Порфировые Месторождения Меди: Генезис, Распространение и Значение
Porphyry copper deposit
Порфировые месторождения меди: образование из магматических флюидов, низкое содержание меди (от 0.15%), попутные металлы (Mo, Ag, Au). Геология и экономика.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип медного рудного тела
Type of copper ore body
Порфировые месторождения меди – это рудные тела, формирующиеся из гидротермальных флюидов, происходящих из обширной магматической камеры, расположенной на несколько километров ниже самого месторождения. Вертикальные жилы порфиритовых интрузивных пород, от которых этот тип месторождений и получил своё название, предшествуют этим флюидам или ассоциированы с ними. На более поздних стадиях циркулирующие атмосферные воды могут взаимодействовать с магматическими флюидами. Последовательные зоны гидротермального изменения обычно окружают ядро рассеянных рудных минералов, часто формируя густую сеть трещин и жил. Благодаря своему большому объёму, порфировые рудные тела могут быть экономически выгодными при содержании меди всего 0,15% и могут содержать экономически значимые количества побочных продуктов, таких как молибден, серебро и золото. В некоторых рудниках эти металлы являются основным продуктом. Начало добычи низкосортных порфировых месторождений меди открытым способом совпало с появлением экскаваторов, строительством железных дорог и ростом спроса на рынке в начале 20-го века. Некоторые рудники разрабатывают порфировые месторождения, содержащие достаточное количество золота или молибдена, но мало или совсем не содержащие меди. В настоящее время порфировые месторождения меди являются крупнейшим источником медной руды. Большинство известных порфировых месторождений сосредоточено в: западной Южной и Северной Америке, Юго-Восточной Азии и Океании – вдоль Тихоокеанского огненного кольца; Карибском море; южной центральной Европе и в районе восточной Турции; разрозненных районах Китая, Ближнего Востока, России и стран СНГ; и восточной Австралии. Лишь немногие из них обнаружены в Африке, в Намибии и Замбии; в Антарктиде они не известны. Наибольшая концентрация крупнейших порфировых месторождений меди находится на севере Чили. Почти все рудники, разрабатывающие крупные порфировые месторождения, ведут добычу открытым способом.
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.
Геологическая основа и экономическое значение
Порфировые месторождения меди представляют собой важный ресурс и основной источник меди, добываемый в настоящее время для удовлетворения мирового спроса. На основе обобщения геологических данных установлено, что большинство порфировых месторождений относятся к фанерозою и формировались на глубинах от 1 до 6 километров при средней вертикальной мощности 2 километра. В общем случае, порфировые месторождения характеризуются низкой степенью минерализации руды, порфиритным интрузивным комплексом, окруженным сетью жил и гидротермальными брекчиями. Порфировые месторождения формируются в тектонических обстановках, связанных с дугами, и ассоциируются с магмами зон субдукции. Также наблюдаются отдельные периоды времени, когда формирование порфировых месторождений было сконцентрировано или предпочтительно. Для медно-молибденовых порфировых месторождений формирование в основном сосредоточено в трех временных интервалах: палеоцен-эоцен, эоцен-олигоцен и средний миоцен-плиоцен. Считается, что магмы, ответственные за формирование порфиров, образуются в результате частичного плавления верхней части постсубдукционных, застойных плит, подвергшихся воздействию морской воды. Мелкая субдукция молодых, плавучих плит может приводить к образованию адакитовых лав в результате частичного плавления. Порфировые месторождения обычно развиваются в регионах, являющихся зонами субдукции с пологим углом (плоская плита). Обращение дуги происходит в результате столкновения между островной дугой и другой островной дугой, континентом или океаническим плато. Наличие внутридуговых систем разломов благоприятно, поскольку они могут локализовать развитие порфировых месторождений. В определенный момент времени дифференцированная магма с силой извергается из этих разломных ловушек и поднимается в более мелкие участки коры, где формируются порфировые месторождения меди. Месторождения обычно имеют внешнюю зону минеральных изменений, состоящую из эпидота и хлорита. Зона изменения кварцем и серицитом обычно располагается ближе к центру и может перекрывать предыдущие изменения. Центральная калийная зона, характеризующаяся вторичными изменениями биотита и ортоклаза, обычно ассоциируется с большей частью руды.
Трещины часто заполнены или покрыты сульфидами, либо кварцевыми жилами с сульфидами. Высокосортная руда обычно связана с тесно расположенными трещинами различной ориентации. Верхние части порфировых месторождений меди могут подвергаться супергенному обогащению, которое включает растворение металлов в верхней части и их перенос вниз, под уровень грунтовых вод, где они осаждаются. Порфировые месторождения меди обычно разрабатываются открытым способом.
Porphyry copper deposits represent an important resource and the dominant source of copper that is mined today to satisfy global demand. Via compilation of geological data, it has been found that the majority of porphyry deposits are Phanerozoic in age and were emplaced at depths of approximately 1 to 6 kilometres with vertical thicknesses on average of 2 kilometres. In general, porphyry deposits are characterized by low grades of ore mineralization, a porphyritic intrusive complex that is surrounded by a vein stockwork and hydrothermal breccias. Porphyry deposits are formed in arc related settings and are associated with subduction zone magmas. There also appear to be discrete time periods in which porphyry deposit formation was concentrated or preferred. For copper molybdenum porphyry deposits, formation is broadly concentrated in three time periods: Palaeocene Eocene, Eocene Oligocene, and middle Miocene Pliocene. The magmas responsible for porphyry formation are conventionally thought to be generated by the partial melting of the upper part of post subduction, stalled slabs that are altered by seawater. Shallow subduction of young, buoyant slabs can result in the production of adakitic lavas via partial melting. Porphyry deposits are commonly developed in regions that are zones of low angle (flat slab) subduction. Arc reversal occurs due to collision between an island arc and either another island arc, a continent, or an oceanic plateau. The presence of intra arc fault systems are beneficial, as they can localize porphyry development. At a given time differentiated magmas would burst violently out of these fault traps and head to shallower places in the crust where porphyry copper deposits would be formed. The deposits typically have an outer epidote – chlorite mineral alteration zone. A quartz – sericite alteration zone typically occurs closer to the center and may overprint. A central potassic zone of secondary biotite and orthoclase alteration is commonly associated with most of the ore.
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, Новый Южный Уэльс, месторождение меди и золота, разрабатываемое открытым способом и блочным обрушением. Месторождение медного порфира Northparkes, Новый Южный Уэльс, с запасами 63 миллионов тонн при содержании 1,1% Cu и 0,5 ppm Au.
Cadia Ridgeway Mine, New South Wales, copper gold deposit mined by open pit and block caving. Northparkes copper porphyry deposit, New South Wales, with 63 million tonnes at 1.1% Cu and 0.5 ppm Au.
Порфировые рудные месторождения для других металлов
Медь – не единственный металл, встречающийся в порфировых месторождениях. Существуют также порфировые рудные месторождения, разрабатываемые преимущественно для добычи молибдена, многие из которых содержат очень мало меди. Примерами порфировых молибденовых месторождений являются месторождения Климакс, Урад, Маунт-Эммонс и Хендерсон в центральном Колорадо; Уайт-Пайн и Пайн-Гров в штате Юта; Квеста на севере Нью-Мексико; и Эндако в Британской Колумбии. Геологическая служба США отнесла к порфировым оловянным месторождениям оловянные месторождения Чорольке и Катави в Боливии. Некоторые порфировые месторождения меди в океанической обстановке, такие как месторождения на Филиппинах, в Индонезии и Папуа — Новой Гвинее, настолько богаты золотом, что их называют медно-золотыми порфировыми месторождениями.
Copper is not the only metal that occurs in porphyry deposits. There are also porphyry ore deposits mined primarily for molybdenum, many of which contain very little copper. Examples of porphyry molybdenum deposits are the Climax, Urad, Mt. Emmons, and Henderson deposits in central Colorado; the White Pine and Pine Grove deposits in Utah; the Questa deposit in northern New Mexico; and Endako in British Columbia. The US Geological Survey has classed the Chorolque and Catavi tin deposits in Bolivia as porphyry tin deposits. Some porphyry copper deposits in oceanic crust environments, such as those in the Philippines, Indonesia, and Papua New Guinea, are sufficiently rich in gold that they are called copper gold porphyry deposits.