Орогенные месторождения золота являются основным источником золота для человечества. Эти отложения формировались от архея до фанерозоя на глубинах земной коры более 4 км. Ключевые параметры, обусловливающие их формирование, остаются дискуссионными. Я рассматриваю эти параметры в свете последних научных достижений, используя системный подход, в котором рассматривается относительная значимость каждого компонента сложной системы во времени и пространстве. От основания до вершины системы минерализации рассматриваются следующие компоненты и процессы: (1) источники флюидов; (2) соответствующие лиганды и их источники; (3) растворимость золота и его потенциальных источников; (4) функция разломов как проводников; и (5) механизмы осаждения золота. Этот обзор обеспечивает дальнейшее подтверждение роли богатых углеродом и пиритовых осадочных пород в формировании орогенных месторождений золота на протяжении геологического времени.
Согласно обзору Вернкомба и Зелича (2015), образование орогенных месторождений золота связано со структурными нарушениями (разломы, зоны сдвига, складчатости, контрасты компетентности). Эти разрывы служат каналами для миграции флюидов из зоны метаморфической дегидратации, ниже перехода зеленых сланцев в амфиболиты, к месту осаждения в верхней коре (рисунок), которая обычно находится в условиях зеленосланцевой фации. В 1990-е годы считалось, что орогенные месторождения золота формируются в аккреционных тектонических режимах (Керрич и Вайман, 1990), что соответствует необходимости переноса гидратированных пород на глубину амфиболитов (Коннолли, 2010; Рисунок 2). В 1990-х годах исследователи надеялись определить конкретный тип разлома с определенной кинематической обстановкой, более благоприятной для формирования орогенного месторождения золота. Тем не менее, сотни структурных исследований по всему миру доказали, что минерализация сосредоточена в различных типах разломов и особенностей расширения: 1) крутонаклонные взбросы (пояс Абитиби, Канада: Роберт и Браун, 1986; Габури и др., 2001); 2) пологие надвиги (рудник Макрес, Новая Зеландия: Teagle et al. 1990); 3) обычные разломы во время эксгумации (Отаго Схист, Новая Зеландия: Аптон и Кроу, 2014; Юкон, Канада: Маккензи и др., 2008); 4) зона расширения седлового рифа (Кокс и др., 1991) и 5) транскуррентные разломы (архейский пояс Йилгарн; Австралия: Вайнберг и др., 2005; палеопротерозойские биримские пояса Западной Африки: Августин и др., 2017). Дополнительные примеры также приведены Вернкомбом и Зеличем (2015).
Независимо от кинематической обстановки, разломы должны обеспечивать проницаемость для направления потока флюидов во время землетрясений (Сибсон, 1987; Сибсон и др., 1988; Кокс и др., 1991; Кокс, 2005, 2016), и в этом отношении их геометрия важна. Обычно системы разломов неправильной формы, такие как криволинейные или геликоидальные, кажутся более благоприятными для переноса больших объемов флюидов (Gaboury et al. 2001).
Одним из аспектов, которым всё время пренебрегали, является необходимость наличия тектонической активности после главного аккреционного события. Благоприятные материнские породы сначала закапываются во время процесса горообразования. Эта фаза обычно является главным событием, приводящим к высокому рельефу и всем тектоническим особенностям. Однако термическое восстановление равновесия, которое отвечает за ключевые реакции при переходе границы зеленых сланцев к амфиболиту, является диахронным событием, наступающим позже (Симард и др., 2013). Сколько времени прошло после фазы горообразования, еще предстоит установить, но многочисленные возрасты минерализации предполагают гораздо более поздний период, в диапазоне 100 млн лет после окончания этой фазы (Джемиелита и др., 1990; Керрич и Кэссиди, 1994; Оливо и др., 2007; Огюстен и др. 2017). Если разломы больше не активны в то время, когда флюиды доступны в месте их образования (граница зеленых сланцев и амфиболитов), то не будет создана благоприятная дренирующая система и в верхней коре не образуется орогенных отложений. Если имеются какие-либо разломы, они будут использоваться независимо от их или унаследованной кинематики, что позволит учитывать разнообразие параметров минерализации, зарегистрированных во всем мире.
Кокс (2016) проливает свет на ключевую роль давления флюида и сейсмичности вдоль разломов. Используя современный пример эксперимента по закачке жидкости, он сообщил, что высокое давление жидкости вызывает роевую сейсмичность с диапазоном магнитуд 2–4 для отдельных землетрясений и частотой от сотен до тысяч событий в день. Хорошо известно, что образование орогенных месторождений золота связано с повышением флюидного давления и разрывом разлома (Сибсон, 1987; Сибсон и др., 1988), но роевая сейсмичность имеет два основных последствия. Во-первых, сейсмичность вызывается высоким давлением флюидов, а это означает, что геометрия разлома или его кинематика имеют второстепенное значение для формирования орогенного месторождения золота, как описано выше. Еще одним важным следствием является то, что период формирования орогенного месторождения золота сокращается до 10 000–100 000 лет. Такой сокращенный период более геологически связан с необходимостью образования огромных количеств метаморфической жидкости, как продемонстрировал Коннолли (2010). Более того, в этой статье подчеркивается роль давления флюидов, а не конкретного тектонического режима, вызывающего небольшие смещения вдоль золотоносных структур, как это было признано уже давно.
По данным Томкинса (2010) и Чжун и др. (2015), пелитовые породы, по-видимому, являются лучшим источником золота, лигандов и флюидов, хотя базальтовые породы также могут быть важным источником. Тем не менее, самый крупный золотой район (Витватерсранд) особенно расположен на окраине очень крупного архейского осадочного бассейна (300*100 км), где до 4,5 км осадочных пород, включая сланцы и аргиллиты, составляют нижнюю толщу (Филлипс и Пауэлл 2011). Рудник Мурунтау, безусловно, крупнейшее отдельное орогенное месторождение золота с содержанием >5200 т Au (>150 млн унций Au), расположен в богатых железом и углеродистых морских обломочных породах от ордовика до раннего силура (Гольдфарб и др., 2014). По мнению Гольдфарба и др. (2014), такая необычайная концентрация золота может быть связана с очень большими запасами раннего палеозойского золота в земной коре, которое в основном содержится в вкрапленных сингенетических сульфидах из подстилающих осадочных пород.
Палеопротерозойские биримские пояса состоят из обильных графитовых сланцев, богатых желваковым пиритом, и эти пояса в Западной Африке, вероятно, продемонстрировали самый высокий уровень открытия месторождений золота за последнее десятилетие (Гольдфарб и др., 2017). Крупнейшие месторождения золота в палеозое в основном расположены в осадочных толщах, включая Викторию (Австралия) и Мать-Лоуд (Калифорния, США). Архейские золотые месторождения (Супериор, Канада; Йилгарн, Австралия), напротив, в основном расположены в вулканических породах, но присутствуют графитовые и пиритовые сланцы (Gaboury 2013), хотя они сохраняются реже. Этан также был обнаружен в крупнейшем месторождении золота в Канаде (озеро Детур), что указывает на то, что на глубине были вовлечены осадочные углеродистые породы (Gaboury 2013).
Таким образом, для разведки золота вулканогенно-осадочные пояса, содержащие сланцы в своих отложениях, должны быть выбраны в качестве первоочередной задачи для добычи золота, поскольку эквиваленты этих пород погребены на глубинах ниже перехода зеленых сланцев в амфиболиты. Еще один ключевой параметр заключается в более высоком геотермическом градиенте, который горные породы должны были испытывать в условиях относительно низкого давления, как подчеркивают Томкинс (2010) и Коннолли (2010). Эту особенность по-прежнему трудно установить, поскольку давление плохо фиксируется минералами интересующих метаморфических фаций, поскольку граница между зеленосланцевой и амфиболитовой фациями колеблется от ~10 до 30 км. Наличие многочисленных интрузивных тел, окаймляющих вулкано-осадочные пояса, следует рассматривать как свидетельство того, что ниже поясов происходило частичное плавление, обеспечивающее дополнительное тепло при более низком давлении. В более локальном масштабе кислые порфировые дайки, столь распространенные на золотых приисках и ранее, чем минерализация, также могут рассматриваться как признак того, что магматическое андерплитирование произошло после главного события горообразования и вызвало сильный тепловой поток. Наконец, разломы, свидетельствующие о длительной тектонической истории, с обильными признаками реактивации, такими как пласты серицита, богатые железом карбонатные гидротермальные изменения и кварц-карбонатные прожилки, безусловно, являются лучшими кандидатами на роль дренажных систем, когда флюиды были доступны на глубине.
