Abstract
Discovered in 1553, the Fresnillo mine in central Mexico has produced approximately 18 t Au, 8830 t Ag, 690 000 t Pb, 925 600 t Zn, and 74 000 t Cu (data for production from 1921 to 1984 inclusive). Ore has been mined from an oxide capping near surface and from unoxidized veins, mantos, and chimneys to a depth of 1 km along a strike length of 4 km. Ore zones at depth, in the northwest portion of the mine, are spatially related to a quartz monzonite porphyry stock, which intrudes a sequence of Mesozoic marine sediments that is overlain by terrestrial rhyolites. Manto and chimney mineralization followed development of skarn around the intrusion and was cut, in turn, by the veins that contain the bulk of the ore. The veins cut the quartz monzonite stock. Manto and chimney mineralization is characterized by partial replacement of the Mesozoic sedimentary rocks with axinite, hedenbergite, quartz, carbonate, sulphides, sulphosalts, sulpharsenides, and sulphantimonides. Brecciation preceded replacement in the chimney bodies. One of the largest replacement orebodies, the Cueva Santa Branch Manto in the central part of the mine, contains an orthogonal fracture set formed during antiformal folding. Trends in grade distribution throughout the manto follow the orthogonal fractures, which are filled by quartz and sulphides. Silver/base-metal ratios show marked peaks where manto mineralization abuts against major veins. Fluid-inclusion filling temperatures and salinities are high in ore zones adjacent to the quartz monzonite stock at a depth of 1 km: mean filling temperature is approximately 320 °C (range 230–370 °C), salinity ranges from 4 to 12 eq. wt.% NaCl. Fluid inclusions from ore near surface exhibit lower filling temperatures (a mean of 235 °C and a range of 210–290 °C) and lower salinity (< 1 eq. wt.% NaCl). The data are consistent with a reduction in temperature and with dilution as the hydrothermal fluids flowed away from the intrusive porphyry.δ34S values for sphalerite, galena, and chalcopyrite from deeper and intermediate levels in the mine range from −6.1 to −3.5‰. Calculated δ34SΣS is approximately 0‰, suggesting a magmatic sulphur source. Lead isotopic ratios obtained from galena-bearing vein, manto, and chimney samples throughout the mine fall on a line defined by 34 deposits in northern Mexico with slope of 0.092 ± 0.017 in the 208Pb/204Pb versus 207Pb/204Pb system. The lead data indicate that felsic igneous processes extracted the metal from a Precambrian basement source; this was followed by concentration within mineralized zones during hydrothermal activity.
La mine de Fresnillo, au centre du Mexique, a été découverte en 1553; elle a produit entre 1921 et 1984 inclusivement 18 t d'Au, 8830 t d'Ag, 690 000 t de Pb, 925 600 t de Zn et 74 000 t de Cu. Le minerai fut extrait d'un chapeau oxydé localisé près de la surface et de filons, d'amas stratoïdes (mantos) et de chiminées nonoxydés jusqu'à une profondeur de 1 km dans la direction d'un axe de 4 km de longueur. Dans la partie nord-ouest de la mine, les zones minéralisées en profondeur sont reliées dans l'espace à un stock de monzonite quartzifère qui recoupe une séquence de sédiments marins mésozoïques surmontée de rhyolites continentales. La minéralisation des amas stratoïdes et des cheminées a suivi le développement d'un skarn entourant l'intrusion, et il y a recoupement par les filons les plus riches en minerai. Les filons recoupent le stock de monzonite quartzifère. La minéralisation des amas stratoïdes et des cheminées est caractérisée par un remplacement partiel dans les roches sédimentaires mésozoïques vec de l'axinite, hédenbergite, quartz, carbonates, sulfures, sulfosels, sulfo-arséniures et sulfo-antimoniures. La bréchification a précédé la minéralisation dans les cheminées. Un des plus importants amas minéralisés de remplacement, le Cueva Santa Branch Manto dans la partie centrale de la mine, comporte un ensemble de failles orthogonales qui se sont formées durant le plissement de l'antiforme. Les tendances de variation des teneurs dans l'amas stratoïde suivent les fractures orthogonales, lesquelles sont remplies de quartz et de sulfures. Les rapports de l'argent/métaux de base atteignent des points culminants où les amas stratoïdes se butent contre les principaux filons. Les températures de remplissages des inclusions fluides et les salinités sont élevées dans les zones minéralisées adjacentes au stock de monzonite quartzifère à une profondeur de 1 km : la température moyenne de remplissage est approximativement 320 °C (variation de 230 à 370 °C), la salinité varie de 4 à 12% équivalent masse de NaCl. Les inclusions fluides dans les minéraux métalliques près de la surface fournissent des températures de remplissage inférieures (moyenne de 235 °C et variation de 210 à 290 °C) et une plus faible salinité (< 1% équivalent masse de NaCl). Ces données s'accordent avec la baisse de température et avec la dilution occasionnée par la fuite des fluides hydrothermaux du porhyre intrusif.Le valeurs de δ34S de la sphalérite, galène et chalcopyrite des niveaux profonds et intermédiaires dans la mime varient de −6,1‰ à −3,5‰. La valeur calculée de δ34SΣS est approximativement 0‰, ce qui suggère que le soufre est d'origine magmatique. Les rapports isotopiques du plomb obtenus pour les échantillons de galène des amas stratoïdes, des cheminées ainsi que des filons prélevés au travers la mine tombent sur la courbe définie par 34 gisements du nord du Mexique avec une pente de 0,092 ± 0,017 dans le système 208Pb/204Pb versus 207Pb/204Pb. Ces données sur le plomb révèlent que des mécanismes ignées felsitiques ont extrait le métal d'un socle précambrien et par la suite il y a eu concentration dans les zones minéralisées durant l'activité hydrothermale. [Traduit par la revue]