100th Anniversary Special Paper: Secular Changes in Global Tectonic

Processes and Their Influence on the Temporal Distribution of Gold-

Bearing Mineral Deposits

Kemunculan teori plate tectonic memunculkan ketertarikan dalam hubungan endapan

mineral dengan keadaan tektonik global. Hal ini memastikan bahwa tipe endapan

mineral berhubungan dengan konvergen, divergen, atau anorogenic khusus, dan

pengenalan ini sangat berguna dalam eksplorasi.

Evolusi bumi pada hakekatnya terkait dengan kerusakan bertahap produksi panas,

penurunan suhu mantel dan viskositas dan penebalan litosfer.

Berbagai zaman dari Archean menunjukkan bahwa supercontinent pertama terbentuk

selama seringnya terjadi tubrukan dan penyatuan dari benua yang lebih tua dengan

samudera terranes muda antara 2750 dan 2650 Ma. puncak Late Archean

memperkirakan dari produksi kerak muda, menunjukkan lebih jauh sebuah korelasi

antara pembentukan supercontinent dan produksi kerak benua muda.

Puncak utama dalam tingkatan produksi dari kerak muda diperkirakan disebabkan

oleh kejatuhan matel (kurang dari 100 juta tahun) selama banyak plume berdampak

pada atau mempengaruhi dasar litosfer.

Kemungkinan terdapat dua tipe mantle-plume; satu berasosiasi dengan pembentukan

supercontinent dan satu dengan perpecahan supercontinent.

Penyebab dari peristiwa mantle-plume tidak jelas. Peltier et al. (1997) dan Condie

(1998) mengemukakan bahwa pecahnya Prakambrium superkontinen dipicu

longsoran lempeng di 660-km diskontinuitas dalam mantel, menghasilkan peristiwa

produksi plume pada ("D") lapisan di atas inti Bumi.

Peningkatan level permukaan laut pada 1.9 Ga dikarenakan oleh sebuah peristiwa

plume dapat membuktikan bahwa cekungan laut dangkal yang luas di sepanjang

platform benua yang stabil diperlukan untuk menjaga BIF (Bandend Iron Formation)

(cf. Titley, 1993).

Pertumbuhan kerak terkait dengan bencana mantle-plume, terutama oleh penambahan

busur magmatik langsung dalam margin kontinental atau dengan pertumbuhan busur

samudera ketepi benua (Rudnick, 1995; Condie, 2001b).

Mantel yg lebih panas pada Archean dapat menghasilkan lebih banyak lelehan pada

lantai samudera menyebabkan kerak samudera lebih tebal (Bickle, 1990)

Mengingat mantel panas, memungkinkan lempeng akan bergerak lebih cepat dan,

dengan demikian di Arkean Akhir, pemekaran kerak mungkin akan segera

tersubduksi, kemungkinan sekitar 35 juta tahun dan mungkin lebih cepat, sekitar 20

juta tahun (Bickle, 1986).

Arkean dan mungkin lempeng tektonik Paleoproterozoic dinamik kemungkinan besar

dikendalikan oleh berbagai jenis plume events, yang terbesar yang bertanggung jawab

untuk penebalan pertumbuhan benua dan pertambahan daya apung lithosfer samudera.

Cratons individu pada skala global memiliki ciri asosiasi metalogenik khas mereka

sendiri terlepas dari waktu mineralisasi (DeWit & Thiart, 2003).

Setiap craton mungkin memiliki litosfer akar batas kedalaman yang berbeda dan

komposisi, tergantung pada tingkat lelehan ekstraksi mantel, ketidak cocokan mantel -

elemen metasomatisme, dan tingkat modifikasi sepanjang batas craton (Griffin et al.

2003).

Apapun prosesnya , peristiwa pencairan besar-besaran di mantel , dan kemudian di

bawah dan tengah kerak menghasilkan banyak granitoid yang melambangkan terranes

(e.g., Champion dan Sheraton, 1997).

Daya apung ini mengurangi tekanan dan viskositas, Archean subcontinental mantel

litosfer tidak mungkin tidak berlapis semata-mata oleh proses gravitasi dan akan

terawetkan kecuali terganggu oleh retakan dan penggantian oleh astenosfer yang lebih

subur.

Hasil perhitungan oleh Poujom Djomani et al. (2001) mengindikasikan bahwa

Proterozoic mantel litosfer subcontinental lebih padat dari Archean, tapi itu khas pada

ketebalan 150-180 km, mantel litosfer subcontinental ini cenderung mengapung tetap,

dan dengan demikian juga tidak mungkin terkelupas.

Sebaliknya, pada umumnya <100 km tebal mantel litosfer subcontinental Phanerozoic

seharusnya daya apungnya negatif dan mudah terkelupas, membuat semakin melebar,

gravitasi tidak stabil, orogenic belt.

Evolusi temporal mantel litosfer subcontinental, secara langsung mencerminkan

perubahan sekuler dari Archean plume-influenced tektonik ke lempeng tektonik

Phanerozoicstyle, harus dianggap sebagai faktor utama yang mempengaruhi variasi

sekuler di kedua jenis endapan mineral dan kelimpahan dari corak endapan spesifik

masa kini.

Untuk menentukan hubungan antara tektonik sekuler dan evolusi metalogenik, sangat

penting untuk mempertimbangkan corak endapan mineral, setidaknya hanya sedikit

yg dipengaruhi oleh perubahan evolusi lainnya.

Endapan emas epigenetik berpotensi berguna untuk menguji perubahan sekuler dalam

proses tektonik karena kebanyakan endapan terbentuk dibawah pengaruh proses

surficial dan, karenanya, tidak mungkin telah dipengaruhi oleh sekuler variasi dalam

sistem atmosfer-hidrosfer-biosfer.

Berbeda dengan porfiri dan endapan epitermal, endapan emas orogenic, meskipun

dibentuk pada konvergen serupa keadaan margin, yang diendapkan di tempat luas

pada lingkungan kerak dari kedalaman 3 - 20 km (seperti yang dirangkum oleh

Groves, 1993, dari literatur sebelumnya, terutama Hodgson dan MacGeehan, 1982,

dan Colvine et al., 1984).

Usia pembentukan endapan emas orogenic selanjutnya mendefinisikan dua puncak

utama Prakambrium di 2,75-2,55 Ga (berpusat sekitar 2,65 Ga) dan 2,1-1,75 Ga

(kemungkinan dua puncak berpusat sekitar 2,0 dan 1,8 Ga).

Pengamatan dikombinasikan dengan bukti waktu untuk perubahan daya apung dari

litosfer samudera (Gambar 5) dan mantel litosfer subcontinental (Gambar 6-7),

menunjukkan bahwa waktu yang penting dalam transisi dari plume-influenced ke

gaya tektonik modern berada entah dimana dekat akhir Archean hingga

Paleoproterozoic awal.

Peningkatan kecepatan lebih rendah dibandingkan untuk porfiri arc-related dan daerah

epitermal masa kini-sirkum Pasifik, mungkin dikarenakan endapan emas orogenic

terbentuk lebih besar terutama selama transpressional, daripada kompresi, tektonik

(e.g., Goldfarb et al., 2001a).

Dalam Arkean dan Paleoproterozoic, pertumbuhan kerak dan proses pelestarian

bekerja sama untuk menghasilkan melimpahnya endapan dalam waktu itu, sedangkan

pelestarian tidak disukai selama transisi tektonik kritis pada Mesoproterozoic hingga

Neoproterozoic, yaitu, pertumbuhan kerak dan asosiasi metallogenesis dan pelestarian

yang dipasangkan di Arkean dan Paleoproterozoic tetapi sebagian besar dipisahkan

setelahnya.

Dimana endapan VHMS dan endapan emas orogenic terdapat di terrane yang sama,

pembentuknya selalu lebih tua (e.g., Spooner dan Barrie, 1993), kemungkinan

memicu mencetak endapan VHMS oleh mineralisasi emas orogenic, seperti yang

dirangkum oleh Groves et al. (2003), meskipun ini tampaknya menjadi langka e.g.,

Hannington dkk., 1999).

Endapan VHMS (Gambar 10 ) menunjukkan sejarah pelestarian yang secara luas

mirip dengan endapan emas orogenic, dengan pembangunan episodik di Prakambria

awal dan lebih banyak pola siklik di Paleozoic.

Kesimpulan paling logis adalah bahwa, meskipun endapan VHMS dibentuk sepanjang

sejarah Bumi, distribusi temporalnya, seperti untuk endapan emas orogenic, sebagian

besar merupakan pola pelestarian karena perubahan litosfer disebabkan dengan

perubahan proses tektonik global.

Fakta bahwa kebanyakan placers kelas dunia berasosiasi dengan sumber lapisan yg

lebih tua dari ca. 100 Ma (i.e., Fairbanks, Nome, Rusia Timur) menunjukkan bahwa ~

50 juta tahun kira-kira adalah ambang batas perkiraan antara unroofing dari daerah

emas pada Cordilleran-style orogen dan hilangnya presentase signifikan emas untuk

lingkungan sekunder.

Secara signifikan, emas Witwatersrand diendapkan dalam Central Rand Group dalam

keadaan retroarc tanjung cekungan (Kositcin dan Krapez, 2004) yang mirip dengan

banyak keadaan endapan modern dari placer emas.

The Central Rand Group cekungan Witwatersrand kemungkinan terendapkan

ditanjung diantara tubrukan Witwatersrand menggabungkan blok ke selatan (Schmitz

et al., 2004).

Yang paling penting adalah pencurahan Klipriviersberg Group lava basaltik pada

cekungan sedimen Witwatersrand, tapi ada juga kemungkinan terbentuknya veneer

dari dampak mencair selama setidaknya bagian dari cekungan sebagai akibat dari

dampak meteorit Vredefort di tengah cekungan Witwatersrand, seperti yang

dirangkum oleh Frimmel et al. (2005).

Agaknya, mereka membentuk seluruh Sejarah bumi kapanpun daerah emas orogenic

terangkat dan terkikis, terutama setelah 1,7 Ga, namun endapan terbentuk sebelum

Tersier hanya bertahan di mana daerah-besaran proses dibantu pelestarian mereka di

atas daya apung mantel litosfer subcontinental.

Jenis endapan IOCG (e.g., Hitzman et al., 1992) telah diperluas untuk mencakup

berbagai corak berbeda dari mineralisasi kaya oksida besi yang terbentuk dalam

berbagai keadaan tektonik (cf. Hitzman, 2000), tetapi hanya endapan dengan sulfida

pembawa besi dan tembaga dan sumber daya emas yang diperhitungkan.

Endapan Carajás yg tertua yang berlokasi di wilayah Akhir Archean postcratonization

platformal sequence yang berumur mirip dengan the Pilbara dan Kaapvaal cratons,

daripada greenstone sequence (misalnya, Grainger et al, 2002).

Asosiasi the giant Prakambrium endapan IOCG dengan magmatisme alkali dan lokasi

mereka yang dekat craton margins menunjukkan bahwa magma yang diperoleh

derajat kecil dari pelelehan parsial post-tektonik subcontinental litospheric mantle

sebelum metasomahtized (K, U, Th, Au, LREE) selama dan setelah peristiwa yang

berkaitan dengan cratonization.

Candelaria jelas terbentuk dalam keadaan tektonik yang berbeda, yang terkait dengan

transpression dan cekungan inversi yg berumur panjang, sistem busur-paralel sesar

strike-slip terkait dengan subduksi di pesisir batholith Chile, diluar Perisai Amerika

Selatan Perisai (e.g., Marschik dan Fontboté, 2001).

Sebuah perbedaan utama antara jenis endapan adalah keadaan tektonik yang tidak

diragukan dari endapan emas yang berkaitan dengan intrusi yang terjadi baik didalam

margin konvergen dan endapan emas orogenic yang terbentuk di margin.

Kombinasi dari anomali magma granit dan yg tidak biasa terjadi dalam keadaan

tektonik untuk generasinya cenderung telah langka disejarah geologi