由金矿床证明的地震期间的瞬态蒸发

世界上大部分已探明的黄金源自于一系列石英脉。这些石英脉是在约30亿年前造山运动期间从沿深大地震活动断层流动的大量水中沉淀而成1-3。石英脉是在地震期间6的震荡压力下形成的4,5,但是其压力震荡的幅度以及对矿床形成的影响尚不清楚。在此我们用一个简单的热动力学活塞模型,模拟计算在地震期间充填流体的断层空穴所经历的流体压力下降。模型的几何形态由典型断层割阶的大小限定,如在西澳大利亚的雷文奇(Revenge)金矿床7以及世界其他金矿中的断层割阶。我们发现空穴的扩张会引起割阶中封闭流体压力的急剧下降,从而膨胀为很低浓度的蒸汽。这种流体的瞬态蒸发作用导致了硅和一系列痕量元素同时迅速地沉淀,形成富金石英脉。随着瞬态蒸发作用的继续,更多流体流入新扩张形成的空穴,直至孔隙压力与环境压力一致。多次地震逐渐形成了达到工业品位的金矿。