Calculation of metallogenic depth in the Jiaodong gold deposits: Tectonic correction method and metallogenic prediction

doi:10.13745/j.esf.sf.2020.9.40

Abstract

Abstract:

Metallogenic depth calculation is of great significance to ore deposit theory research and deep ore prospecting. The classical “pressure/specific gravity” calculation method, however, dose not consider the influence of tectonic stress on the mineralization process. Using this classical method, previous researchers had proposed the Jiaodong altered rock type gold deposit was Proterozoic metallogenic deposit with a depth of 6000-8000 m, and the quartz vein type gold deposit was Mesozoic metallogenic deposit located below 3000 m. However, guided by a five-story vertical zoning model established according to the calculation, the actual deep prospecting exploration was not successful. In recent years a new calculation method has been developed gradually, it uses tectonic correction in metallogenic depth calculation by canceling out additional tectonic stress before calculating metallogenic depth. In this paper, we introduce this new method, point out its application conditions and discuss its prediction significance. The application protocol entails (1) determining the metallogenic pattern; (2) conducting field survey on the tectonic deformation lithofacies; (3) measuring the rock/mineral strain, restoring the metallogenic-tectonic stress field, calculating the additional hydrostatic pressure due to tectonic stress; and (4) calculating the metallogenic depth. Using this method, the metallogenic depths of several typical gold deposits in Jiaodong were calculated and the results are: (1) Xiadian, 1979.51-3014.72 m; (2) Jiaojia, 1632.4-2331.6 m; (3) Dayingezhuang, 2775.4-4164.5 m; (4) Xincheng, 1781.29-2750.0 m; and (5) Linglong, 720.55-3454.97 m. Accordingly, the Jiaodong gold deposits are considered belonging to the epithermal shear zone type deposit with a metallogenic depth of 1000-4500 m. Therefore, it is inferred that the main orebody of the typical gold deposits in Jiaodong remains buried in the deep. Combined with the geological, geophysical and geochemical exploration information, we predicted a “second deep enrichment metallogenic zone” of gold deposit in Jiaodong, and this prediction has been confirmed by deep ore exploration effect.

Key words: metallogenic depth, tectonic metallogenic depth correction calculation, tectonic deformed lithofacies, gold deposit in Jiaodong

CLC Number:

LÜ Chengxun, ZHANG Da, XU Yaqing, GUO Tao, WANG Zongyong, HUO Qinglong, YUAN Yuelei. Calculation of metallogenic depth in the Jiaodong gold deposits: Tectonic correction method and metallogenic prediction[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(1): 427-438.

Figures/Tables 12

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蚀变岩带	样品编号	a/c轴比值
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-8-1	2.29
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-8-2	2.45
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-11-1	2.84
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-11-2	3.00
黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	xdc1-2-1	2.37
黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	xdc1-2-2	2.34
强钾长石化花岗质蚀变岩	xdb-10-2	3.3
强钾长石化花岗质蚀变岩	xdb-10-1	3.1

蚀变岩带	样品编号	a/c轴比值
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-8-1	2.29
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-8-2	2.45
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-11-1	2.84
黄铁绢英岩化糜棱岩	xdd-11-2	3.00
黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	xdc1-2-1	2.37
黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	xdc1-2-2	2.34
强钾长石化花岗质蚀变岩	xdb-10-2	3.3
强钾长石化花岗质蚀变岩	xdb-10-1	3.1

样品	样品序号	岩石名称	观测矿物	平均自由位错密度/ cm^-2	最大差应力平均值/ (10⁵Pa)	平均差应力/ (10⁵Pa)	成矿期差应力/ (10⁵Pa)
xdd-8	1 2	黄铁绢英岩化糜棱岩黄铁绢英岩化糜棱岩	石英石英	3.38×10⁸ 4.46×10⁸	699.26 838.66	432.14 518.29	267.06 320.30
xdd-11	3 4	黄铁绢英岩化糜棱岩黄铁绢英岩化糜棱岩	石英石英	4.5×10⁸ 4.1×10⁸	848.88 797.12	524.60 492.62	324.2 304.44
xdc-1-2	5 6	黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	石英石英	3.3×10⁸ 4.38×10⁸	687.96 828.38	425.16 511.94	262.74 316.38
xdb-10	7 8	强钾化花岗质蚀变岩强钾化花岗质蚀变岩	石英石英	5.2×10⁸ 5.7×10⁸	927.69 997.02	573.31 616.16	354.30 380.78

样品	样品序号	岩石名称	观测矿物	平均自由位错密度/ cm^-2	最大差应力平均值/ (10⁵Pa)	平均差应力/ (10⁵Pa)	成矿期差应力/ (10⁵Pa)
xdd-8	1 2	黄铁绢英岩化糜棱岩黄铁绢英岩化糜棱岩	石英石英	3.38×10⁸ 4.46×10⁸	699.26 838.66	432.14 518.29	267.06 320.30
xdd-11	3 4	黄铁绢英岩化糜棱岩黄铁绢英岩化糜棱岩	石英石英	4.5×10⁸ 4.1×10⁸	848.88 797.12	524.60 492.62	324.2 304.44
xdc-1-2	5 6	黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩	石英石英	3.3×10⁸ 4.38×10⁸	687.96 828.38	425.16 511.94	262.74 316.38
xdb-10	7 8	强钾化花岗质蚀变岩强钾化花岗质蚀变岩	石英石英	5.2×10⁸ 5.7×10⁸	927.69 997.02	573.31 616.16	354.30 380.78

样品号	α₃	A/(10⁵Pa)	B/(10⁵Pa)	σ₁/(10⁵Pa)	σ₂/(10⁵Pa)	σ₃/(10⁵Pa)	构造附加压力/(10⁵Pa)	岩石密度 /(g·cm^-3)	H/m
xdd-8-2	2.45	320.30	267.06	1 178.84	1 125.6	858.54	1 054.43	2.87	2 212.54
xdd-11-2	3.00	324.2	304.44	1 043.75	1 023.99	719.55	929.08	2.87	3 014.72
xdc1-2-1	2.37	316.38	262.74	1 214.17	1 160.53	897.79	1 090.83	2.87	1 979.51