Frimmel, H.E.(2008): Earth's continental crustal gold endowment. Earth and Planetary science Letters, 267, 45-55.

『大陸地殻に存在する金の量』


Abstract
 The analysis of the temporal distribution of gold deposits, combined with gold production data as well as reserve and resource estimates for different genetic types of gold deposit, revealed that the bulk of the gold known to be concentrated in ore bodies was added to the continental crust during a giant Mesoarchaean gold event at a time (3 Ga) when the mantle temperature reached a maximum and the dominant style of tectonic movement changed from vertical, plume-related to subhorizontal plate tectonic. A magmatic derivation of the first generation of crustal gold from a relatively hot mantle that was characterized by a high degree of partial melting is inferred from the gold chemistry, specifically high Os contents. While a large proportion of that gold is still present in only marginally modified palaeoplacer deposits of the Mesoarchaean Witwatersrand Basin in South Africa, accounting for about 40% of all known gold, the remainder has been recycled repeatedly on a lithospheric scale, predominantly by plate-tectonically induced magmatic and hydrothermal fluid circulation, to produce the current variety of gold deposits types. Post-Archaean juvenile gold addition to the continental crust has been limited, but a mantle contribution to some of the largest orogenic or intrusion-related gold deposits is indicated, notably for the Late Palaeozoic Tien Shan gold province. Magmatic fluids in active plate margins seem to be the most effective transport medium for gold mobilization, giving rise to a large proportion of volcanic-arc related gold deposits. Due to their generally shallow crustal level of formation, they have a low preservation potential. In contrast, those gold deposits that form at greater depth are more widespread also in older rocks. This explains the high proportion of orogenic (including intrusion-related) gold (32%) amongst all known gold deposits.
 The overall proportion of gold concentrated in known ore bodies is only 7×10-7 of the estimated total amount of gold available in the continental crust. This is less than the solubility of Au in common crustal fluids. A high potential for the existence of voluminous, hitherto undiscovered, gold resources may thus be inferred.

Keywords: gold; lithosphere; Archaean; Witwatersrand; recycling』

要旨
 成因タイプが異なる金鉱床について埋蔵量と資源量の見積りだけでなく金生産量データと結びつけた、金鉱床の時間的分布の分析から、鉱体として濃集していることが知られる金の全量が、マントル温度が最大に達して構造運動の主要な様式が垂直方向のプルームに関係したものからほぼ水平方向のプレートテクトニクスに変化した時期(30億年前)の巨大な中期始生代金イベント時に大陸地殻に付加されたことが示された。高度の部分溶融によって特徴づけられるような比較的高温のマントルから地殻の金がマグマに由来して初めて生成したことが、とくに高いオスミウム成分のような金の化学的性質から推定される。金の大部分は既知の金の約40%に達する南アの中期始生代ウィットウォータースランド盆地のごくわずかに変形した古漂砂鉱床にまだ存在するが、残りはリソスフェア規模で、主にプレートテクトニクスによって引き起こされたマグマ性および熱水性流体循環によって現在のような様々なタイプの金鉱床をつくりながら、繰り返し再循環されている。大陸地殻に付加された始生代以後の初生の金は限られているが、巨大な造山作用あるいは貫入に関連したいくつかのマントル由来の金鉱床が、とくに後期古生代の天山金鉱区に、存在することが示されている。活動的なプレート縁辺部におけるマグマ性の流体は金の移動に最も効果的な輸送媒体であると思われ、火山性島弧の関連した金鉱床の大部分を生じている。それらは一般に地殻の浅い部分に形成されるため、保存されにくい。対照的に、もっと深い部分に形成される金鉱床はもっと古い時代の岩石中にも広く分布している。このことは既知の金鉱床すべての中で造山性(貫入に関連したものを含む)の金が高い割合(32%)であることを説明している。
 既知の鉱体として濃集している金の全体の割合は、大陸地殻で得られる金の全体の見積り量のたったの7×10-7 である。これは普通の地殻における流体における金の溶解度より小さい。したがって、まだ発見されていない、多量の金資源が存在する高い可能性が推定される。』

Table 1 Known amounts of gold from principal classes of gold deposits, with major examples (>1000 t Au)
Deposit/district/province Country Plate Tectonic setting Age Au
(t)
Grade
(g/t)
Placer deposits (including modified palaeoplacer), total

104503

 
Witwatersrand Basin South Africa Kaapvaal Craton/foreland basin Mesoarchaean

96703

2-10
Berelekh Russia Siberian Platform Mesozoic/Recent

2179

12
Tarkwa Ghana West African Craton, rift? Palaeoproterozoic

2158

1.5
Orogenic and intrusion-related deposits, total

74345

 
Muruntau Uzbekistan Tien Shan orogen Permian

6137

3.5
Ashanti Ghana West African Craton Palaeoproterozoic

3169

2-7
Golden Mile Australia Yilgarn Craton Neoarchaean

2079

2
Telfer Australia Paterson Orogen Neoproterozoic

1527

1.5
Homestake Canada Trans-Hudson Orogen Palaeoproterozoic

1237

8.3
Sukhoi Log Russia Siberian Craton Carboniferous

1361

2.5
Volcanic arc-hosted porphyry Cu-Au (-Mo), total

21240

 
Grasberg Indonesia Island Arc Neogene

6817

0.9
Kalmakyrsk Uzbekistan Continental Arc Carboniferous

1299

0.6
Boddington Australia Yilgarn Craton Neoarchaean

1277

0.9
Cananea Mexico Continental Arc Neogene

1269

0.3
Ok Tedi Papua New Guinea Island Arc Neogene

1128

1.0
Porgera Papua New Guinea Island Arc Neogene

1113

3.5
Bingham USA Continental Arc Palaeogene

1001

0.3
Epithermal. total

17971

 
Ladolam (Lihir) Papua New Guinea Island Arc Neogene

2074

3.2
Yanacocha Peru Continental Arc Neogene

1956

0.9
Carlin-type, total

10013

 
Newmont Nevada USA Back-arc Palaeogene

2788

1.7
Betze Post USA Back-arc Palaeogene

1702

4.1
Carlin USA Back-arc Palaeogene

1278

1.6
Cortez USA Back-arc Palaeogene

1258

1.4
Ironoxide-copper-gold deposits, total

2884

 
Olympic Dam Australia Gawler Craton Mesoproterozoic

1995

0.5
Au-rich Volcanic-hosted massive sulphide, total Back-arc  

1611

 
Skarn, total Volcanic arc  

1467

 
Liquid-magmatic, total Ultramafic complex  

1333

 
Syn-sedimentary, total passive margin  

1070

 

1. Introduction
2. Relative significance of different gold deposit types
3. Constraints on the continental crustal gold budget
4. Gold addition to the continental crust over time
5. Conclusions
Acknowledgements
References


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