多金属置換鉱床

多金属置換鉱床は、炭酸塩置換鉱床または高温炭酸塩型Ag-Pb-Zn鉱床とも呼ばれ、^{[ 2 ]}火成岩貫入岩の近傍で、堆積岩（通常は炭酸塩岩）が金属含有溶液に置換されて形成された金属鉱物の鉱体である。^{[ 3 ]}鉱石が岩石の層理面に沿って毛布状の鉱体を形成する場合、一般的にマント鉱床と呼ばれる。他の鉱石の形状としては、煙突状や脈状がある。^{[ 4 ]}多金属置換/マントは、斑岩銅鉱床^{[ 5 ]}または斑岩モリブデン鉱床^{[ 6 ]}から離れた層状の母岩置換鉱体であることが多い。マントという用語は、スペイン語のmanto（「マント」または「外套」を意味する）に由来する。

鉱床の形状、母岩の岩相、鉛と亜鉛の存在といった点で類似しているものの、炭酸塩岩を母岩とする鉛亜鉛鉱床（ミシシッピバレー型とも呼ばれる）は、異なるタイプの鉱床と考えられている。ミシシッピバレー型鉱床は、銀や金の鉱化作用がなく、温度が低く、近隣の火成岩貫入とは関連がない。

多金属置換鉱床は銅、^{[ 7 ]}金、銀、鉛、マンガン、亜鉛の重要な供給源である。

金属鉱石鉱物は主に硫化物であり、方鉛鉱、閃亜鉛鉱、砒鉄鉱、輝銀鉱などが挙げられる。脈石鉱物には、石英、黄鉄鉱、菱マンガン鉱、重晶石などがある。

貫入岩からの距離によって鉱物組成が変化する。貫入岩に最も近いのは銅・金帯で、その次は鉛・銀帯、そして亜鉛・マンガン帯である。^{[ 8 ]}

マント鉱床は、その分布が厳密に層序学的に制御されており、一般的には構造トラップサイト内の多孔質地層に存在する。マント鉱床は、剪断帯と関連していない点で他の銅鉱床とは異なり、貫入岩がマント鉱床の形成に関与していることは決定的に証明されていないものの、しばしば推測されている。

外套膜形成の遺伝モデルについては議論があるが、概ね以下の原則から成り立っている。

• マント鉱床内の鉱石の供給源は、層間堆積物、隣接する堆積盆地内の堆積物、または花崗岩貫入岩から押し出された鉱石流体であると考えられている。
• 銅がマント鉱床の位置まで運ばれたのは、おそらく熱水によるもので、変成溶液か、貫入花崗岩によって生成された銅を含む熱水溶液のいずれかであったと考えられる。
• 鉱石が濃縮されたトラップは、典型的には炭酸塩岩層の粗粒層であり、マントは通常、この地層の層序的または構造的な尖滅部に位置するが、現在では炭化水素が金属を好ましいトラップ部位へ移動させるのを助けた可能性があると考えられている。

マント鉱床は、チリで初めて詳細に記述された。チリでは、マント鉱床は、斑岩銅鉱床に隣接する地域において、大規模な花崗岩貫入岩体の上に重なる堆積層の中に存在している。

チリでは、乾燥した気候と厚いレゴリスの発達により、マント鉱床中の輝銅鉱・孔雀石・藍銅鉱の集合体が保存されやすく、研究者たちはそれらが斑岩銅鉱床由来の一次黄銅鉱鉱床の風化したものだと考えていた。

しかし、最近の研究では、トラップサイト内の劣化した石油中に一次輝銅鉱と斑銅鉱が形成され、還元された炭素と接触して還元により銅が溶液から沈殿する可能性があることが示唆されている。^{[ 9 ]}したがって、マント鉱床は一次黄銅鉱の風化等価物である必要はない。

マント鉱床は貫入岩体の近くで形成される場合があり、例えばメキシコのラ・プロビデンシア鉱山では、斑岩岩体が堆積層の好ましい層と交差することで、約20個のマント鉱床への供給源となっている。しかし、これらのマント鉱床はスカルン鉱床と類似しており、場合によっては用語が誤用される可能性がある。

多くの場合、マント置換鉱床、多金属置換鉱床、炭酸塩置換鉱床は、スカルン鉱床との連続体の末端部分とみなすことができる。^{[ 2 ] [ 6 ]}

ミチラ

マントス・ブランコス

パヌルシージョ

エル・ソルダード

ロ・アギーレ

チリにおけるマント型銅鉱床の選定。

• アタコチャ、ペルー^{[ 10 ]}
• ビンガムキャニオン、ユタ州（斑岩銅鉱床の周辺地域）
• エル・ボレオ鉱山、サンタ・ロザリア、バハ・カリフォルニア・スル州、メキシコ
• チャルカス、サン ルイス ポトシ、メキシコ
• コロラド州ギルマン（亜鉛）
• ギリシャ、ラウリウム
• コロラド州リードビル鉱山地区（銀、鉛、亜鉛）
• マグマ鉱山、アリゾナ州スペリオル（銅鉱山）
• メキシコ、チワワ州、ナイカ
• ユタ州パークシティ（銀メダル）
• ピオッシュ、ネバダ州（銀）
• プラトサ、メキシコ
• メキシコ、サンタ・エウラリア
• アリゾナ州クラーク
• ティンティック、ユタ州、（銀）
• アリゾナ州トゥームストーン

• 鉱石生成
• 多金属鉱石

• エヴァンス、アンソニー、（1992）鉱石地質学と工業鉱物：入門、ブラックウェル・サイエンス、第3版ISBN 0-632-02953-6
• ギルバート、ジョン・M.およびチャールズ・F・パーク・ジュニア（1986）鉱床の地質学、WHフリーマンISBN 0-7167-1456-6