Кіріспе
Мыс кенінің түрі. Порфирлі мыс кен орындары – кен орнының астында бірнеше шақырым тереңдікте орналасқан үлкен магма камерасынан пайда болатын гидротермальды сұйықтықтардың нәтижесінде қалыптасатын мыс кен орындары. Бұл сұйықтықтарға дейін немесе олармен бірге порфириттік интрузивті тау жыныстарынан құралған тік бөгеттер кездеседі, осы кен орнының аты осы тау жыныстарынан шыққан. Кейінгі кезеңдерде, айналыстағы метеорлық сулар магмалық сұйықтықтармен әрекеттесе алады. Гидротермальды өзгерістердің бірнеше қабаттары әдетте, таралған кен минералдарынан тұратын ядроны қоршап, көбінесе жіктер мен тамырларды құрайтын шашыраңқы жарықтар түзеді. Үлкен көлемді болғандықтан, порфирлі кен орындары 0,15% мыс концентрациясы сияқты төмен деңгейде де экономикалық тиімді болуы мүмкін, сонымен қатар молибден, күміс және алтын сияқты қосалқы өнімдердің де экономикалық мөлшерін қамтиды. Кейбір кен орындарында осы металдар негізгі өнім болып табылады. 20-ғасырдың басында бу экскаваторларының пайда болуымен, теміржолдардың салынуымен және нарықтағы сұраныстың өсуімен бірге, үлкен ашық карьерлерден төмен сапалы мыс порфирлі кен орындарының алғашқы қазба жұмыстары жүргізілді. Кейбір кен орындарында жеткілікті алтын немесе молибден, бірақ мыс аз немесе мүлдем жоқ порфирлі кен орындары кездеседі. Қазіргі уақытта порфирлі кен орындары мыс кендерінің ең ірі көзі болып табылады. Белгілі порфирлі кен орындарының көп бөлігі Тынық мұхитының айналасында орналасқан: Солтүстік және Оңтүстік Американың батысында, Оңтүстік-Шығыс Азияда және Океанияда; Кариб теңізінде; Оңтүстік-Орталық Еуропада және Шығыс Түркия аймағында; Қытайдың, Таяу Шығыстың, Ресейдің және ТМД елдерінің шашыраңқы аймақтарында; және Шығыс Австралияда. Африкада, Намибия мен Замбияда ғана бірнеше кен орындары анықталған, Антарктидада мұндай кен орындары жоқ. Ең ірі мыс порфирлі кен орындарының ең көп шоғырланған аймағы – Солтүстік Чили. Порфирлі кен орындарының ірі кендерін өндіретін барлық шахталар ашық карьерлерден өнім алады.
Porphyry copper deposits are copper ore bodies that are formed from hydrothermal fluids that originate from a voluminous magma chamber several kilometers below the deposit itself. Predating or associated with those fluids are vertical dikes of porphyritic intrusive rocks from which this deposit type derives its name. In later stages, circulating meteoric fluids may interact with the magmatic fluids. Successive envelopes of hydrothermal alteration typically enclose a core of disseminated ore minerals in often stockwork forming hairline fractures and veins. Because of their large volume, porphyry orebodies can be economic from copper concentrations as low as 0.15% copper and can have economic amounts of by products such as molybdenum, silver, and gold. In some mines, those metals are the main product. The first mining of low grade copper porphyry deposits from large open pits coincided roughly with the introduction of steam shovels, the construction of railroads, and a surge in market demand near the start of the 20th century. Some mines exploit porphyry deposits that contain sufficient gold or molybdenum, but little or no copper. Porphyry copper deposits are currently the largest source of copper ore. Most of the known porphyry deposits are concentrated in: western South and North America and Southeast Asia and Oceania – along the Pacific Ring of Fire; the Caribbean; southern central Europe and the area around eastern Turkey; scattered areas in China, the Mideast, Russia, and the CIS states; and eastern Australia. Only a few are identified in Africa, in Namibia and Zambia; none are known in Antarctica. The greatest concentration of the largest copper porphyry deposits is in northern Chile. Almost all mines exploiting large porphyry deposits produce from open pits.
Геологиялық негіз және экономикалық маңызы
Порфирлі мыс кен орындары маңызды ресурс болып табылады және бүгінгі таңда әлемдік сұранысты қанағаттандыру үшін өндірілетін мыстың басым көзі болып табылады. Геологиялық деректерді жинақтау арқылы порфир кен орындарының көпшілігі фанерозойлық дәуірге жататындығы және шамамен 1-6 шақырым тереңдікте орналасқандығы, ал тік қалыңдығы орташа есеппен 2 шақырымға тең екені анықталды. Жалпы, порфир кен орындары кен минералдануының төмен деңгейімен, веналық желімен және гидротермальдық брекчиямен қоршалған порфириттік интрузивті кешенмен сипатталады. Порфир кен орындары доғамен байланысты геологиялық жағдайларда қалыптасады және субдукция аймағы магмаларымен байланысты. Порфир кен орындарының қалыптасуы шоғырланған немесе басым болған белгілі бір уақыт кезеңдері де бар. Мыс-молибден порфир кен орындары үшін қалыптасу негізінен үш уақыт кезеңіне шоғырланған: палеоцен-эоцен, эоцен-олигоцен және орта миоцен-плиоцен. Порфирдің пайда болуына себепші магмалар, әдетте, судың әсерінен өзгерген, субдукциядан кейін тоқтап қалған плиталардың жоғарғы бөлігінің ішінара балқуынан пайда болады деп есептеледі. Жас, жүзуге қабілетті плиталардың беткей субдукциясы жарым-жартылай балқу арқылы адакиттік лаваның пайда болуына әкелуі мүмкін. Порфир кен орындары көбінесе төмен бұрышты (жатық плита) субдукция аймақтарында дамиды. Арканың кері бұрылуы арал аркасының басқа арал аркасымен, континентпен немесе мұхит жазықтығымен соқтығысуынан пайда болады. Ішкі аркалық жарылым жүйелерінің болуы тиімді, өйткені олар порфирдің дамуын шектеуге мүмкіндік береді. Белгілі бір уақытта дифференциацияланған магма осы жарылымдардан күшті жарылыспен шығып, жер қыртысының беткі қабаттарына қарай жылжиды, онда порфирлі мыс кендері қалыптасады. Кен орындарында әдетте сыртқы эпидот-хлорит минералдық өзгеріс аймағы болады. Кварц-серицит өзгеріс аймағы көбінесе орталыққа жақын орналасқан және оны жабуы мүмкін. Орталық калийлік аймақ, екінші биотит пен ортоклаздың өзгерісімен байланысты, көбінесе кеннің көп бөлігімен қатар келеді. Жарықтар көбінесе сульфидтермен немесе сульфидтермен бірге кварц тамырларымен толтырылады немесе қапталады. Бірнеше бағыттағы тығыз жарықтар әдетте ең жоғары сапалы кенмен байланысты. Порфирлі мыс кен орындарының жоғарғы бөліктері супергендік байытуға ұшырауы мүмкін. Бұл процесте жоғарғы бөлігіндегі металдар еріп, су деңгейінен төменге қарай тасымалданады, онда олар тұнбаға түседі. Порфирлі мыс кен орындары көбінесе ашық карьерлік әдіспен өндіріледі.
Fractures are often filled or coated by sulfides, or by quartz veins with sulfides. Closely spaced fractures of several orientations are usually associated with the highest grade ore. The upper portions of porphyry copper deposits may be subjected to supergene enrichment. This involves the metals in the upper portion being dissolved and carried down to below the water table, where they precipitate. Porphyry copper deposits are typically mined by open pit methods.
Австралия
Cadia Ridgeway Mine, Жаңа Оңтүстік Уэльс штаты, ашық карьер және блок үңгірі әдісімен өндірілетін мыс-алтын кені. Нортпаркс мыс порфир кен орны, Жаңа Оңтүстік Уэльс штаты, 63 миллион тонна, 1,1% Cu және 0,5 ppm Au мөлшерінде.
Порфир типті кен кен орындары басқа металдар үшін
Порфир кен орындарында тек мыс ғана кездеспейді. Сонымен қатар, негізінен молибден үшін өндірілетін порфир кен орындары да бар, олардың көпшілігінде мыс өте аз мөлшерде кездеседі. Порфир-молибден кен орындарының мысалдары: Колорадо штатының орталық бөлігіндегі Климакс, Урад, Мт. Эмонс және Хендерсон кен орындары; Юта штатындағы Уайт Пайн және Пайн Гроув кен орындары; Солтүстік Нью-Мексикодағы Коста кен орны; және Британдық Колумбиядағы Эндако кен орны. АҚШ Геологиялық қызметі Боливиядағы Чоролке және Катави қалайы кен орындарын порфирлі қалайы кен орындары деп жіктеді. Филиппин, Индонезия және Папуа-Жаңа Гвинеядағы мұхиттық қыртыста орналасқан кейбір мыс кен орындарында алтынның мөлшері өте жоғары болғандықтан, олар мыс-алтын порфир кен орындары деп аталады.