Рудное месторождение Брокен-Хилл

Кинторе Старая голова , ныне музейный экспонат, Брокен-Хилл.

Рудное месторождение Брокен -Хилл расположено под Брокен-Хиллом на западе Нового Южного Уэльса , Австралия , и является тезкой города. Это, возможно, самое богатое и крупнейшее в мире месторождение цинк - свинцовой руды .

История

Открытие

Хлораргирит выстилает пустоту в госане в Брокен-Хилле

Чарльз Стерт сделал карандашный набросок местности в 1844 году и заметил железную руду вдоль изолированного холма. В 1866 году овцеводческая станция Маунт-Гиппс назвала свой загон, охватывающий жил обнажение , Брокен-Хилл. Однако считалось, что холм был Маллоком . 5 сентября 1883 года пограничник горы Гиппс по имени Чарльз Расп заявил права на обнажение породы, потому что оно выглядело как оксид олова , как описано в его для разведчиков путеводителе . Вместе с шестью другими он застолбил все обнажение. В 1884 году синдикат реорганизовался в Broken Hill Mining Company . Роговое серебро было обнаружено в 1885 году и была организована компания Broken Hill Proprietary Company Limited. ^[1]

Чарльз Расп обнаружил госсан или выветрелое обнажение массивных сульфидов свинца-цинка на участке, известном как Брокен-Хилл. Расп сообщил об обнаружении массивного галенита , сфалерита , церуссита и других оксидных минералов, но больше всего его беспокоил галенит, основной источник свинца. Его сообщения о массах свинца в пустыне, которые в то время считались преувеличенными, вскоре подтвердились и вызвали «свинцовую лихорадку», похожую на золотую лихорадку.

Эксплуатация

Первоначально Брокен-Хилл эксплуатировался мелкими старателями, работавшими на госсане ради легко добытого галенита, и вскоре были затоплены десятки шахт. Руду доставляли в Южную Австралию верблюжьими караванами, повозками и вьючными мулами. Стал очевидным основной вторичный источник дохода: было добыто чрезвычайно высокое содержание серебра , включая самородное серебро и другие редкие минералы серебра, присутствующие в изобилии.

Открытая добыча руд оксида серебра была нормой с 1885 по 1898 год с местной плавкой . С 1898 по 1915 годы свинцово-цинково-сульфидные минералы разрабатывались с использованием концентратов, перерабатываемых за рубежом. Начиная с 1915 года концентраты полностью перерабатывались в Австралии. К 1940 году центральная часть месторождения была истощена, и добыча была сосредоточена на северной и южной оконечностях. В 1950-е годы в число объектов недвижимости входили North Broken Hill Limited, Broken Hill South Limited, The Zinc Corporation Limited и New Broken Hill Consolidated Limited. За 1946 год из 63,8 миллиона тонн руды было произведено 8,6 миллиона тонн свинца, 5,2 миллиона тонн цинка, 538 миллионов унций серебра и 165 000 унций золота. ^[1]

Горнодобывающая промышленность постепенно отошла от первоначальных мелких старателей, в соответствии с опытом всех других крупных месторождений полезных ископаемых, к постепенной консолидации прав и прав собственности, увеличению прав владения и размера шахт, а также эффективности операций, что привело к сокращению рабочей силы. Этот процесс ускорился во второй половине 20-го века в результате образования собственной компании Broken Hill и ее ухода из Брокен-Хилла, в настоящее время осталось только два оператора, использующих высокоэффективную массовую подземную механизированную добычу полезных ископаемых.

Broken Hill South Limited прекратила свою деятельность в 1972 году, и ее права аренды были приобретены компанией Minerals Mining & Metallurgy (MMM). Подземная добыча прекратилась в 1976 году, а открытая добыча сосредоточена на открытых разработках Блэквуд, начатых в 1973 году, и открытых разработках Кинторе. Запасы забоя , а также остатки гипергенного серебра и сульфидной руды характеризуют запасы руды. ^[2]

Pasminco взяла на себя аренду компаний Zinc Corporation и New Broken Hill Consolidated. Их основные валы включали ZC, NBHC и Southern Cross. Эти участки аренды ZC Mines расположены к югу от участков аренды MMM Mining вдоль «линии залежей» Брокен-Хилл. ^[3]

Городок Брокен-Хилл , окруженный искусственными отвалами маллока, образовавшимися в результате добычи полезных ископаемых вдоль линии Лод.

Засуха поставила под угрозу горнодобывающую деятельность в 1950-е годы

К началу 1950-х годов район Брокен-Хилл перенес сильную засуху, длившуюся более восьми лет, которая была близка к прекращению добычи полезных ископаемых. Из-за острой проблемы с нехваткой воды владельцы шахт запустили в действие то, что стало на тот момент крупнейшим использованием поезда для массового подъема воды. В течение нескольких месяцев специальные поезда-цистерны перевезли более 250 миллионов галлонов воды на 40 миль поездом, который перекачивался из реки Дарлинг возле озера Хорс на запад до небольшого железнодорожного подъезда к горе Гиппс, где вода была перекачана в большие резервуары для хранения. которые были построены для этой цели. Из резервуаров для хранения воды на горе Гиппс вода стекает вниз по большой трубе к водохранилищу Стивенс-Крик, главному водохранилищу Брокен-Хилла. Из водохранилища Стивенс вода снова движется вниз по большой трубе к горнодобывающему предприятию Брокен-Хиллз. ^[4]

Геология

По словам Густавсона, «жилья Брокен-Хилл представляют собой массивные рудные тела, замещающие свинцово-цинковые сульфиды, образующие (до эрозии) длинный непрерывный, неправильный, плоский, изогнутый карандаш руды высотой примерно 2000-3000 и толщиной 300 футов. В продольном разрезе месторождение описывает широкая дуга, плоская в средней (самой высокой) части и наклоненная вниз на каждом конце... непрерывно минерализованная на горизонтальном расстоянии более 3 миль». Сфалерит и галенит — основные металлические минералы. ^[1] Упрощенная геология рудного тела Брокен-Хилл представляет собой серию бумерангообразных, сильно растрепанных и разрушенных лентовидных и округлых линз массивных сульфидов, которые выходят на поверхность в центральной части (старые госсан-холмы «Брокен-Хиллз») и круто погружаются на север и умеренно южный.

Рудное тело Брокен-Хилл расположено в гнейсах супергруппы Вильяма, мезопротерозойской последовательности силлиманитовых гнейсов. Исходные отложения состояли из чередования глин, песчаных глин, песков, гранитных силлов , силлов габбро и пластин пегматитов . Деформация, складчатость и метаморфизм превратили осадки в гнейсы, гранитные породы в авген , габбро в амфиболиты и роговообманковые сланцы . ^[1]

Руда состоит из массивных, перекристаллизованных, богатых сфалеритом, галенит-сфалеритом и галенит-богатых сульфидных линз в складчатых горизонтах № 2 , известных как линзовая формация и линзовая формация № 3. Оба имеют отличительные соотношения металлов и жильных минералов. Границы руд параллельны плоскостям напластования. По словам Густавсона, «есть свидетельства того, что руда была внедрена в старую, уже складчатую породу и заменила определенные благоприятные слои этой породы, частица за частицей, большими тоннами граната , родонита , флюорита , марматита (и вюрцита). ), галенит и другие минералы, составляющие рудные тела». Гнейсы у подножия Потоси встречаются по обе стороны от основного месторождения. ^[1] Руда часто состоит на 100% из сульфидов свинца-цинка с небольшим количеством или отсутствием пирита , халькопирита или жильных сульфидов.

Подножие минерализации представляет собой псаммопелитовый гнейс, состоящий из полевого шпата , кварца , граната , биотита и амфибола , с пелитовым гнейсом на висячей стенке. Гнейсы предгорья содержат аномальный минеральный состав, в том числе редкий, богатый свинцом полевой шпат и богатый марганцем гранат. Руда преимущественно содержится в этом стратиграфическом разломе, но большая часть рудного тела структурно ремобилизована или смещена как в висячий, так и в подошвенный борт, а геометрия рудного месторождения особенно сложна в местном масштабе.

Бытие

Происхождение рудного тела Брокен-Хилл имеет большое историческое значение для геологов, особенно в Австралии, поскольку это знаковое рудное тело и одно из наиболее изученных в мире: на сегодняшний день опубликовано более 1500 статей. Это также имеет большое значение в настоящее время, поскольку представления о генезисе этого загадочного рудного месторождения и его структурной и стратиграфической обстановке стимулируют поиск повторений рудного месторождения по простиранию и поиск аналогов в других частях мира.

Происхождение Брокен-Хилла также представляет интерес, поскольку вызывает постоянные споры и предположения, при этом присяжные по-прежнему не согласны с этим вопросом, хотя был достигнут консенсус по нескольким ключевым аспектам генетических процессов, которые привели к образованию Брокен-Хилла. Интерпретации, представленные ниже, представляют собой наиболее приемлемую среднюю точку зрения на ряд мнений.

минерализация SEDEX

Брокен-Хилл широко считается осадочным эксгаляционным (SEDEX) отложением , которое было тщательно переработано и модифицировано в результате метаморфизма и сдвигов . ^[5] Ключевые доказательства этой всеобъемлющей теории включают ассоциацию серебра, свинца и цинка, которая обнаружена во многих других месторождениях SEDEX по всему миру, а также положение основной массы минерализации на ключевом стратиграфическом контакте между псаммитовыми и псаммопелитовыми гнейсами. Однако появляется все больше свидетельств того, что ситуация в Брокен-Хилле гораздо сложнее. ^[6]^[7]^[8]

Гнейсы Потоси и горизонт марганцевого граната считаются ключевыми индикаторами первоначальной ориентации напластования (S0) и, таким образом, являются ключевыми объектами разведки, поскольку существует доказанная связь аномального свинца и цинка в стратиграфии гнейсов с этими горизонтами на региональной основе. .

Метаморфические надпечатки

Рудное месторождение Брокен-Хилл расположено в протерозойских гнейсах блока Брокен-Хилл, примыкающего к кратону Курнамона в Южной Австралии. Террейн, на котором расположен Брокен-Хилл, претерпел ряд метаморфических деформаций амфиболитовой фации. ^[9] Это привело к «сжатию» сульфидов свинца и цинка в нынешнюю базовую форму бумеранга и привело к разделению рудного тела на богатые цинком и свинцом залежи и домены.

Сами жилы имеют различные структурные фации и по-разному реагируют на сдвиг, хотя в основном пластичный. Многие залежи, особенно свинцовые, имеют резкие контакты с вмещающими гнейсовидными породами, что указывает на их структурное перемещение во время пика метаморфизма. Аналогичным образом предполагается, что современное положение залежей цинка и свинца в Брокен-Хилл не обязательно может быть связано с их исходным положением вдоль плоскостей напластования (S0) или по вертикали внутри стратиграфического разреза.

Потребовалось немало усилий, чтобы «увидеть» подавляющее структурное наложение метаморфизма и сделать вывод о классификации SEDEX.

Метасоматизм

Нижняя часть супергруппы Вильяма претерпела интенсивные изменения натрия, особенно блок и субдомен Брокен-Хилл. Это привело к повсеместному изменению альбита , особенно в области Олари, прилегающей к Брокен-Хиллу.

Влияние высокотемпературных метаморфических флюидов на рудное месторождение нельзя сбрасывать со счетов, хотя оно считается менее важным для генетических факторов, чем предыдущие теории гидротермального происхождения месторождений. В настоящее время общепринято мнение, что метасоматические отпечатки присутствуют в результате фокусировки потока через зоны слабости вокруг массивных сульфидов, которые сами по себе являются очагами пластического разрушения.

Метасоматические эффекты включают восстановление изотопной систематики свинцово-цинковых сульфидов и вмещающих пород, а также введение редких элементов в сульфидные тела с образованием одного из самых разнообразных минералогических комплексов в земной коре, в котором обнаружено 1500 или более минеральных видов. Брокен-Хилл, в том числе несколько десятков, о которых нигде не сообщалось.

Ассоциация линии залежей Брокен-Хилл с горизонтом марганцевых гранатов считается частично функцией потенциального протолита эксгалятивного марганцевого кремня , метаморфически повышенного до гранатоносного гнейса, и, возможно, некоторого восстановления этого протолита в результате метасоматоза, связанного с близлежащие массивные сульфиды.

Рудные месторождения типа Брокен-Хилл

Кристаллы спессартина в массивном галените , Брокен-Хилл

Брокен-Хилл - это типовая местность для класса рудных месторождений, известных как рудные месторождения типа Брокен-Хилл, или BHT. ^[6] Это классификационная группа аналогичных месторождений для использования в теориях рудогенеза и методологиях разведки полезных ископаемых. ^[10]

Ключевыми критериями для месторождений руды BHT являются; ^[11]

песчаников и алевролитов Ассоциация с крупными осадочными комплексами протолитов в сильно нарушенных метаморфических террейнах.
Протерозойский возраст считается важным, поскольку никакие другие крупные свинцово-цинковые месторождения SEDEX этого типа в фанерозое или архее не известны .
Ассоциация с марганцевыми гранатами.

См. также

Брокенхиллит , редкий минерал, найденный в Брокен-Хилле в дальних западных регионах Нового Южного Уэльса.

Примечания

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Густафсон, Дж. К.; Баррелл, ХК; Гарретти, доктор медицины (1952). Геология рудного месторождения Брокен-Хилл, Брокен-Хилл, Новый Южный Уэльс . Бюро минеральных ресурсов, геологии и геофизики, Департамент национального развития, Австралийский Союз. стр. 1–85.
^ ван дер Хейден, А.; Эджкомб, ДР (1990). Ф. Э. Хьюз (ред.). Серебряно-свинцово-цинковое месторождение на Южном руднике, Брокен-Хилл, в геологии месторождений полезных ископаемых Австралии и Папуа-Новой Гвинеи . Мельбурн: Австралазийский институт горного дела и металлургии . стр. 1073–1077. ISBN 0949106429 .
^ Маккензи, Д.Х.; Дэвис, Р.Х. (1990). Ф. Э. Хьюз (ред.). Свинцово-серебряно-цинковое месторождение Брокен-Хилл на рудниках ZC в геологии месторождений полезных ископаемых Австралии и Папуа-Новой Гвинеи . Мельбурн: Австралазийский институт горного дела и металлургии. стр. 1079–1084. ISBN 0949106429 .
^ «Водоподъемник борется с засухой в Австралии», Popular Mechanics , январь 1953 г., стр. 146-147.
↑ Большинство авторов по-прежнему считают Брокен-Хилл метаморфизованным вариантом семейства Sedex, несмотря на ряд критических различий относительно химического состава и обстановки. Уолтерс 1998 , с. 230
^ Перейти обратно: ^а ^б Уолтерс, С.Г. (1998). «Отложения типа Брокен-Хилл» (PDF) . Журнал AGSO австралийской геологии и геофизики . 17 (4): 229–237. Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2012 года.
^ Уильямс, Патрик Дж.; Смит, Майкл Дж. (2003). «Обогащение Pb – Zn – (As) в амфиболитах из рудных систем типа Брокен-Хилл, северо-запад Квинсленда: продукты ретроградного гидротермального рассеяния». Геохимия: разведка, окружающая среда, анализ . 3 (3): 245–261. дои : 10.1144/1467-7873/03-008 . S2CID 140163545 .
^ Уильямс, Патрик Дж.; и др. (2005). «Флюидные включения, богатые свинцом и цинком, в месторождениях типа Брокен-Хилл: фракционаты из богатых сульфидами расплавов или последствия инфильтрации экзотических флюидов?». Исследование месторождений полезных ископаемых: решение глобальной проблемы . сеанс 7: 861–864. дои : 10.1007/3-540-27946-6_219 . ISBN 978-3-540-27945-7 .
^ «Обзор геологии Курнамоны, PIRSA» . Проверено 14 августа 2007 г.
^ Спрай, Пол (2009). «Реклассификация месторождений Pb-Zn-Ag типа Брокен-Хилл» (PDF) . Съезд PDAC 2009 г.: открытые сессии. Ассоциация геологоразведчиков и девелоперов Канады. Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2012 года.
^
Более технически:
1. Высокие значения Pb+Zn+Ag при Pb ≥ Zn;
2. Метаморфизм амфиболитовой фации в гранулитовую;
3. Палео-мезопротоэрозойские обломочные метаосадочные вмещающие породы;
4. Сульфиды, пространственно связанные с бимодальными (кислыми и основными) вулканическими породами, а также с пластовыми ганит- и гранатсодержащими породами и железистыми образованиями;
5. Сложенные рудные тела с характерными соотношениями Pb:Zn:Ag и скарноподобными жильными комплексами Fe-Mn-Ca-F и присутствием Cu, Au, Bi, As и Sb;
6. Бедные серой комплексы. Весёлый 2009 год

Ссылки

Горное дело и геологоразведка в Брокен-Хилле: обзор . Сидней: Департамент минеральных ресурсов, Новый Южный Уэльс. 1981. ISBN 978-0-7240-6658-2 .

Внешние ссылки

31 ° 57'ю.ш., 141 ° 27' в.д. / 31,950 ° ю.ш., 141,450 ° в.д. / -31,950; 141.450

[Gustafson-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Густафсон, Дж. К.; Баррелл, ХК; Гарретти, доктор медицины (1952). Геология рудного месторождения Брокен-Хилл, Брокен-Хилл, Новый Южный Уэльс . Бюро минеральных ресурсов, геологии и геофизики, Департамент национального развития, Австралийский Союз. стр. 1–85.

[2] ван дер Хейден, А.; Эджкомб, ДР (1990). Ф. Э. Хьюз (ред.). Серебряно-свинцово-цинковое месторождение на Южном руднике, Брокен-Хилл, в геологии месторождений полезных ископаемых Австралии и Папуа-Новой Гвинеи . Мельбурн: Австралазийский институт горного дела и металлургии . стр. 1073–1077. ISBN 0949106429 .

[3] Маккензи, Д.Х.; Дэвис, Р.Х. (1990). Ф. Э. Хьюз (ред.). Свинцово-серебряно-цинковое месторождение Брокен-Хилл на рудниках ZC в геологии месторождений полезных ископаемых Австралии и Папуа-Новой Гвинеи . Мельбурн: Австралазийский институт горного дела и металлургии. стр. 1079–1084. ISBN 0949106429 .

[4] «Водоподъемник борется с засухой в Австралии», Popular Mechanics , январь 1953 г., стр. 146-147.

[5] Большинство авторов по-прежнему считают Брокен-Хилл метаморфизованным вариантом семейства Sedex, несмотря на ряд критических различий относительно химического состава и обстановки. Уолтерс 1998 , с. 230

[Walters-6] Перейти обратно: ^а ^б Уолтерс, С.Г. (1998). «Отложения типа Брокен-Хилл» (PDF) . Журнал AGSO австралийской геологии и геофизики . 17 (4): 229–237. Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2012 года.

[7] Уильямс, Патрик Дж.; Смит, Майкл Дж. (2003). «Обогащение Pb – Zn – (As) в амфиболитах из рудных систем типа Брокен-Хилл, северо-запад Квинсленда: продукты ретроградного гидротермального рассеяния». Геохимия: разведка, окружающая среда, анализ . 3 (3): 245–261. дои : 10.1144/1467-7873/03-008 . S2CID 140163545 .

[8] Уильямс, Патрик Дж.; и др. (2005). «Флюидные включения, богатые свинцом и цинком, в месторождениях типа Брокен-Хилл: фракционаты из богатых сульфидами расплавов или последствия инфильтрации экзотических флюидов?». Исследование месторождений полезных ископаемых: решение глобальной проблемы . сеанс 7: 861–864. дои : 10.1007/3-540-27946-6_219 . ISBN 978-3-540-27945-7 .

[9] «Обзор геологии Курнамоны, PIRSA» . Проверено 14 августа 2007 г.

[Spry-10] Спрай, Пол (2009). «Реклассификация месторождений Pb-Zn-Ag типа Брокен-Хилл» (PDF) . Съезд PDAC 2009 г.: открытые сессии. Ассоциация геологоразведчиков и девелоперов Канады. Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2012 года.

[11] Более технически:
Высокие значения Pb+Zn+Ag при Pb ≥ Zn;
Метаморфизм амфиболитовой фации в гранулитовую;
Палео-мезопротоэрозойские обломочные метаосадочные вмещающие породы;
Сульфиды, пространственно связанные с бимодальными (кислыми и основными) вулканическими породами, а также с пластовыми ганит- и гранатсодержащими породами и железистыми образованиями;
Сложенные рудные тела с характерными соотношениями Pb:Zn:Ag и скарноподобными жильными комплексами Fe-Mn-Ca-F и присутствием Cu, Au, Bi, As и Sb;
Бедные серой комплексы. Весёлый 2009 год

[12] Высокие значения Pb+Zn+Ag при Pb ≥ Zn;

[13] Метаморфизм амфиболитовой фации в гранулитовую;

[14] Палео-мезопротоэрозойские обломочные метаосадочные вмещающие породы;

[15] Сульфиды, пространственно связанные с бимодальными (кислыми и основными) вулканическими породами, а также с пластовыми ганит- и гранатсодержащими породами и железистыми образованиями;

[16] Сложенные рудные тела с характерными соотношениями Pb:Zn:Ag и скарноподобными жильными комплексами Fe-Mn-Ca-F и присутствием Cu, Au, Bi, As и Sb;

[17] Бедные серой комплексы. Весёлый 2009 год

[18] Высокие значения Pb+Zn+Ag при Pb ≥ Zn;

[19] Метаморфизм амфиболитовой фации в гранулитовую;

[20] Палео-мезопротоэрозойские обломочные метаосадочные вмещающие породы;

[21] Сульфиды, пространственно связанные с бимодальными (кислыми и основными) вулканическими породами, а также с пластовыми ганит- и гранатсодержащими породами и железистыми образованиями;

[22] Сложенные рудные тела с характерными соотношениями Pb:Zn:Ag и скарноподобными жильными комплексами Fe-Mn-Ca-F и присутствием Cu, Au, Bi, As и Sb;

[23] Бедные серой комплексы. Весёлый 2009 год

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]