Contrôle polygénétique sur la localisation des gisements proximaux et distaux dans le champ polymétallique-stannifère à Xinlu, Guangxi, Chine méridionale

La plupart des gisements d'étain primaires sont associés avec des intrusions granitiques. Pourtant, les relations spatiales entre eux ne sont pas toujours évidentes, celles-ci montrant plusieurs variantes. Certains gisements sont situés dans ou près de la zone de contact entre l'intrusion et les roches environnantes: ce sont les gisements proximaux. D'autres sont localisés dans des roches relativement éloignées de l'intrusion: ce sont les gisements distaux. Quel est le mécanisme de la séparation spatiale des gisements d'étain? Sous quelles conditions se forment les gisements proximaux? Sous quelles conditions se forment les gisements distaux? Ces questions sont liées de près avec l'exploration minérale. Vu que la zone de contact entre l'intrusion et les roches environnantes est une frontière géologique et géophysique, elle est donc une référence utile pour étudier la localisation des gisements et choisir les cibles d'exploration, et surtout pour établir la profondeur des forages d'exploration. Ces problèmes n'ont pas été étudiés systématiquement jusqu'à maintenant. La localisation des gisements d'étain a été généralement attribuée aux environnements locaux de déposition des minerais, ex.: "des couches sédimentaires favorables" ou "des positions structurales favorables", etc. Par conséquent, il semble que la localisation des gisements d'étain est indépendante des intrusions elles-mêmes et est principalement déterminée par les conditions locales. Etant donné que la plupart des composantes de la minéralisation et la capacité de mouvement des fluides minéralisateurs origine des intrusions granitiques, on peut quand même affirmer que la localisation des gisements d'étain associés avec des intrusions est contrôlée principalement par les intrusions elles-mêmes. Pourquoi certains gisements d'étain sont-ils localisés au contact entre les intrusions et les roches environnantes, alors que d'autres sont localisés dans des roches relativement éloignées des intrusions? Cette localisation des gisements est probablement plus déterminée par les intrusions elles-mêmes que par les conditions locales. Les modèles de zonation métallique ont expliqué la distribution spatiale régulière des différents éléments ou des assemblages d'éléments par rapport aux intrusions, mais n'ont pas examiné la différenciation d'une zone spécifique de minéralisation par rapport aux intrusions. Le champ de minéralisation polymétallique-stannifère de Xinlu, Guangxi, Chine méridionale, où des gisements d'étain proximaux et distaux se sont développés, constitue une excellente région pour examiner certains des problèmes mentionnés ci-dessus. Ce champ fait partie du district minéralifère de Ping-Gui, lequel est un des plus importants producteurs d'étain de la Chine. La minéralisation polymétallique-stannifère dans cette région, comme dans les autres parties de la Chine, est associée avec des intrusions granitiques formées dans les environnements tectoniques de "diwa" ou d'activation de plateforme, ce qui est typique des provinces métallogéniques en Chine et ailleurs. Le champ de minéralisation de Xinlu a une histoire tectonique compliquée, qui se divise en trois étapes: l'étape géosynclinale (du Protérozoique à la fin du Silurien), l'étape de plateforme (du Dévonien au début du Triassique), et l'étape de diwa (du milieu du Triassique au récent). La minéralisation polymétallique-stannifère est reliée aux intrusions granitiques du Batholithe de Guposhan, qui s'est formé lors de l'étape de diwa. Le champ de minéralisation de Xinlu se trouve à la marge sud du batholithe. Il y a trois phases d'intrusion dans le batholithe. La première phase est située du côté est de Xinlu, la deuxième phase se trouve à l'ouest; ces deux phases se chevauchent au nord de Xinlu, et la trosième phase est située dans le milieu du champ de minéralisation sous forme de petits stocks. Les roches sédimentaires à Xinlu sont des carbonates et des roches élastiques déposées lors de l'étape de plateforme. Elles sont entourées par les granites du Batholithe de Guposhan sur trois côtés (est, nord et ouest) et à la base. Par conséquent, le champ de minéralisation est en fait situé dans un profil concave de la surface des intrusions. Plusieurs dykes, principalement de composition intermédiaire, injectent les roches sédimentaires. Cinq gisements polymétalliques-stannifères ont été découverts à Xinlu. Les gisements Dachong et Liuhe'ao sont situés au nord du champ de minéralisation, là où les intrusions granitiques recoupent les niveaux plus élevés. Les corps minéralisés se superposent sur les skarns et les hornfels développés dans la zone de contact entre les intrusions et les roches encaissantes. Les gisements Baimianshan et Shimen se trouvent dans la partie sud du champ de minéralisation, là où les granites sont plus profonds. Les corps minéralisés se sont développés dans les carbonates situés entre quelque cents et mille mètres au-dessus des intrusions granitiques. Il y a une relation serrée entre les corps minéralisés, les dykes et les failles remobilisées par les intrusions granitiques. Le gisement Mouqiaomian est situé à l'ouest de Xinlu, là où les carbonates sont entourés par les granites sur tous les côtés et à la base, et les corps minéralisés sont développés dans les carbonates au-dessus des skarns dans la zone de contact entre les granites et les roches encaissantes. La plupart des corps minéralisés distaux sont du type veine escarpée, excepté les deux corps minéralisés stratiformes à Baimianshan. Les assemblages des minéraux métalliques sont similaires, composés principalement de pyrrhotite et sphalerite, avec la présence de cassitérite dans le minerai. L'étude des caractéristiques géochimiques des granites du Batholithe de Guposhan indique que la troisième phase d'intrusion a évolué à partir du magma de la deuxième phase, les deux étant des granites de type S. La première phase a une source similaire aux granites de type I. La troisième phase intrusive a le plus haut potentiel de minéralisation, ce qui est supporté par son association spatiale avec les gisements, par son plus haut degré de différenciation, et ses plus hauts contenus en éléments minéralisateurs que les granites "stériles". La déficience en ETR, Sn et F dans les granites de la troisième phase par rapport à ceux de la deuxième phase peut être expliquée par le partage des éléments dans les fluides hydrothermaux qui lui sont associés, ce qui est supporté par leur caractère hyperalumineux. Les contenus en éléments de minéralisation dans les granites de la deuxième phase et dans le membre le plus felsique de la première phase sont assez élevés, mais ces magmas granitiques ont retenu les éléments de minéralisation plutôt que de les relâcher dans les fluides hydrothermaux, réduisant ainsi leur potentiel de minéralisation. Les dykes sont génétiquement reliés aux granites du Batholithe de Guposhan, comme le démontre leur rapport spatial et temporel. Un modèle de contamination sédimentaire est proposé pour expliquer la composition moins riche en silice des dykes en comparaison avec les granites, ce qui est supporté par les observations pétrologiques et les études géochimiques. Le potentiel de minéralisation des dykes est généralement bas à cause de leur petite taille et de leur potentiel de rétention des éléments de minéralisation. Les roches sédimentaires ont en général un plus faible potentiel de minéralisation que les granites, parce que leurs contenus en éléments de minéralisation sont généralement faibles, et que la remobilisation des éléments requiert des conditions plus spécifiques. Les caractéristiques géochimiques des minéraux métalliques ont été étudiées. Les compositions isotopiques de S, O et Pb des minéraux métalliques des gisements proximaux et distaux sont similaires, et indiquent que la majorité des fluides minéralisateurs sont dérivés des magmas granitiques, quoique une certaine partie des éléments et fluides minéralisateurs soient dérivés des roches sédimentaires et de l'eau météorique. Il est clair que la formation des gisements distaux n'est pas déterminée par une source non-magmatique des éléments minéralisateurs. Les gisements proximaux et distaux dans le champ polymétallique-stannifère de Xinlu sont formés dans un système hydrothermal contrôlé par les intrusions granitiques. Les inclusions fluides dans la cassitérite des gîtes proximaux et distaux et dans le quartz des granites associés avec les gisements proximaux ont été systématiquement étudiées. Les températures des fluides minéralisateurs sont estimées à l'aide des températures d'homogénéisation et indiquent que le gradient de température dans les conduits est faible. Les pressions des fluides sont estimées à partir des isochores des inclusions individuelles. Dans les gisements, les valeurs se situent entre celles des pressions lithostatique et hydrostatique (plus près de hydrostatique). Pour ce qui est des intrusions, la pression des fluides se rapproche de la pression lithostatique vers l'intérieur des intrusions. Il est possible que le contraste des pressions des fluides entre l'intérieur et l'extérieur des intrusions soit à l'origine de la dynamique de mouvement des fluides. L'étude des inclusions fluides indique aussi que la séparation des phases fluides est un mécanisme important pour la déposition des gisements proximaux et distaux. Ce point est démontré par la coexistence générale des inclusions fluides homogénéisées à l'état liquide et à l'état vapeur à des températures similaires. Une analyse du système des conduits à Xinlu indique la présence de systèmes subverticaux et d'autres sub-horizontaux. Le premier est représenté par des failles et fractures, et le second est représenté par les litages et fractures interstratifiées dans les roches sédimentaires. Les conduits les plus efficaces pour les courants des fluides de minéralisation à Xinlu sont les failles et fractures contrôlant l'intrusion des dykes et/ou remobilisées par l'intrusion granitique. Puisque les dykes sont génétiquement associés avec les granites, les structures contrôlant les dykes sont plus probablement reliés aux sources des fluides de minéralisation. L'association temporelle entre les dykes et les granites fait en sorte que ces structures peuvent mieux conserver leur forte perméabilité pendant l'activité des fluides de minéralisation. Le caractère géomécanique d'extension des structures indique que les fluides à l'intérieur de celles-ci approchent un état hydrostatique. Ceci contraste avec l'état lithostatique à l'intérieur des intrusions. Le système sub-horizontal a peut-être joué un rôle pour fournir de l'eau souterraine et des solutions à partir des roches sédimentaires aux fluides de minéralisation dans les conduits, mais les quantités incorporées sont limitées. Des modélisations sont effectuées pour simuler la distribution des gradients de température dans un environnement d'intrusion concave comme celui de Xinlu. Il est démontré que le gradient de température est le plus bas à la zone de contact et augmente loin de l'intrusion. Ceci est à l'opposé d'un environnement d'intrusion convexe. Les gisements hydrothermaux ayant tendance à être localisés là où la température des fluides de minéralisation baisse brusquement, il s'en suit que les gisements proximaux se forment plus difficilement dans un environnement d'intrusion concave. Fondé sur les études ci-dessus, un modèle général est établi pour expliquer la localisation des gisements proximaux et distaux à Xinlu. Ce modèle tient compte des conduits, de la dynamique de migration, de la séparation de phase et de la baisse de température des fluides de minéralisation. La dynamique de migration des fluides de minéralisation est principalement déterminée par le gradient de pression entre les régions sources et les conduits, ce qui est associé de près avec la profondeur d'emplacement des intrusions granitiques. L'étude des inclusions fluides de Xinlu et les conclusions d'autres auteurs dans la littérature indiquent que la pression des fluides à l'intérieur d'une intrusion est égale ou supérieure à la pression lithostatique, alors que la pression des fluides dans les conduits s'approche plutôt de la pression hydrostatique. Puisque la pression lithostatique augmente avec la profondeur plus rapidement que la pression hydrostatique, le contraste entre les deux augmente avec la profondeur. Par conséquent, plus l'intrusion est profonde, plus la dynamique de migration des fluides sera élevée et plus ceux-ci pourront migrer sur de grande distance avant de déposer les minerais. Ceci est supporté par le fait que les gisements proximaux sont mieux développés au nord de Xinlu, là où les intrusions sont moins profondes, alors que les gisements distaux sont mieux développés au sud de Xinlu, là où les intrusions sont plus profondes. La distance verticale entre les gisements et les intrusions est proportionnelle à la profondeur d'emplacement des intrusions. Ce point est aussi supporté par les caractéristiques géochimiques des minéraux métalliques qui indiquent que les fluides de minéralisation sont principalement dérivés des intrusions granitiques, et par l'étude des inclusions fluides qui indique un faible gradient de température dans le système des conduits, ce qui implique une haute vitesse de courant des fluides de minéralisation. La séparation de phase, qui est un des mécanismes les plus importants pour la déposition des minerais, a joué un rôle très important pour la localisation des minerais. Le fait que la séparation de phase se fasse dans un lieu proximal ou distal, et la distance de migration des fluides de minéralisation avant la séparation de phase, sont déterminés par la composition, la température et la pression des fluides et la profondeur d'emplacement des intrusions. Au nord de Xinlu, la profondeur des intrusions est assez faible et les fluides de minéralisation sont transférés du champ à une phase à celui à deux phases dans la zone de contact immédiate en sortant des intrusions. Au sud de Xinlu, la profondeur d'emplacement des intrusions est assez grande et les fluides de minéralisation restent dans le champ à une phase même sous la pression hydrostatique au niveau de la zone de contact. La séparation de phase ne se produit donc pas immédiatement à la sortie des intrusions, mais à plusieurs centaines de mètres au-dessus de celle-ci. La baisse de température est un autre mécanisme très important pour la déposition des minerais. Ceci est compatible avec le modèle, vu que les environnements moins profonds des intrusions sont généralement associés aux intrusions convexes. Celles-ci, avec un gradient de température plus élevée à la zone de contact, favorisent la formation des gisements proximaux. Inversement, les intrusions plus profondes sont plus probablement concaves et avec un gradient de température moins élevée à la zone de contact, ce qui est défavorable à la formation des gisements proximaux. En résumé, les gisements hydrothermaux associés avec les intrusions magmatiques se forment plutôt dans la zone de contact entre l'intrusion et les roches environnantes lorsque l'intrusion est placée à des niveaux élevés et est convexe. Ils sont plutôt localisés à des emplacements distaux quand l'intrusion est située à des niveaux plus profonds et est concave. Le niveau de déposition des minerais dépend en grande partie du développement du système de conduits et de la composition, la température et la pression des fluides de minéralisation. Une revue de la littérature indique que les modèles établis à Xinlu peuvent être appliqués sur une variété de gisements hydrothermaux associés avec les intrusions granitiques dans d'autres régions du monde, bien que les conditions géologiques spécifiques peuvent influencer les modèles. Les connaissances de la géologie locale, de la distribution spatiale des intrusions, de la source, la composition, la température et la pression des fluides de minéralisation, des donnés P-V-T-X correspondantes, de la distribution des conduits et des diverses unités lithologiques favorables pour la déposition des minerais influencent l'application des modèles. Ces modèles peuvent servir à choisir les cibles d'exploration minérale et à établir la profondeur des forages

Effects of hydrocarbon generation on fluid flow in the Ordos Basin and its relationship to uranium mineralization

AbstractThe Ordos Basin of North China is not only an important uranium mineralization province, but also a major producer of oil, gas and coal in China. The genetic relationship between uranium mineralization and hydrocarbons has been recognized by a number of previous studies, but it has not been well understood in terms of the hydrodynamics of basin fluid flow. We have demonstrated in a previous study that the preferential localization of Cretaceous uranium mineralization in the upper part of the Ordos Jurassic section may have been related to the interface between an upward flowing, reducing fluid and a downward flowing, oxidizing fluid. This interface may have been controlled by the interplay between fluid overpressure related to disequilibrium sediment compaction and which drove the upward flow, and topographic relief, which drove the downward flow. In this study, we carried out numerical modeling for the contribution of oil and gas generation to the development of fluid overpressure, in addition to sediment compaction and heating. Our results indicate that when hydrocarbon generation is taken into account, fluid overpressure during the Cretaceous was more than doubled in comparison with the simulation when hydrocarbon generation was not considered. Furthermore, fluid overpressure dissipation at the end of sedimentation slowed down relative to the no-hydrocarbon generation case. These results suggest that hydrocarbon generation may have played an important role in uranium mineralization, not only in providing reducing agents required for the mineralization, but also in contributing to the driving force to maintain the upward flow

Dolomitization of the Lower Ordovician Aguathuna Formation carbonates, Port au Port Peninsula, western Newfoundland, Canada: implications for a hydrocarbon reservoir

The Lower Ordovician Aguathuna Formation (∼100 m thick) is formed of shallow-marine carbonates, which constitute the uppermost part of the St. George Group of western Newfoundland. Sedimentation was paused by a major subaerial exposure (St. George Unconformity), which likely developed a significant pore system in the underlying carbonates by meteoric dissolution. The sequence has been affected by multiphase dolomitization that caused complex changes in the rock porosity. The Aguathuna dolomites are classified into three main generations ranging in crystal size between ∼4 µm and 2 mm. The occurrence of fabric-retentive dolomicrites implies that dolomitization likely started during the early stages of diagenesis. Although dolomitization is pervasive in the upper part of the formation and significantly occludes the pores, some intervals in the lower part have higher porosity. The development of lower permeable layers overlain by an impermeable (seal) cap suggests a possible potential diagenetic trap. Unlike sabkha deposits, the Aguathuna carbonates do not have evaporite interlayers. Furthermore, the low Sr contents (∼96 ppm) and the δ18O values of earlier dolomites (–3.3‰ to –6.9‰ VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite)) are also difficult to reconcile with a brine origin. The Sr/Ca molar ratios (0.0067–0.0009), calculated for the earliest dolomitizing fluid, suggest a modified seawater origin, likely mixed sea and meteoric waters. The least radiogenic 87Sr/86Sr values of the earliest dolomite are consistent with those of early Ordovician seawater, which supports an early-stage diagenesis. Petrography, geochemistry, and fluid inclusions of the late dolomites suggest precipitation at higher temperatures (∼73–95 °C) in deeper burial environments from hydrothermal solutions

Taiwan Oscillation Network

The Taiwan Oscillation Network (TON) is a ground-based network to measure solar intensity oscillations to study the internal structure of the Sun. K-line full-disk images of 1000 pixels diameter are taken at a rate of one image per minute. Such data would provide information onp-modes withl as high as 1000. The TON will consist of six identical telescope systems at proper longitudes around the world. Three telescope systems have been installed at Teide Observatory (Tenerife), Huairou Solar Observing Station (near Beijing), and Big Bear Solar Observatory (California). The telescopes at these three sites have been taking data simultaneously since October of 1994. Anl – v diagram derived from 512 images is included to show the quality of the data

Common Problems and Pitfalls in Fluid Inclusion Study: A Review and Discussion

The study of fluid inclusions is important for understanding various geologic processes involving geofluids. However, there are a number of problems that are frequently encountered in the study of fluid inclusions, especially by beginners, and many of these problems are critical for the validity of the fluid inclusion data and their interpretations. This paper discusses some of the most common problems and/or pitfalls, including those related to fluid inclusion petrography, metastability, fluid phase relationships, fluid temperature and pressure calculation and interpretation, bulk fluid inclusion analysis, and data presentation. A total of 16 problems, many of which have been discussed in the literature, are described and analyzed systematically. The causes of the problems, their potential impact on data quality and interpretation, as well as possible remediation or alleviation, are discussed

An overview of hydrodynamic studies of mineralization

Fluid flow is an integral part of hydrothermal mineralization, and its analysis and characterization constitute an important part of a mineralization model. The hydrodynamic study of mineralization deals with analyzing the driving forces, fluid pressure regimes, fluid flow rate and direction, and their relationships with localization of mineralization. This paper reviews the principles and methods of hydrodynamic studies of mineralization, and discusses their significance and limitations for ore deposit studies and mineral exploration. The driving forces of fluid flow may be related to fluid overpressure, topographic relief, tectonic deformation, and fluid density change due to heating or salinity variation, depending on specific geologic environments and mineralization processes. The study methods may be classified into three types, megascopic (field) observations, microscopic analyses, and numerical modeling. Megascopic features indicative of significantly overpressured (especially lithostatic or supralithostatic) fluid systems include horizontal veins, sand injection dikes, and hydraulic breccias. Microscopic studies, especially microthermometry of fluid inclusions and combined stress analysis and microthermometry of fluid inclusion planes (FIPs) can provide important information about fluid temperature, pressure, and fluid-structural relationships, thus constraining fluid flow models. Numerical modeling can be carried out to solve partial differential equations governing fluid flow, heat transfer, rock deformation and chemical reactions, in order to simulate the distribution of fluid pressure, temperature, fluid flow rate and direction, and mineral precipitation or dissolution in 2D or 3D space and through time. The results of hydrodynamic studies of mineralization can enhance our understanding of the formation processes of hydrothermal deposits, and can be used directly or indirectly in mineral exploration

Microstructural analysis of a subhorizontal gold-quartz vein deposit at Donalda, Abitibi greenstone belt, Canada: Implications for hydrodynamic regime and fluid-structural relationship

The Donalda gold deposit in the southern part of the Archean Abitibi greenstone belt consists mainly of a subhorizontal gold-quartz vein perpendicular to subvertical shear zones. The 0.3–0.5 m thick vein is characterized by vein-parallel banding structures indicating multiple episodes of fracture opening and mineral precipitation. Measurement of the c-axis of primary growth quartz indicates that quartz preferentially grew perpendicular to the fracture, suggesting open space filling and/or extensional nature of the fracture. Measurement of the orientations of microfractures, veinlets and fluid–inclusion planes (FIPs) crosscutting primary growth quartz indicates that the vein minerals were subject to a vertical maximum principal stress (σ1), which is inconsistent with the subhorizontal σ1 inferred from the regional stress field with N–S shortening. This apparent discrepancy is explained by invoking episodic fluid pressure fluctuation between supralithostatic and hydrostatic regimes accompanied by episodic opening and closing of the subhorizontal fracture. When fluid pressure was higher than the lithostatic value, the fracture was opened and primary growth minerals were precipitated, whereas when fluid pressure decreased toward the hydrostatic value, the hanging wall of the fracture collapsed, causing collision of protruding primary growth minerals from both sides of the fracture and resulting in formation of vein-parallel deformation bands. The columns where the two facing sides of the fracture collided were subject to higher-than-lithostatic stress due to the bridging effect and reduced support surface area, explaining the development of vertical σ1. This hypothesis is consistent the fault-valve model, and explains the flipping of σ1 without having to change the regional stress field

Common Problems and Pitfalls in Fluid Inclusion Study: A Review and Discussion

The study of fluid inclusions is important for understanding various geologic processes involving geofluids. However, there are a number of problems that are frequently encountered in the study of fluid inclusions, especially by beginners, and many of these problems are critical for the validity of the fluid inclusion data and their interpretations. This paper discusses some of the most common problems and/or pitfalls, including those related to fluid inclusion petrography, metastability, fluid phase relationships, fluid temperature and pressure calculation and interpretation, bulk fluid inclusion analysis, and data presentation. A total of 16 problems, many of which have been discussed in the literature, are described and analyzed systematically. The causes of the problems, their potential impact on data quality and interpretation, as well as possible remediation or alleviation, are discussed