Magmas, mineralization and sea-floor spreading

Zusammenfassung

Beziehungen zwischen Granitkörpern und Mineralisation in Nigeria und Südwest-England werden als Beispiele angeführt, um die These zu stützen, daß Erzlösungen in Verbindung mit Magmatit-Körpern sich nicht notwendigerweise von magmatischen Kristallisationsprozessen ableiten, sondern sich als unabhängige Nebenprodukte bei der Magmenerzeugung bilden können.

Ähnliche Schlußfolgerungen sind für die Erzprovinzen des westlichen Nordamerika gezogen worden (Noble, 1970). Einige hydrothermale Lösungen entwickeln sich durch Ausstoß von connaten Laugen, mobilisiert durch das Durchströmen heißer Magma durch Sedimente. Andere mögen sich in tieferem Niveau entwickeln.

Langandauernde geochemische Kulminationen in der tiefen Erdkruste oder im oberen Mantel (Schuiling, 1967) schaffen eine mögliche Quelle von reaktivierten, metallhaltigen Emanationen sowohl unter nichtorogenen als auch unter orogenen Bedingungen. Eine zusätzliche Quelle von Metallen für Erzlagerstätten, die an Inselbögen und Kontinentalrand-Tektonik sowie magmatische Aktivität gebunden sind, mag durch den Mechanismus des Sea Floor Spreading hervorgerufen werden.

Die Masse der Ozeanboden-Sedimente wird abgetragen und auf nicht absteigenden Krusten-Plateaus tieferer Zonen angehäuft¹). Wenn jedoch die untersten Schichten ausreichend verdichtet sind, können sie in den Erdmantel auf dem sinkenden Ozean-Plateau hinabgelangen. Sie enthalten beträchtliche Mengen von Schwermetallen, die als Erzlagerstätten remobilisiert in Inselbögen und Gebirgsketten vom Anden-Typus wieder in Erscheinung treten können.

Auf diese Weise mag die größere Episode der spät-mesozoischen Unterströmung des nordöstlichen Pazifikbodens unter das westliche Nordamerika für den Hauptanteil der gleichzeitigen Mineralisation dieser Region verantwortlich gewesen sein. Falls dieser Gesichtspunkt richtig ist, mögen viele der reichen Mineralisationen in den Anden einen ähnlichen Ursprung haben.

Unterschiede in Menge und Zusammensetzung des aufgezehrten Maaresbodensediments könnten als regionale Veränderungen in Metallprovinzen entlang der tektonischen Struktur gedeutet werden. Remobilisierung von Metallen in verschiedenen Tiefen entlang der Benioff-Zonen könnten regionale Veränderungen quer zur tektonischen Richtung erklären.

Abstract

Relationships between granite bodies and mineralization in Nigeria and southwest England are cited as examples to support the thesis that ore solutions associated with igneous bodies do not necessarily develop by magmatic crystallization processes, but may form as independent by-products of magma generation. Similar conclusions have been reached for the metal provinces of western North America (Noble, 1970). Some hydrothermal solutions develop by expulsion of connate brines, mobilized by the passage of hot magma through sediments. Others may develop at deeper levels.

Long-lived geochemical culminations in the deep crust or upper mantle (Schuiling, 1967) provide a possible source of reactivated metalliferous emanations in both nonorogenic and orogenic environments. An additional source of metals for ore deposits associated with island arcs and continental margin tectonism and igneous activity, may be provided by the mechanism of sea-floor spreading.

The bulk of ocean floor sediments is scraped off and acreted onto non-descending crustal plates at subduction zones²). However, if the lowermost layers of these sediments are sufficiently compacted, they may be carried down into the mantle on the descending oceanic plate.

They contain considerable amounts of heavy metals, which could be remobilized to reappear as ore deposits in island arcs and mountain chains of Andean type.

In this way, the major episode of late Mesozoic underflow of the northeastern Pacific floor beneath western North America may have been responsible for much of the contemporaneous mineralization of that region. If this view is correct, much of the rich mineralization in the Andes may have a similar origin.

Differences in amount and composition of sea floor sediment consumed, could account for regional changes in metal provinces along the tectonic grain. Remobilization of metals at different depths along Benioff zones could explain regional changes across the tectonic grain.

Résumé

Les auteurs prennent comme exemple les rapports existant entre les corps granitiques et la minéralisation en Nigérie et dans le sud-ouest de l'Angleterre pour soutenir la thèse que les solutions minéralisantes associées avec les corps magmatiques, ne se développent pas nécessairement à partir de processus de cristallisation magmatiques, mais peuvent se former comme sous-produits indépendants de la génération du magma. Semblables conclusions ont été tirées pour les provinces métalliques de l'ouest de l'Amérique du Nord (Noble, 1970). Quelques solutions hydrothermales se développent par l'expulsion de saumures connées, mobilisées par le passage du magma chaud à travers des sédiments. D'autres peuvent se développer à des niveaux plus profonds.

Des culminations géochimiques de longue durée dans la croûte terrestre ou dans le manteau supérieur (Schuiling, 1967) fournissent une source possible d'émanations métallifères réactivées, dans des conditions aussi bien non-orogéniques qu'orogéniques. Une source additionelle de métaux pour les gisements qui, comme l'activité magmatique, sont associés avec les guirlandes d'îles et avec la tectonique propre à la bordure continentale, peut être fournie par le mécanisme de l'expansion du fond des mers.

La masse des sédiments du fond océanique est érodée et accumulée sur des plateaux crustaux, non en voie d'affaissements de zones plus profondes³).

Quand cependant les couches plus inférieures de ces sédements sont suffisamment compactées, elles peuvent être entraînées dans le manteau sur le plateau océanique en voie d'affaissement.

Elles contiennent des quantités considéreables de métaux lourds qui, remobilisés sous la forme de gisements de minerais, peuvent apparaître dans les guirlandes d'îles et les chaînes de montagnes de type andin.

De cette façon, l'épisode majeur de la subduction, survenue au Mésozoïque supérieur, du fond du Pacifique NE sous l'ouest de l'Amérique du Nord peut avoir été responsable de la majeure partie de la minéralisation de cette région. Si cette opinion est juste, beaucoup de riches minéralisations rencontrées dans les Andes pourraient avoir une origine similaire.

Des différences dans la quantité et la composition du sédiment océanique absorbé pourraient expliquer les changements régionaux dans les provinces métalliques tout le long de la structure tectonique. La remobilisation des métaux à des profondeurs différentes le long des zones Benioff pourrait expliquer les changements régionaux survenant transversalement à la direction tectonique.

Краткое содержание

Связь между гранитны ми телами и минерализ ацией в Нигерии и на юго-запад е Англии приведена, как пример, подтверждающ ий положение, что рудные растворы, связанные с магматитными телами, не обязательно ведут св ое происхождение от магматических про цессов кристаллизац ии, но могут образоваться независимо от этого, к ак побочные продукты при возникновении магмы.

Такие же заключения с деланы и для рудных пр овинций запада северной Америки (Noble, 1970). Некоторые гидротермальные рас творы развиваются при выделении реликтовы х щелочей, во время про хождения горячей магмы через осадочные породы. Дру гие могут возникать н а более низких уровнях.

Продолжительные гео химические кульмина ции в глубине земной коры, или в верхней мантии (Schuiling, 1967) со здают возможные исто чники реактивированных металлосодержащих э манации, как в условия х орогенных процессов, так и без них. Другим ис точником металлоруд ных залежей, связанных с о стровными дугами и тектоникой г раниц материков, а так же магматической актив ностью, может являться расши рение морского дна.

Macca осадочных пород дна океана сносится и накапливается на нео пустившихся плато коры более глуб оких зон (см. послеслов ие). Если же нижние слои достаточно уплотнен ы, они могут попасть в м антию Земли с опускающимися плато океанов. Они сод ержат достаточное ко личество тяжелых металлов, кот орые затем после мобилиза ции могут появиться в виде рудных залежей островных дуг и горных цепей тип а Анд.

Таким образом, событи я более крупного масш таба, именно поздне мезозойские течения у северо-вост очной части дна Тихог о океана над западной частью Севе рной Америки оказываются ответственными за си нхронную минерализацию этой области. Если так ая точка зрения справ едлива, то в Андах должны находит ься богатые минерализац ии такого происхожде ния.

Различия в количеств е и составе снесенног о осадка морского дна можно рассматривать, как ре гиональное изменени е содержащих металл областей вдол ь тектонических струк тур. Повторная мобили зация металлов на различны х глубинах вдоль зоны Benioff может объяснить реги ональные нарушения, направлен ные поперек простирания тектонических образ ований.