Блог

Jun 19, 2024

Изображение архитектуры недр медно-порфировых месторождений с использованием томографии локальных землетрясений

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 6812 (2023) Цитировать эту статью Доступы, 2003 г. 13 Подробности альтметрической метрики Ожидается, что значительная часть оставшихся в мире минеральных ресурсов будет

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 6812 (2023) Цитировать эту статью

Доступы 2003 г.

13 Альтметрика

Подробности о метриках

Ожидается, что значительная часть оставшихся в мире минеральных ресурсов будет находиться глубоко в земной коре или под покровом после минерализации. Что касается медно-порфировых месторождений, основного мирового источника Cu, Mo и Re, выявление динамических процессов, которые контролируют их внедрение в верхнюю кору, может стать ориентиром для будущих исследований. Сейсмическая томография может ограничить эти процессы, отображая глубинные структуры в региональном масштабе. Здесь мы строим трехмерную модель отношения Vp/Vs, основанную на времени прихода сейсмических волн P и S, под порфировым Cu-(Mo) месторождением Серро-Колорадо на севере Чили. Наши изображения показывают, что низкие аномалии Vp/Vs (~ 1,55–1,65), простирающиеся на глубину ~ 5–15 км, совпадают с поверхностным проявлением известных медно-порфировых месторождений и перспективных объектов, а также ограничивают структуры, вмещающие рудные тела и связанные с ними гидротермальные изменения. зоны. Тела среднего Vp/Vs (~ 1,68–1,74) и высокие Vp/Vs (Vp/Vs ~ 1,85) соответствуют средне-кислым плутоническим предшественникам порфировых интрузий и основным магматическим резервуарам, подстилающим более мелкие рудные тела, соответственно. Получение изображений этих предшественников и материнских плутонов имеет решающее значение для идентификации рудных тел, поскольку они служат источником флюидов для образования медно-порфировых тел. Это исследование демонстрирует потенциал локальной томографии землетрясений как инструмента для выявления будущих глубоких минеральных ресурсов с минимальным воздействием на окружающую среду.

Переход к низкоуглеродному будущему зависит от ряда ключевых металлов, спрос на которые, как ожидается, существенно увеличится в ближайшие десятилетия1,2. Месторождения порфирового типа являются наиболее важным источником Cu, Mo и Re во всем мире3, являются важными источниками Au и Ag и могут давать значительные количества других второстепенных и критически важных металлов, таких как ЭПГ, РЗЭ, In, Co, Re, Se. и Te (например, Crespo et al.4). Несмотря на их важность для мировых поставок ряда металлов, темпы открытия медно-порфировых месторождений в последние десятилетия неуклонно снижались, поскольку в основном были обнаружены и эксплуатируются крупные, неглубокие и богатые месторождения. Таким образом, открытия новых рудных тел на заброшенных и новых месторождениях смещаются на большую глубину1. Разведка более глубоких рудных тел (глубиной > 2 км) сопряжена с проблемами выявления слабых «следов» глубокозалегающих медно-порфировых месторождений и необходимостью в новых, эффективных и нетрадиционных геохимических и геофизических методах разведки5.

Медно-порфировые месторождения мирового класса формируются в основном вдоль магматических дуг, над активными зонами субдукции, где они тесно связаны с интрузивными породами мелкого уровня3,6. Медно-порфировые системы возникают из водной и окисленной базальтовой дуговой магмы, образовавшейся в мантийном клине в результате выделения флюидов и/или водного расплава из погружающейся плиты. Эти базальтовые расплавы дифференцируются в многоглубинные магматические резервуары в средней и нижней коре и поднимаются в верхнюю кору, где они далее развиваются в крупных магматических очагах, в конечном итоге давая начало развитым, насыщенным флюидом расплавам, которые внедряются в неглубокую кору в виде пробки. -подобные вторжениям3,7,8. Богатые медью минерализующие флюиды выделяются из этих неглубоких интрузий и попадают в окружающую вмещающую породу, где медь осаждается в виде сульфидов меди.

Однако большинство развитых неглубоких коровых интрузий в дуговых условиях бесплодны, за исключением минерализации, и, несмотря на хорошее общее понимание медно-порфировых систем, критические условия для образования полезных медно-порфировых систем остаются плохо изученными7. Во многом это связано с тем, что материнские магмы порфировых интрузий, основной источник рудообразующих флюидов, задерживаются в магматических очагах верхней коры на глубине 5–15 км, в нескольких километрах ниже горизонта минерализации, где они остаются в значительной степени недоступными для прямого отбора проб. Потенциальным средством улучшения нашего понимания контроля в региональном масштабе над формированием и внедрением минерализованных порфировых систем является использование методов геофизической визуализации недр, таких как сейсмическая томография, которые традиционно не применяются при разведке полезных ископаемых.