Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Карьер рудника Morenci в 2012 году. Красные скалы на верхних уступах и обнажения на заднем плане находятся в выщелоченной крышке . Похоже, что дно карьера находится в смешанной оксидно-сульфидной зоне, и это также то, что везут два тягача на переднем плане. Нажмите, чтобы увеличить фото.
Рудник Bingham Canyon в 2005 году. Серые породы, видимые в карьере, почти все относятся к зоне первичных сульфидных руд.

Медно-порфировые месторождения представляют собой медные рудные тела, которые сформированы из гидротермальных флюидов, которые берут начало в огромном магматическом очаге на несколько километров ниже самого месторождения. Предшествующими или связанными с этими флюидами являются вертикальные дайки порфировых интрузивных пород, от которых этот тип месторождения получил свое название. На более поздних стадиях циркулирующие метеорные жидкости могут взаимодействовать с магматическими жидкостями . Последовательные оболочки гидротермальных изменений обычно включают ядро ​​вкрапленных рудных минералов, часто образующих штокверк.-формирование микротрещин и вен. Из-за их большого объема порфировые рудные тела могут быть экономичными из-за низких концентраций меди, равных 0,15% меди, и могут иметь экономичные количества побочных продуктов, таких как молибден , серебро и золото . На некоторых рудниках эти металлы являются основным продуктом.

Первая разработка месторождений низкосортного медно-порфира из крупных карьеров примерно совпала с введением в эксплуатацию паровых экскаваторов, строительством железных дорог и ростом рыночного спроса в начале 20 века. Некоторые шахты разрабатывают месторождения порфира, которые содержат достаточно золота или молибдена, но мало или совсем не содержат меди.

Медно-порфировые месторождения в настоящее время являются крупнейшим источником медной руды. Большинство известных порфиров сосредоточено в: западной части Южной и Северной Америки и Юго-Восточной Азии и Океании - вдоль Тихоокеанского огненного кольца ; Caribbean ; южная часть центральной Европы и территория вокруг восточной Турции ; разрозненные территории Китая , Ближнего Востока , России и стран СНГ ; и восточная Австралия . [1] [2] Лишь немногие идентифицированы в Африке , вНамибия [3] и Замбия ; [4] в Антарктиде ничего не известно . Наибольшая концентрация крупнейших медных порфиров находится на севере Чили . Практически все рудники, разрабатывающие крупные месторождения порфира, добывают из открытых карьеров .

Геологический обзор [ править ]

Геологическое происхождение и экономическое значение [ править ]

Медно-порфировые месторождения представляют собой важный ресурс и основной источник меди, добываемой сегодня для удовлетворения мирового спроса. [5] Компиляция геологических данных показала, что большинство порфировых отложений имеют фанерозойский возраст и были заложены на глубине примерно от 1 до 6 километров с вертикальной толщиной в среднем 2 километра. [5] На протяжении фанерозоя было сформировано 125 895 месторождений медно-порфировых пород; однако 62% из них (78 106) были снесены поднятием и эрозией. [5] Таким образом, 38% (47 789) остаются в коре, из которых 574 известных месторождения находятся на поверхности. [5]Подсчитано, что медно-порфировые месторождения Земли содержат примерно 1,7 × 10 11 тонн меди, что эквивалентно более чем 8000-летнему мировому производству рудников. [5]

Месторождения порфира представляют собой важный ресурс меди; однако они также являются важными источниками золота и молибдена, причем порфировые месторождения являются основным источником последнего. [6] В целом, порфировые месторождения характеризуются низкой степенью рудной минерализации, порфировым интрузивным комплексом, окруженным жильным штокверком и гидротермальными брекчиями . [7] Порфировые месторождения формируются в связанных с дугой условиях и связаны с магмами зоны субдукции. [6] Порфировые месторождения сгруппированы в дискретные минеральные провинции, что означает, что существует некоторая форма геодинамического контроля или влияния земной коры, влияющего на расположение порфировых образований. [7]Порфировые месторождения , как правило, происходят в линейном, орогене -parallel ремней (такие как Анды в Южной Америке ). [8]

Также существуют дискретные периоды времени, в которые формирование порфировых отложений было сконцентрировано или предпочтительным. Формирование медно-молибденовых порфировых месторождений в основном сосредоточено в трех временных периодах: палеоцен - эоцен , эоцен - олигоцен и средний миоцен - плиоцен . [7] Как для порфировых, так и для эпитермальных месторождений золота, они обычно относятся к периоду времени от среднего миоцена до недавнего периода. [7], однако известны заметные исключения. Возраст большинства крупных порфировых месторождений составляет менее 20 миллионов лет [7].однако есть заметные исключения, такие как месторождение Кадиа-Риджуэй возрастом 438 миллионов лет в Новом Южном Уэльсе. Этот относительно молодой возраст отражает потенциал сохранения этого типа месторождения; поскольку они обычно расположены в зонах очень активных тектонических и геологических процессов, таких как деформация, поднятие и эрозия. [7] Однако может случиться так, что перекос в сторону большинства месторождений, возраст которых составляет менее 20 миллионов лет, по крайней мере частично является артефактом методологии разведки и допущений модели, поскольку большие примеры известны в областях, которые ранее оставались лишь частично или недостаточно частично исследованы из-за предполагаемого более древнего возраста вмещающих пород, но позже было обнаружено, что они содержат крупные образцы мирового класса гораздо более старых медно-порфировых месторождений. [цитата необходима ]

Магмы и мантийные процессы [ править ]

В целом, большинство крупных порфировых месторождений связано с известково-щелочными интрузиями, хотя некоторые из крупнейших богатых золотом месторождений связаны с высококалиевым известково-щелочным составом магмы. [7] Многочисленные месторождения медно-золотого порфира мирового класса расположены в высококалиевых или шошонитовых интрузиях, таких как медно-золотой рудник Бингхэм в США, медно-золотой рудник Грасберг в Индонезии, медно-золотой рудник Нортпаркес в Австралии, Ою Толгой. медно-золотой рудник в Монголии и медно-золотой рудник Песчанка в России. [9]

Обычно считается, что магмы, ответственные за образование порфиров, образуются в результате частичного плавления верхней части застопорившихся плит после субдукции, которые изменены морской водой. [10] Неглубокая субдукция молодых, плавучих плит может привести к образованию адакитовых лав за счет частичного плавления. [6] Альтернативно, метасоматизированные клинья мантии могут создавать сильно окисленные условия, в результате которых сульфидные минералы высвобождают рудные минералы (медь, золото, молибден), которые затем могут транспортироваться на верхние уровни земной коры. [10] Плавление мантии также может быть вызвано переходами от сходящейся к трансформируемой окраине, а также крутизной и отступлением впадины субдуцированной плиты.[10] Однако, последнее убеждениетомчто обезвоживаниекоторое происходит в blueschist - эклогит переход затрагивает наиболее субдуцируемые плиты, а не частичное плавления. [6]

После дегидратации, растворенные богатых жидкости освобождаются от плиты и metasomatise вышележащей мантии клина из Morb -кака астеносферы , обогащая его летучие компоненты и большой литофильными элементов (Lile). [6] В настоящее время считается, что образование андезитовых магм является многоступенчатым и включает в себя плавление коры и ассимиляцию первичных базальтовых магм, накопление магмы в основании коры (под слоем плотной основной магмы по мере ее подъема) и гомогенизацию магмы. . [6]Магма с нижними слоями добавит много тепла к основанию коры, тем самым вызывая плавление земной коры и ассимиляцию пород нижней коры, создавая область с интенсивным взаимодействием мантийной магмы и коровой магмы. [6] Эта прогрессивно развивающаяся магма будет обогащаться летучими веществами, серой и несовместимыми элементами - идеальная комбинация для генерации магмы, способной генерировать залежи руды. [6] С этого момента в развитии порфирового месторождения необходимы идеальные тектонические и структурные условия, позволяющие транспортировать магму и обеспечивать ее размещение в верхних слоях земной коры.

Тектонические и структурные элементы управления [ править ]

Хотя порфировые месторождения связаны с дуговым вулканизмом , они не являются типичными продуктами в этой среде. Считается, что тектонические изменения служат спусковым крючком для образования порфира. [7] Существует пять ключевых факторов, которые могут привести к развитию порфиров: 1) сжатие, препятствующее подъему магмы через кору, 2) в результате более крупный неглубокий магматический очаг , 3) усиленное фракционирование магмы наряду с насыщением летучими веществами и образованием магматических гидротермальные флюиды, 4) сжатие ограничивает развитие ответвлений в окружающую породу, таким образом концентрируя флюид в единую массу, и 5) быстрое поднятие и эрозия способствует декомпрессии и эффективному, возможному отложению руды. [11]

Месторождения порфира обычно развиты в регионах, которые являются зонами малоугловой (плоской) субдукции . [7] зона субдукции , что переходы от нормали к плоскому , а затем обратно к нормальной субдукции производит ряд эффектов , которые могут привести к образованию порфировых месторождений. Первоначально будет снижен щелочной магматизм, горизонтальное сокращение, гидратация литосферы над плоской плитой и низкий тепловой поток. [7] После возврата к нормальной субдукции горячая астеносфера снова будет взаимодействовать с гидратированной мантией, вызывая влажное таяние, плавление земной коры произойдет по мере прохождения мантийных расплавов, а также истончение и ослабление литосферы из-за увеличившегося теплового потока. [7]Погружающуюся плиту можно поднять с помощью сейсмических хребтов, цепей подводных гор или океанических плато, которые могут обеспечить благоприятные условия для разработки месторождения порфира. [7] Это взаимодействие между зонами субдукции и вышеупомянутыми океаническими особенностями может объяснить развитие множества металлогенических поясов в данном регионе; поскольку каждый раз, когда зона субдукции взаимодействует с одной из этих особенностей, это может привести к рудогенезу. [7] Наконец, в дугах океанических островов субдукция хребтов может привести к уплощению плиты или развороту дуги; тогда как в континентальных дугах это может привести к периодам субдукции плоских плит . [7]

Было показано, что инверсия дуги произошла немного раньше, чем образование порфировых отложений в юго-западной части Тихого океана после столкновения. [12] Переворот дуги происходит из-за столкновения между островной дугой и другой островной дугой, континентом или океаническим плато. [10] Столкновение может привести к прекращению субдукции и тем самым вызвать плавление мантии. [10]

Месторождения порфира обычно не имеют необходимого структурного контроля для их образования; хотя с некоторыми связаны крупные дефекты и очертания. [10] [13] Наличие систем внутридуговых замыканий полезно, поскольку они могут локализовать развитие порфира. [8] Кроме того, некоторые авторы указали, что возникновение пересечений между зонами поперечных разломов континентального масштаба и дугообразными структурами связано с образованием порфиров. [8] На самом деле это относится к порфировым месторождениям меди Лос-Бронсес и Эль- Тениенте в Чили, каждое из которых находится на пересечении двух систем разломов. [13]

Характеристики [ править ]

От Кокса, (1986) Бюллетень Геологической службы США 1693

Характеристики медно-порфировых месторождений включают:

  • Рудные тела связаны с несколькими интрузиями и дайками из диорита в кварцевую монцонитовой композицию с порфировидными текстурами.
  • С интрузивами обычно связаны зоны брекчий с угловатыми или местами округлыми фрагментами. Сульфидной минерализации , как правило , происходит между или внутри фрагментов. Эти зоны брекчии обычно имеют гидротермальный характер и могут проявляться в виде галечных даек. [14]
  • Вклады , как правило , имеют наружный эпидот - хлорит зона минеральных изменений.
  • Кварца - серицит изменения зоны обычно происходит ближе к центру и может надпечатать.
  • Центральная калиевая зона вторичных изменений биотита и ортоклаза обычно связана с большей частью руды.
  • Трещины часто заполнены или покрыты сульфидами или кварцевыми жилами с сульфидами. Близко расположенные трещины нескольких ориентаций обычно связаны с рудой самого высокого содержания.
  • Верхние части медно-порфировых месторождений могут подвергаться гипергенному обогащению. При этом металлы в верхней части растворяются и уносятся ниже уровня грунтовых вод, где они выпадают в осадок.

Месторождения медно-порфировых руд обычно разрабатываются открытым способом .

Примеры [ править ]

Мексика [ править ]

  • Cananea
  • Ла Каридад
  • Санто Томас

Канада [ править ]

  • Highland Valley

Чили [ править ]

См. Также: Разлом Домейко
  • Серро-Колорадо [8]
  • Чукикамата
  • Коллахуаси [8]
  • Эскондида
  • Эль-Абра [8]
  • Сальвадор [8]
  • El Teniente
  • Лос-Пеламбрес [8]
  • Радомиро Томич

Перу [ править ]

  • Toquepala
  • Серро-Верде , к юго-востоку от города Арекипа

Соединенные Штаты [ править ]

  • Аджо, Аризона
  • Багдад, Аризона
  • Лавандовая яма , Бисби, Аризона
  • Моренси, Аризона
  • Галечный рудник , Аляска
  • Саффорд Mine , Саффорд, Аризона
  • Сан-Мануэль, Аризона
  • Сьеррита, Аризона [15]
  • Resolution Copper , Superior, Аризона
  • Эль-Чино , Санта-Рита, Нью-Мексико
  • Эли, Невада
  • Шахта Бингем Каньон , Юта
  • Рэй Майн, Аризона [16]

Индонезия [ править ]

  • Бату Хиджау , Сумбава
  • Грасберг , Западное Папуа , с содержанием золота более 3 миллиардов тонн с содержанием золота 1 ppm, является одним из крупнейших и богатейших месторождений порфира любого типа в мире.
  • Туджух Букит , Ява , все еще исследуется , но, вероятно, будет больше, чем Бату Хиджау [17]
  • Сунгай Мак и Кабанг Кири , Горонтало , 292 миллиона тонн при содержании золота 0,50 ppm и меди 0,47% [18]

Австралия [ править ]

  • Рудник Кадия-Риджуэй , Новый Южный Уэльс , медно-золотое месторождение, добываемое открытым способом и блочным обрушением.
  • Northparkes меднопорфировые месторождение, Новый Южный Уэльс , с 63 миллионов тонн в 1,1% Cu и 0,5 частей на миллион Au.

Папуа-Новая Гвинея [ править ]

  • Ок Теди
  • Пангуна / Бугенвиль Медь
  • Проект Вафи-Golpu / Wafi-Golpu шахты

Другое [ править ]

  • Коклесито, Панама [19]
  • Шахта Майданпек , Сербия [8]
  • Ою Толгой - одно из крупнейших и богатейших месторождений медных порфиров в мире, Монголия.
  • Ла Каридад , Сонора , Мексика
  • Дизон, Филиппины [8]
  • Проект Saindak Copper Gold , Пакистан [20]

Месторождения руды порфирового типа для других металлов, кроме меди [ править ]

Медь - не единственный металл, который встречается в порфировых месторождениях. Есть также месторождения порфировых руд, добываемых в основном для получения молибдена , многие из которых содержат очень мало меди. Примеры месторождений порфирового молибдена: Climax , Urad, Mt. Месторождения Эммонс и Хендерсон в центральном Колорадо ; месторождения Уайт Пайн и Сосновая Роща в Юте; [21] [22] Questa месторождение в северной части Нью - Мексико ; и Эндако в Британской Колумбии.

Геологическая служба США классифицировала месторождения олова Чоролке и Катави в Боливии как месторождения олова-порфира . [23]

Некоторые медно-порфировые месторождения в среде океанической коры, например, на Филиппинах , в Индонезии и Папуа-Новой Гвинее , достаточно богаты золотом , поэтому их называют медно-золотыми порфировыми месторождениями. [24]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 мая 2009 года . Проверено 31 августа 2009 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  2. ↑ Базовые металлы, заархивированные 2 июня 2008 г. на Wayback Machine
  3. ↑ Базовые металлы, заархивированные 2 июня 2008 г. на Wayback Machine
  4. ^ https://web.archive.org/web/20100307202424/http://www.mawsonwest.com.au/multimedia/1/ASX%20Chimpantika%20160407.pdf
  5. ^ a b c d e Кеслер, С. Е. и Б. Х. Уилкинсон, Ресурсы меди на Земле, оцененные на основе тектонической диффузии медно-порфировых месторождений, Геология , 2008, 36 (3): стр. 255-258. Абстрактный
  6. ^ a b c d e f g h Ричардс, Дж. П., Тектоно-магматические предшественники для формирования порфировых месторождений Cu- (Mo-Au). Экономическая геология, 2003. 98: с. 1515-1533.
  7. ^ a b c d e f g h i j k l m n Кук Д. Р., П. Холлингс и Дж. Л. Уолш, Гигантские порфировые отложения: характеристики, распространение и тектонические факторы. Экономическая геология, 2005. 100 (5): с. 801-818.
  8. ^ a b c d e f g h i j Силлитоу, Р. Х., Porphyry Copper Systems. Экономическая геология, 2010. 105: с. 3-41.
  9. ^ Мюллер Д., Гровс Д.И. (2019) Калийные магматические породы и связанная с ними золото-медная минерализация (5-е изд.). Обзоры минеральных ресурсов. Springer-Verlag Heidelberg, 398 стр.
  10. ^ a b c d e f Силлито, Р. Х., Характеристики и контроль крупнейших порфировых медно-золотых и эпитермальных золотых месторождений в тихоокеанском регионе. Австралийский журнал наук о Земле: Международный журнал геолого-геофизических исследований Геологического общества Австралии, 1997 г. 44 (3): с. 373-388.
  11. ^ Sillitoe, RH. Основные региональные факторы, способствующие крупному размеру, высокому содержанию гипогена, повышенному содержанию золота и гипергенному окислению и обогащению медно-порфировых месторождений. в порфировых и гидротермальных месторождениях меди и золота: глобальная перспектива. 1998. Гленсайд, Южная Австралия: Австралийский фонд минералов.
  12. ^ Соломон, М., Субдукция, инверсия дуги и происхождение медно-золотых порфировых месторождений в островных дугах. Геология, 1990. 18: с. 630-633.
  13. ^ a b Пикер Ромо, Хосе Мёлен; Яньес, Гонсало; Ривера, Орландо; Кук, Дэвид (2019). «Долгоживущие зоны повреждения земной коры, связанные с пересечениями разломов в высоких Андах Центрального Чили» . Андская геология . 46 (2): 223–239. DOI : 10,5027 / andgeoV46n2-3108 . Проверено 9 июня 2019 года .
  14. ^ Sillitoe, RH, 1985, Ore-связанная Брекчия в ВУЛКАНОПЛУТОНИЧЕСКОЙ Дуге: Экономическая геология, v 80, стр.. 1467-1514.
  15. ^ Вест, Ричард Дж. И Дэниел М. Эйкен, Геология месторождения Сьеррита-Эсперанса, глава 21 в достижениях в геологии медно-порфировых месторождений , Университет Аризоны Press, 1982, ISBN 0-8165-0730-9 
  16. ↑ Бэнкс, Норман Г., Сера и медь в магме и горных породах: Рэй Порфировое медное месторождение, округ Пинал, Аризона, Глава 10 в достижениях геологии порфировых медных месторождений , Университет Аризоны Press, 1982, ISBN 0-8165 -0730-9 
  17. ^ Tujuh Bukit - Индонезия | Intrepid Mines [ постоянная мертвая ссылка ]
  18. ^ [1]
  19. ^ Cobre Панама, Inmet Mining архивации 2011-05-10 в Wayback Machine
  20. ^ "Саиндак" . Пространственные онлайн-данные о минеральных ресурсах . USGS .
  21. Перейти ↑ Keith, JD, Shanks III, WC, Archibald, DA, and Farrar, E., 1986, Volcanic and Intrusive History of the Pine Grove Porphyry Moolybdenum System, Southwestern Utah: Economic Geology, v. 81, p. 553-587
  22. ^ Дженсен, Коллин (2019). «Многоступенчатое строительство участка Little Cottonwood Stock, штат Юта: происхождение, проникновение, вентиляция, минерализация и массовое перемещение» . Архив тезисов и диссертаций ученых BYU .
  23. ^ Брюс Л. Рид (1986) Описательная модель порфира Sn , в моделях залежей полезных ископаемых , Бюллетень геологической службы США 1693, стр.108.
  24. ^ Р.Л. Эндрю (1995) Порфировые медно-золотые месторождения юго-западной части Тихого океана , Горное дело, 1/1995, стр.33-38.
  • Деннис П. Кокс, 1986, «Описательная модель порфира Cu», в « Модели месторождений полезных ископаемых» , Геологическая служба США, бюллетень 1693, стр. 76, 79.
  • Майкл Л. Зиентек и др., 2013, Оценка порфировой меди в Юго-Восточной Азии и Меланезии, Геологическая служба США, Отчет о научных исследованиях 2010-5090-D.