Карбонатные месторождения свинцово-цинковых руд

Карбонатные месторождения свинцово-цинковых руд представляют собой важные и весьма ценные скопления сульфидных свинцовых и цинковых руд, размещенных в карбонатных ( известняках , мергелях , доломитах ) формациях и имеющих общее генетическое происхождение.

в совокупности составляет от 4% Эти рудные тела варьируются от 0,5 млн тонн содержащейся руды до 20 млн тонн и более, а содержание свинца и цинка до более 14% совокупного свинца и цинка. Эти рудные тела, как правило, представляют собой компактные, довольно однородные пробки или трубки, замещающие вмещающие их карбонатные толщи, и поэтому могут быть чрезвычайно прибыльными рудниками .

Эта классификация рудных месторождений также известна как рудные месторождения типа долины Миссисипи или рудные месторождения MVT , в честь ряда таких месторождений вдоль реки Миссисипи в Соединенных Штатах, где такие руды были впервые обнаружены; к ним относятся знаменитый свинцовый район Юго-Восточного Миссури на юго-востоке Миссури , а также месторождения на северо-востоке Айовы , юго-западе Висконсина и северо-западе Иллинойса .

Аналогичным карбонатные свинцово-цинковые руды ирландского типа , примером которых является рудник Лишин в графстве Типперэри образом образуются .

Источники

Конечный источник минерализующих жидкостей в месторождениях МВТ неизвестен. Рудные флюиды месторождений МВТ обычно низкотемпературные (100–150 °С) и имеют состав бассейновых рассолов (10–30 мас. % эквивалента NaCl) с pH 4,5–5 (забуферены вмещающими карбонатами). Этот гидротермальный флюид может содержать или не содержать серу, необходимую для образования сульфидных минералов. Подвижные углеводороды, возможно, сыграли роль в доставке пониженного содержания серы в определенные системы MVT, в то время как метан и другие органические вещества потенциально могут восстанавливать содержание сульфатов, переносимых кислой жидкостью. Предполагается, что рудная жидкость образовалась из толщ обломочных красных пластов (потенциальный источник металлов), содержащих эвапориты (потенциальный источник серы).

Транспорт

Были предложены два потенциальных механизма транспортировки металлсодержащего рудного флюида. Первый предполагает уплотнение осадков в водоемах с быстрым седиментированием. Минерализующие жидкости внутри бассейна попадают в отдельные водоносные горизонты с избыточным давлением и выходят эпизодически и быстро. Второй механизм транспортировки жидкости – это гравитационный поток жидкости, обусловленный топографией. Это происходит во время поднятия, которое обычно связано с орогенным событием. При формировании форланд-складчато-надвигового пояса один край бассейна приподнимается, а флюиды бассейна мигрируют в латеральном направлении от фронта деформации по мере поднятия бассейна. Миграция флюидов через глубокие части бассейна может привести к приобретению металлов и серы, содержащихся в бассейне.

Ловушка

Ловушка для сульфидов свинца-цинка, содержащихся в карбонатах, представляет собой химическую реакцию, которая происходит вследствие концентрации серы, часто углеводородов, а также цинка и свинца, которые поглощаются углеводородами. Углеводороды могут либо вытекать из зоны разлома, либо складываться, оставляя штокверк из слабоминерализованных карбонатно-сульфидных жил, либо разлагаться в результате пиролиза на месте с образованием битумов .

Когда углеводороды превращаются в битум, их способность хелатировать ионы металлов и серу снижается, что приводит к вытеснению этих элементов в жидкость, которая насыщается цинком, свинцом, железом и серой. Таким образом образуются сульфидные минералы, такие как галенит , сфалерит , марказит и пирит .

Обычно месторождения MVT образуются в результате сочетания пиролиза углеводородов, в результате которого высвобождаются ионы цинка, свинца и серы с образованием кислого раствора, который растворяет вмещающие карбонатные образования и заменяет их массивными скоплениями сульфидов. Сюда также можно отнести морфологию штокверков, размещенных на разломах, массовые табличные замены и т.д.

Пористые известняки могут образовывать вкрапленные руды, однако большинство месторождений МВТ представляют собой массивные сульфиды с ножевидными границами между карбонатной и сульфидной минералогией.

Минералогия и изменения

Рудные минералы карбонатно-замещающих месторождений обычно представляют собой сульфид свинца, галенит и сульфид цинка сфалерит . Выветрелые эквиваленты образуют англезит , церуссит , смитсонит , гидроцинцит , а также вторичный галенит и сфалерит в пределах зоны гипергена .

Месторождения МВТ и ирландского типа обычно связаны с изменениями «доломитового фронта», которые проявляются в виде желто-кремовой промывки доломита (карбоната кальция и магния) в кальцит-арагонитовых ассоциациях неизмененных карбонатных формаций.

Большинство рудных тел довольно сульфидные, причем большинство из них очень низкожелезистые, с содержанием пирита - марказита обычно ниже 30% массы сульфидов. Это делает свинцово-цинковые месторождения MVT особенно простыми в обработке с металлургической точки зрения. Однако некоторые месторождения МВТ могут быть очень богаты железом, а некоторые зоны замещения и изменения сульфидов вообще не связаны с свинцово-цинковым покрытием, что приводит к массивным скоплениям пирита-марказита, которые по существу бесполезны.

Иногда наблюдается ассоциация с кварца жилками и коллоформным кремнеземом, однако силикатные жильные минералы часто встречаются редко.

Нефтяная синергия

О важности и синергии между «фарватерами» источников-транспортеров-ловушек углеводородов и свинцово-цинковыми месторождениями MVT и ирландского типа известно уже несколько десятилетий. Часто перспективность конкретных карбонатных формаций для свинцово-цинковых месторождений такого характера сначала выявляется колонковым бурением нефтяников.

Эта концепция совместной генерации углеводородов и рассолов-предшественников с помощью одного и того же процесса позволяет многим исследователям свинцово-цинковых месторождений использовать модели углеводородных бассейнов, чтобы предсказать, может ли карбонатная толща содержать минерализацию MVT или ирландского типа.

Разведка

Разведка месторождений MVT относительно сложна в теории и проста на практике. На этапе выбора площади внимание должно быть обращено на природу карбонатных толщ, особенно если в нефтяных разведочных скважинах выявлено изменение «доломитового фронта», которое обычно связано со свинцово-цинковой минерализацией.

После этого необходимо уделить внимание сбору цветочных фаций любых рифовых карбонатов, образовавшихся из скоплений коралловых рифов . Фация карбонатной толщи имеет решающее значение, поскольку она контролируется в основном разломами, которые являются конечной целью разведки. Переход от переднего рифа к заднему рифу является «золотым пятном», и поэтому, в зависимости от возраста карбонатной толщи, знакомство с палеонтологией кораллов считается необходимым.

Наконец, после того, как сформулирована бассейновая модель карбонатной толщи и грубо идентифицированы основные разломы на окраинах бассейна, гравиметрическая часто проводится съемка, которая является единственным геофизическим методом , который может напрямую обнаружить отложения MVT. Гравиметрические исследования направлены на обнаружение значительных скоплений свинца и цинка из-за их большей плотности по сравнению с окружающими вмещающими породами.

Наконец, «острым концом» программы разведки является последовательное бурение всех гравитационных объектов, без какого-либо предпочтения или предубеждений относительно силы или амплитуды какой-либо аномалии. Хорошо известно, что грубые и простые методы шаблонного бурения позволили обнаружить залежи MVT, пропущенные более избирательными исследователями, например, залежи Леннард-Шельф в Западной Австралии были обнаружены на предпоследней скважине обширной программы бурения.

Примеры

Адмирал Бэй, месторождение Zn-Pb-Ag, Северо-Западный шельф, Западная Австралия, теоретически является замещающим типом MVT (неразработано).
Шахта Пайн-Пойнт , месторождение Zn-Pb, Северо-Западные территории, Канада. (продюсер, 1964–1988)
Месторождения цинка и свинца Манбаррум-Сорби-Хиллз, бассейн Бонапарта , Западная Австралия и Северная территория (неразработанные)
Свинцово-цинковые месторождения Леннард-Шельф , Леннард-Шельф, Кимберли, Западная Австралия.
Тара Майн , Ирландия
Шахты Топла и Межица на Петцене , австрийско-словенская граница. ^{[ 1 ]}

См. также

Ссылки

^ Спангенберг, Дж. Э.; Херлек, У. (1 августа 2006 г.). «Углеводородные биомаркеры в цинк-свинцовых месторождениях Топла-Мезика, хребет Северный Караванке/Драу, Словения: палеосреда на месте рудообразования» . Экономическая геология . 101 (5): 997–1021. Бибкод : 2006EcGeo.101..997S . дои : 10.2113/gsecongeo.101.5.997 . Проверено 24 января 2021 г.

Гильберт, Джон М. и Чарльз Ф. Парк, 1986, Геология рудных месторождений , WH Freeman, стр. 889–907, ISBN 0-7167-1456-6
С. Паради, К. Дьюинг и П. Ханниган, Свинцово-цинковые месторождения типа долины Миссисипи (MVT) , Геологическая служба Канады
Трюгве Хой, Геологическая служба Британской Колумбии, ИРЛАНДСКИЙ ТИП КАРБОНАТОВ Zn-Pb
Нора К. Фоли, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ ПЛАТФОРНЫХ СУЛЬФИДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, РАЗМЕЩЕННЫХ КАРБОНАТОМ , USGS
Дёрлинг С.Л., Д.И. Гроувс и Мюлинг П., 1998. [Леннардский шельф типа долины Миссисипи (MVT) Pb-Zn месторождения, Западная Австралия. https://web.archive.org/web/20090205191034/http://www.ga.gov.au/image_cache/GA5372.pdf ], Журнал AGSO по австралийской геологии и геофизике, 17 (4), 115–120.
Ханилчи Н. и Озтюрк Х., 2011. [Геохимическая/изотопная эволюция свинцово-цинковых месторождений в Центральных и Восточных Тавридах, Турция. http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00206811003680008#.UhxhPNLwmSo ], International Geology Review, том 53, выпуск 13, страницы 1478–1507, 2011.

[1] Спангенберг, Дж. Э.; Херлек, У. (1 августа 2006 г.). «Углеводородные биомаркеры в цинк-свинцовых месторождениях Топла-Мезика, хребет Северный Караванке/Драу, Словения: палеосреда на месте рудообразования» . Экономическая геология . 101 (5): 997–1021. Бибкод : 2006EcGeo.101..997S . дои : 10.2113/gsecongeo.101.5.997 . Проверено 24 января 2021 г.

[ 1 ]