炭酸塩岩に含まれる鉛・亜鉛鉱床

炭酸塩に含まれる鉛・亜鉛鉱床は、炭酸塩（石灰岩、泥灰岩、ドロマイト）層に含まれる鉛と亜鉛の硫化 鉱石が集中した重要かつ非常に価値の高い鉱床であり、共通の遺伝的起源を共有しています。

これらの鉱石体は、含まれる鉱石量が 50 万トンから 2,000 万トン以上に及び、鉛と亜鉛の含有率は 4%から 14% 超の範囲です。これらの鉱石体は、ホストの炭酸塩層がプラグ状またはパイプ状にコンパクトかつ均一に置換されたものである傾向があり、非常に収益性の高い鉱山となります。

この分類の鉱床は、米国のミシシッピ川沿いの多くの鉱床にちなんで、ミシシッピ・バレー型またはMVT鉱床としても知られています。これらの鉱床は、この種の鉱石が最初に認識された場所です。これらには、ミズーリ州南東部の有名な南東ミズーリ鉛地区や、アイオワ州北東部、ウィスコンシン州南西部、イリノイ州北西部の鉱床が含まれます。

同様に、ティペラリー州のリシーン鉱山に代表されるアイルランド型の炭酸塩鉛亜鉛鉱石も同様の方法で形成されます。

MVT 鉱床の鉱化流体の最終的な発生源は不明です。MVT 鉱床の鉱化流体は、通常、低温 (100 °C～150 °C) で、pH 4.5～5 (ホスト炭酸塩によって緩衝される) の盆地塩水 (10～30 wt.% NaCl 相当) の組成です。この熱水流体は、硫化鉱物の形成に必要な硫黄を含んでいる場合と含んでいない場合があります。移動性炭化水素は、特定の MVT システムに還元硫黄を供給する役割を果たしている可能性があり、一方、メタンやその他の有機物は、酸性流体によって運ばれる硫酸塩を還元する可能性があります。鉱化流体は、蒸発岩 (潜在的な硫黄源) を含む砕屑性赤色層シーケンス (潜在的な金属源) に由来すると思われます。

金属含有鉱石流体の輸送メカニズムとして、2 つの可能性が提案されています。1 つ目は、堆積が速い盆地での堆積物の圧縮です。盆地内の鉱化流体は、個別の過圧帯水層に閉じ込められ、断続的に急速に流出します。2 つ目の流体輸送メカニズムは、地形によって駆動される重力流体の流れです。これは、造山運動に伴って一般的に起こる隆起の際に発生します。盆地の一方の端は、前地褶曲および逆断層帯の形成中に隆起し、盆地の隆起に伴って盆地流体は変形前線から横方向に移動します。盆地の深部を通る流体の移動により、盆地内に含まれる金属および硫黄が捕捉される可能性があります。

炭酸塩に含まれる鉛・亜鉛硫化物のトラップは、硫黄、多くの場合炭化水素、および炭化水素に吸収された亜鉛と鉛の濃縮の結果として発生する化学反応です。炭化水素は断層帯または褶曲ヒンジから漏れ出し、弱く鉱化された炭酸塩・硫化物鉱脈のストックワークを残すか、その場で熱分解してビチューメンを形成する可能性があります。

炭化水素がビチューメンに変換されると、金属イオンと硫黄をキレート化する能力が低下し、これらの元素が流体に放出され、流体は亜鉛、鉛、鉄、硫黄で飽和状態になります。こうして、方鉛鉱、閃亜鉛鉱、白鉄鉱、黄鉄鉱などの硫化鉱物が形成されます。

一般的に、MVT 鉱床は炭化水素の熱分解によって亜鉛鉛イオンと硫黄が遊離し、酸性溶液を形成して、ホストの炭酸塩層を溶解し、それを巨大な硫化物蓄積物に置き換えることで形成されます。これにより、断層ホストのストックワーク、巨大な板状岩の置換などの形態をとることもあります。

多孔質の石灰岩は分散した鉱石を形成することがありますが、ほとんどの MVT 鉱床は炭酸塩鉱物と硫化鉱物の間にナイフのような境界がある塊状の硫化物です。

炭酸塩置換鉱床の鉱石鉱物は、通常、硫化鉛、方鉛鉱、硫化亜鉛閃亜鉛鉱です。風化した同等物は、浅成帯内で角閃石、白鉛鉱、スミソナイト、水亜鉛鉱、および二次方鉛鉱と閃亜鉛鉱を形成します。

MVT 型およびアイルランド型の鉱床は、一般に「ドロマイト フロント」変質を伴い、これは、変質していない炭酸塩層の方解石 - アラゴナイト集合体内に、黄色がかったクリーム色のドロマイト (炭酸カルシウム - 炭酸マグネシウム) が広がる現象として現れます。

ほとんどの鉱体は硫化物が多く、鉄分が非常に少なく、黄鉄鉱-白鉄鉱の含有量は硫化物の総量の 30% 未満が一般的です。このため、MVT 鉛亜鉛鉱床は冶金学的観点から特に扱いやすい鉱床となっています。ただし、一部の MVT 鉱床は鉄分が非常に豊富で、硫化物置換および変質帯には鉛亜鉛がまったく含まれていないため、本質的に価値のない黄鉄鉱 - 白鉄鉱が大量に蓄積されます。

石英 脈やコロフォームシリカとの関連が見られる場合もありますが、珪酸塩脈石鉱物は稀です。

炭化水素源輸送トラップ「フェアウェイ」と MVT 型およびアイルランド型鉛亜鉛鉱床の重要性と相乗効果は、数十年前から知られています。この種の鉛亜鉛鉱床の特定の炭酸塩層の有望性は、石油探査者によるコア掘削によって初めて特定されることがよくあります。

同じプロセスによる炭化水素と前駆塩水の共生成というこの概念により、多くの鉛亜鉛探鉱者は炭化水素盆地モデルを使用して、炭酸塩層が MVT 型またはアイルランド型鉱化をホストする可能性があるかどうかを予測できます。

MVT 鉱床の探査は理論的には比較的複雑ですが、実際には簡単です。エリア選択段階では、炭酸塩層の性質に注意を払う必要があります。特に、石油探査井内で「ドロマイト フロント」の変質が確認された場合は注意が必要です。これは通常、鉛亜鉛鉱化と関連しています。

その後、サンゴ礁の堆積物から形成されたサンゴ礁炭酸塩のフローラル相を注意深く選ばなければなりません。炭酸塩層相は、探査の最終目標である断層によって主に制御されるため、非常に重要です。前礁/後礁の遷移は「スイートスポット」であるため、炭酸塩層相の年代に応じて、サンゴの古生物学に精通していることが不可欠であると考えられます。

最後に、炭酸塩層の盆地モデルが定式化され、主要な盆地縁断層が大まかに特定されると、重力調査が行われることが多くなります。これは、MVT 鉱床を直接検出できる唯一の地球物理学的手法です。重力調査は、周囲の母岩に比べて密度が高い鉛と亜鉛の顕著な蓄積を検出することを目的としています。

最後に、探査プログラムの「最終段階」は、異常の強度や振幅に偏りや偏見を持たずに、重力ターゲットのすべてを順番に掘削することです。パターン掘削の粗雑で単純な方法により、より選択的な探査者が見逃した MVT 鉱床が発見されたことはよく知られています。たとえば、西オーストラリアのレナード棚鉱床は、大規模な掘削プログラムの最後から 2 番目の穴で発見されました。

同様の鉱床スタイルは、炭酸塩と珪質砕屑岩の層が剪断されて接触する部分に亜鉛鉛硫化物が含まれる、剪断変形した炭酸塩帯でも見られることがあります。例としては、硫化物がドロマイト層内の剪断部分に含まれたインドのダルワール盆地の亜鉛鉛鉱床が挙げられます。

• アドミラル湾、Zn-Pb-Ag 鉱床、西オーストラリア州北西棚、MVT 代替型と推定される (未開発)
• パイン ポイント鉱山、Zn-Pb 鉱床、ノースウェスト準州、カナダ。(生産者、1964 年～ 1988 年)
• マンバラム・ソルビーヒルズ亜鉛・鉛鉱床、ボナパルト盆地、西オーストラリア州およびノー​​ザンテリトリー（未開発）
• レナード棚鉛亜鉛鉱床、レナード棚、キンバリー、西オーストラリア。
• タラ鉱山、アイルランド
• オーストリアとスロベニアの国境、ペッツェンにあるトプラ鉱山とメジツァ鉱山。 ^[1]

• 鉛、亜鉛
• 石灰岩
• サンゴ礁
• 鉱石生成
• 断層（地質学）
• 交代性

• ギルバート、ジョン・M. およびチャールズ・F. パーク、1986 年、「鉱床の地質学」、WH フリーマン、pp 889–907、ISBN 0-7167-1456-6 
• S. パラディス、K. デューイング、P. ハンニガン、「ミシシッピバレー型鉛亜鉛鉱床 (MVT)」、カナダ地質調査所
• Trygve Hõy、BC 地質調査所、アイルランド型炭酸塩岩に含まれる Zn-Pb
• Nora K. Foley、プラットフォーム炭酸塩含有硫化物鉱床の環境地球化学USGS
• Dörling, SL, DI Groves and Muhling P., 1998. [レナード棚ミシシッピバレー型 (MVT) Pb-Zn 鉱床、西オーストラリア。https://web.archive.org/web/20090205191034/http://www.ga.gov.au/image_cache/GA5372.pdf]、AGSO Journal of Australian geology and geophysiscs、17(4)、115–120。
• Hanilçi, N.、および Öztürk, H.、2011。[トルコ、中央および東部タウリード山脈における Pb-Zn 鉱床の地球化学/同位体の進化。http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00206811003680008#.UhxhPNLwmSo]、International Geology Review、第 53 巻、第 13 号、1478 ～ 1507 ページ、2011 年。