ذرات شاخص در رسوبات کم تر بوده و این دانه ها با عناصری نظیر منیزیم و کروم غنی سازی می شوند.
کانی شناسی شاخص سنگین بستکی به مواد منبع ویژه داشته و دارای خصوصیات مفید متعددی می باشد که مکمل وزن مخصوص بالا است. در رابطه با شاخص های کمبرلیت، کانی ها1- در صورتی که سنگ هایی به جز کیمبرالیت باشند، کم تر یافت می شوند، 2- درشت بافت هستند 3-مجزا و دارای بافت منحصر به فرد هستند.4-به اندازه کافی برای رسوب گرانشی سنگین هستند. 5- در برابر غلظت های بیشتر توسط تفکیک الکترومغناطیسی اصلاح پذیر می باشند.6-به هوازدگی به خصوص در حوزه های یخچالی نابالغ مقاوم می باشند. از این روی حتی پایپی که دارای KIM نسبتا ضعیف تری است می تواند منبع قوی KIM باشد. به علاوه، KIM ها منبع ویژه بوده و تنها برخی از دانه ها در رسوبات یخچالی برای تشخیص حضور کیمبرلیت نیاز هستند. اخیرا رسوبات انتشاری KIM دارای طول چند ده کیلومتر گزارش شده اند و این در حالی است که علایم ژئوشیمیایی معدنی رسوبات فلزی در دریفت های یخچالی عاری از سولفید به طور کلی طول چند صد متر دارند.
اخیرا گفته شده است که کانی های شاخص فلزی با خصوصیات مشابه با KIM در زون های واکنشی و تغییر بزرگ مربوط به انواع خاصی از نهشته ها وجود دارد.1-سولفید های ماسیو آتش فشانی رسوبی ( دارای زیر انواع آتش فشانی، سدکس و می سی سی پی) در حوزه های دگرگونی با درجات بالا تا منطقه ای 2- نهشته های اسکارن و گریسن و 3- سولفید های نیکل –مس ماگمایی. شر کت مدیریت حفاری اوربوردن، یک حرف اختصاری MMSIM را برای این گونه های معدنی پیدا کرده و چند هزاار نمونه را از پروژه های اکتشافی برای ناهنجاری های MMSIM تست کرده است. بسیاری از این پروژه های MMSIM شامل ذرات طلا و KIM می باشند و بسیاری از هزاران نمونه دیگر برای ذرات طلا و یا KIM به علاوه ذرات طلا تست شده اند. بیشتر نمونه ها دارای وزن 10 تا 20 کیلو بودند. انواع کم تر از 2 میلی متر با فرایند گرانشی بعد از تصفیه مایع سنگین در وزن مخصوص 3.20 گرم بر سانتی متر مکعب فراوری شد. در برخی موارد، کانی های شاخص فراوری شدند. کانی های شاخص با تفکیک کننده الکترومغناطیسی دانه بندی شده و توسط زمین شناسان با استفاده از دور بین دو چشم با تفکیک پذیری سخت دانه ها تحت طیف سنج اشعه ایکس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره تعیین شدند. دانه های طلا از نهشته های اصلی جدا شده، شمرده شده، اندازه گیری شده و با دور بین دو چشم با بررسی ییشتر توسط SEM/EDS در پروژه های خاص طبقه بندی گردیدند.