ブロークンヒル鉱床

ブロークンヒル鉱床は、オーストラリアのニューサウス ウェールズ州西部のブロークン ヒルの地下に位置し、町の名前の由来となっています。おそらく世界で最も豊富で最大の亜鉛鉛鉱床です。

チャールズ・スタートは1844年にこの地域の鉛筆スケッチを描き、孤立した丘に沿って鉄鉱石があることに気づいた。1866年、マウント・ギップスの羊牧場は、鉱脈の 露頭を含む牧草地をブロークン・ヒルと名付けた。しかし、その丘はマロックであると考えられていた。1883年9月5日、チャールズ・ラスプという名のマウント・ギップスの境界警備隊員が、探鉱ガイドブックに記述されていたように酸化スズのように見えたため、露頭の権利を主張した。彼は他の6人とともに、露頭全体の権利を主張した。1884年、シンジケートはブロークン・ヒル鉱業会社として再編された。 1885年にホーンシルバーが発見され、ブロークン・ヒル私有会社が設立された。^[1]

チャールズ・ラスプは、ブロークンヒルとして知られる地形で、塊状の鉛亜鉛硫化物のゴッサンまたは風化した硫化物露頭を発見しました。ラスプは、塊状の方鉛鉱、閃亜鉛鉱、青鉛鉱、その他の酸化鉱物を発見したと報告しましたが、鉛の主源である方鉛鉱に最も関心がありました。当時は誇張されていると考えられていた、砂漠に大量の鉛があるという彼の報告は、すぐに真実であることが判明し、ゴールドラッシュに似た「鉛ラッシュ」を引き起こしました。

ブロークン ヒルは当初、ゴッサンから簡単に手に入る方鉛鉱を探して小規模な探鉱者によって開発され、すぐに数十の坑道が掘られました。鉱石はラクダの列、荷馬車、荷馬車で南オーストラリアに運ばれました。天然銀を含む極めて高品位の銀が回収され、その他の希少な銀鉱物が豊富に存在したこと から、主要な副次的収入源が明らかになりました。

1885年から1898年までは、酸化銀鉱石の露天掘りが一般的で、地元での製錬も行われていた。1898年から1915年まで、鉛亜鉛銀硫化鉱物が開発され、精鉱は海外で処理された。1915年以降、精鉱は完全にオーストラリア国内で処理されるようになった。鉱脈の中央部分は1940年までに枯渇し、生産は北端と南端に集中した。1950年代の鉱床には、ノースブロークンヒルリミテッド、ブロークンヒルサウスリミテッド、ザジンクコーポレーションリミテッド、ニューブロークンヒルコンソリデーテッドリミテッドなどがあった。1946年までに、6,380万トンの鉱石から、860万トンの鉛、520万トンの亜鉛、5億3,800万オンスの銀、16万5,000オンスの金が生産された。^[1]

鉱業は、他のすべての主要鉱業地帯の経験と同じく、当初の小規模な探鉱者から徐々に移行し、鉱区と所有権の段階的な統合、所有権と鉱山規模の拡大、操業の効率化により労働力の削減へと進んできました。これは、20 世紀後半にブロークン ヒル プロプライエタリー カンパニーが設立され、ブロークン ヒルから撤退したことで加速し、現在では 2 社のオペレーターのみが、非常に効率的な大量地下機械採掘を行っています。

ブロークンヒル・サウス・リミテッドは1972年に操業を停止し、そのリースはミネラルズ・マイニング・アンド・メタラージー（MMM）に買収された。地下採掘は1976年に停止し、露天掘りは1973年に開始されたブラックウッド・オープンカットとキントーア・オープンカットに集中している。鉱床はストープフィルと残留するスーパージェネ銀と硫化鉱石で特徴付けられる。 ^[2]

パスミンコはジンク・コーポレーションとニュー・ブロークン・ヒル・コンソリデーテッドのリースを引き継ぎました。彼らの主な立坑にはZC、NBHC、サザン・クロスが含まれていました。これらのZC鉱山リースはブロークン・ヒルの「鉱脈線」に沿ってMMM鉱山リースの南に位置しています。^[3]

ブロークンヒルの町は、鉱脈沿いの採掘でできた人工の泥山に囲まれている。

1950 年代初頭までに、ブロークン ヒル地域は 8 年以上に及ぶ大干ばつに見舞われ、採掘作業は停止寸前でした。深刻な水不足問題のため、鉱山所有者は、当時としては最大の列車による大量揚水作業を開始しました。数か月にわたって、特別なタンカー列車が 2 億 5000 万ガロン以上の水を 40 マイル輸送しました。この水は、ホース レイク近くのダーリング川から西のマウント ギップスの小さな鉄道側線まで汲み上げられ、そこでこの目的のために建設された大型貯水タンクに移されました。マウント ギップスの貯水タンクから、水は大きなパイプを通って下り、ブロークン ヒルの主要な貯水施設であるスティーブンス クリーク貯水池に流れ込みます。スティーブンス貯水池から、水は大きなパイプを通って再び下り、ブロークン ヒルズの採掘作業場に流れ込みます。^[4]

ガスタフソンによれば、「ブロークンヒル鉱脈は、鉛亜鉛硫化物置換鉱体で、（浸食される前は）長く連続した不規則な平らな曲線状の鉱石の束を形成し、高さはおよそ 2,000～3,000 フィート、厚さは 300 フィートです。縦断面では、鉱床は広い弧を描き、中央（最高）部分は平らで、両端は下向きに傾斜しています...水平距離 3 マイル以上にわたって連続的に鉱化されています。」 閃亜鉛鉱と方鉛鉱が主な金属鉱物です。^[1] ブロークンヒル鉱体の簡略化された地質は、中央部分（古い「ブロークンヒル」ゴッサン丘陵）に露出し、北に急峻に、南に緩やかに傾斜する、ブーメラン型で、大きく剪断され、破壊されたリボン状でさや状の塊状の硫化物レンズの連続です。

ブロークンヒル鉱床は、中原生代の珪線石片麻岩の層であるウィルヤマ累層群の片麻岩中に含まれています。元々の堆積物は、粘土、砂質粘土、砂、花崗岩質岩床、斑れい岩岩床、ペグマタイトシートが交互に重なっていました。 変形、褶曲、変成作用により、堆積物は片麻岩に、花崗岩質岩は眼球に、斑れい岩は角閃岩と角閃石片岩に変化しました。^[1]

鉱石は、第 2 レンズ層と第 3 レンズ層として知られる褶曲層にある、塊状の再結晶した閃亜鉛鉱、方鉛閃亜鉛鉱、方鉛鉱に富む硫化物レンズから構成されています。どちらも独特の金属比と脈石鉱物を持っています。鉱石の境界は層理面と平行です。グスタフソンによると、「鉱石が古い、すでに褶曲した岩石に導入され、その岩石の特定の好ましい層を、大量のガーネット、ロードナイト、蛍石、マルマタイト(およびウルツ鉱)、方鉛鉱、および鉱体を構成するその他の鉱物で粒子ごとに置き換えたという証拠があります。」ポトシ フットウォール片麻岩は、主鉱脈の両側にあります。^[1] 鉱石は、多くの場合、最大100％の鉛亜鉛硫化物で構成され、黄鉄鉱、黄銅鉱、脈石硫化物はほとんどまたは全く含まれていません。

鉱化帯の下盤は砂礫質片麻岩で、長石、石英、ざくろ石、黒雲母、角閃石から成り、上盤には泥質片麻岩がある。下盤の片麻岩には、鉛を多く含む長石やマンガンを多く含むざくろ石など、珍しい鉱物化学組成が含まれている。鉱石は主にこの地層の境界に含まれますが、鉱体の多くは構造的に再移動または上盤と下盤の両方にオフセットされており、鉱床の形状は局所的に特に複雑である。

ブロークンヒル鉱床の起源は、オーストラリアの地質学者にとって歴史的に非常に重要な意味を持っています。なぜなら、この鉱床は象徴的な鉱床であり、世界で最も研究されている鉱床の 1 つであり、これまでに 1,500 を超える論文が発表されているからです。また、この謎めいた鉱床の起源とその構造および地層学的状況の概念が、鉱床の繰り返しの探査を鉱脈に沿って推進し、世界の他の場所で類似物を見つける原動力となっているため、現在でも非常に重要な意味を持っています。

ブロークン ヒルの起源もまた興味深いもので、論争と憶測が続いている。ブロークン ヒルの形成につながった遺伝的プロセスのいくつかの重要な側面については合意が得られているものの、この問題についてはまだ結論が出ていないところが多い。以下に示す解釈は、さまざまな意見の中で最も受け入れやすい中間的な見解である。

ブロークンヒルは、変成作用と剪断作用によって広範囲に再加工され、変化した堆積性噴出性鉱床（SEDEX）であると広く考えられています。^[5]この包括的な理論の重要な証拠には、世界中の他の多くのSEDEX鉱床で見られる銀、鉛、亜鉛の共存と、砂岩と砂岩質片麻岩の重要な地層接触部における鉱化の大部分の位置が含まれます。しかし、ブロークンヒルの状況ははるかに複雑であるという証拠が増えています。^{[6] [7] [8]}

ポトシ片麻岩とマンガン含有ザクロ石層は、元々の地層の方向 (S0) を示す重要な指標であると考えられており、地域的にこれらの層と片麻岩層序内の異常な鉛と亜鉛との関連性が証明されているため、重要な探査対象となっています。

ブロークンヒル鉱床は、南オーストラリア州のカーナモナクラトンに隣接するブロークンヒルブロックの原生代片麻岩の中にあります。ブロークンヒルが属する地層は、両閃岩相で一連の変成変形を受けています。^[9]これにより、鉛と亜鉛の硫化物が現在の基本的なブーメラン形状に「圧縮」され、鉱体が亜鉛と鉛に富む鉱脈と領域に分離しました。

鉱脈自体はさまざまな構造相を示し、剪断に対してさまざまな反応を示しますが、大部分は延性的な反応を示します。多くの鉱脈、特に鉛鉱脈は、片麻岩の母岩と鋭い接触があり、変成作用のピーク時に構造的に再配置されたことを示しています。同様に、ブロークンヒルの亜鉛と鉛の鉱脈の現在の位置は、必ずしも層状面 (S0) に沿った元の位置、または地層断面内の垂直方向の位置と関連しているわけではないと推測されています。

SEDEX 分類を推測するために、変成作用による圧倒的な構造的重複を「見抜く」のにかなりの努力が必要でした。

ウィルヤマ スーパーグループの下部、特にブロークン ヒル ブロックとサブドメインでは、激しいナトリウム変質が起こっています。その結果、ブロークン ヒルに隣接するオラリー領域では、 広範囲にわたるアルバイト変質が起こっています。

高温変成流体が鉱床に与える影響は無視できないが、鉱床の熱水起源に関するこれまでの理論ほど生成要因の中心ではないと考えられている。現在、交代作用オーバープリントは、それ自体が延性破壊部位である塊状硫化物の周囲の脆弱な領域を通る流れの集中の結果として存在するというのがコンセンサスとなっている。

交代作用には、鉛亜鉛硫化物と岩石の同位体体系の再平衡化、硫化物体への希少元素の導入が含まれ、地球の地殻で最も多様な鉱物群の 1 つを形成します。ブロークン ヒルでは 1,500 種以上の鉱物が確認されており、その中には他では報告されていない数十種が含まれています。

ブロークンヒルの鉱脈線とマンガン含有ザクロ石の層位との関連は、部分的には、噴出するマンガン含有チャートの潜在的な原岩が変成作用によってザクロ石片麻岩に変化し、おそらくは近くの塊状硫化物に関連する交代作用によってその原岩が再構成された結果であると考えられています。

ブロークンヒルは、ブロークンヒル型鉱床（BHT鉱床）として知られる鉱床の分類地です。^{[6]これは、}鉱石生成理論や鉱物探査方法論で使用される類似の鉱床の分類グループです。 ^[10]

BHT鉱床の主な基準は以下のとおりである。^[11]

• 高度に撹乱された変成帯における砂岩およびシルト岩の原岩シーケンスの主要な堆積パッケージとの関連。
• 原生代は重要な時代であると考えられており、顕生代や始生代にはこのスタイルの主要な SEDEX 鉛亜鉛鉱床は他に知られていない。
• マンガン含有ガーネットとの関連。

• ブロークンヒライトは、ニューサウスウェールズ州の西端にあるブロークンヒルで発見された希少鉱物です。

• ブロークンヒルの採鉱と探査：レビュー。シドニー：ニューサウスウェールズ州鉱物資源局。1981年。ISBN 978-0-7240-6658-2。

• ブロークンヒル鉱床概要報告書
• ブロークンヒル - ラスプ鉱山鉱床概要レポート
• ブロークンヒルノース鉱床概要報告書
• ブロークンヒル
• Mindat.orgの Broken Hill の鉱物

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南緯31°57′ 東経141°27′ / 南緯31.950° 東経141.450° / -31.950; 141.450