Медно-порфировое месторождение
Медно-порфировые месторождения представляют собой медные рудные тела, образовавшиеся из гидротермальных флюидов , берущих начало из объемного магматического очага в нескольких километрах ниже самого месторождения. Предшественниками этих флюидов или связанными с ними являются вертикальные дайки порфировых интрузивных пород, от которых этот тип месторождений получил свое название. На более поздних стадиях циркулирующие метеорные жидкости могут взаимодействовать с магматическими жидкостями . Последовательные оболочки гидротермальных изменений обычно заключают в себе ядро вкрапленных рудных минералов в часто образующих штокверк микротрещинах и жилах. всего 0,15% Из-за большого объема порфировые рудные тела могут быть экономичными при концентрации меди и могут иметь экономичные количества побочных продуктов, таких как молибден , серебро и золото . На некоторых шахтах эти металлы являются основным продуктом.
Первая добыча низкосортных медно-порфировых месторождений из крупных открытых карьеров примерно совпала с появлением паровых экскаваторов, строительством железных дорог и резким ростом рыночного спроса в начале 20 века. На некоторых рудниках разрабатываются месторождения порфиров, которые содержат достаточно золота или молибдена, но мало или совсем не содержат меди.
Медно-порфировые месторождения в настоящее время являются крупнейшим источником медной руды. [1] Большая часть известных месторождений порфиров сосредоточена в: западной части Южной и Северной Америки и Юго-Восточной Азии и Океании – вдоль Тихоокеанского огненного кольца ; Карибский бассейн ; юг Центральной Европы и территория вокруг восточной Турции ; разбросанные территории в Китае , на Ближнем Востоке , в России и странах СНГ ; и восточная Австралия . [2] [3] Лишь немногие идентифицированы в Африке , в Намибии. [4] и Замбия ; [5] ни один из них не известен в Антарктиде . Наибольшая концентрация крупнейших месторождений медно-порфиров находится на севере Чили . Почти все рудники, разрабатывающие крупные месторождения порфиров, ведут добычу открытым способом .
Геологический обзор
[ редактировать ]Геологическая основа и экономическое значение
[ редактировать ]Медно-порфировые месторождения представляют собой важный ресурс и доминирующий источник меди, которая сегодня добывается для удовлетворения мирового спроса. [6] Путем обобщения геологических данных установлено, что большинство порфировых месторождений имеют фанерозойский возраст и залегают на глубинах примерно от 1 до 6 километров при вертикальной мощности в среднем 2 километра. [6] За фанерозой образовалось около 125 895 медно-порфировых месторождений; однако 62% из них (78 106) были удалены поднятием и эрозией. [6] Таким образом, 38% (47 789) остаются в земной коре, из них 574 известных месторождения находятся на поверхности. [6] По оценкам, медно-порфировые месторождения Земли содержат примерно 1,7 × 10 11 тонн меди, что эквивалентно более чем 8000-летней мировой добыче. [6]
Порфировые месторождения представляют собой важный ресурс меди; однако они также являются важными источниками золота и молибдена, причем доминирующим источником последнего являются порфировые месторождения. [7] В целом порфировые месторождения характеризуются низкой степенью рудной минерализации, порфировым интрузивным комплексом, окруженным жильным штокверком и гидротермальными брекчиями . [8] Порфировые месторождения образуются в дуговых условиях и связаны с магмами зоны субдукции. [7] Порфировые месторождения сгруппированы в отдельных минеральных провинциях, что означает, что существует некоторая форма геодинамического контроля или влияния коры, влияющая на расположение порфировых образований. [8] Порфировые месторождения обычно встречаются в линейных, ороген -параллельных поясах (таких как Анды в Южной Америке ). [9]
Также, по-видимому, существуют отдельные периоды времени, в течение которых образование порфировых месторождений было концентрированным или предпочтительным. Для медно-молибден-порфировых месторождений формирование в целом сосредоточено в трех временных периодах: палеоцен - эоцене , эоцен- олигоцене и среднемиоцен - плиоцене . [8] Как для порфировых, так и для эпитермальных месторождений золота они обычно относятся к периоду времени от среднего миоцена до современного периода. [8] однако известны заметные исключения. Возраст большинства крупных порфировых месторождений составляет менее 20 миллионов лет. [8] однако есть заметные исключения, такие как месторождение Кадия-Риджуэй возрастом 438 миллионов лет в Новом Южном Уэльсе. Этот относительно молодой возраст отражает потенциал сохранности этого типа месторождений; поскольку они обычно расположены в зонах высокоактивных тектонических и геологических процессов, таких как деформации, поднятия и эрозии. [8] Однако возможно, что асимметричное распределение в сторону большинства месторождений возрастом менее 20 миллионов лет является, по крайней мере частично, артефактом методологии разведки и допущений модели, поскольку известны крупные примеры в областях, которые ранее оставались лишь частично или недостаточно изученными, отчасти из-за Их предполагаемый более древний возраст вмещающих пород, но позже было обнаружено, что они содержат крупные образцы мирового класса гораздо более древних медно-порфировых месторождений. [ нужна ссылка ]
Магмы и мантийные процессы
[ редактировать ]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. [8] Многочисленные медно-золотые порфировые месторождения мирового класса расположены в высококалиевых или шошонитовых интрузиях, такие как медно-золотой рудник Бингем в США, медно-золотой рудник Грасберг в Индонезии, медно-золотой рудник Нортпаркес в Австралии, медно-золотой рудник Ою Толгой. рудник в Монголии и медно-золотой участок Песчанка в России. [10]
Обычно считается, что магмы, ответственные за образование порфиров, образуются в результате частичного плавления верхней части постсубдукционных застрявших плит, которые изменяются под действием морской воды. [11] Неглубокая субдукция молодых плавучих плит может привести к образованию адакитовой лавы в результате частичного плавления. [7] Альтернативно, метасоматизированные мантийные клинья могут создавать сильно окисленные условия, в результате которых сульфидные минералы выделяют рудные минералы (медь, золото, молибден), которые затем могут переноситься на верхние уровни земной коры. [11] Плавление мантии также может быть вызвано переходом от конвергентных к трансформным окраинам, а также повышением крутизны и отступлением в сторону желоба субдуцированной плиты. [11] Однако последнее мнение заключается в том, что на большинстве субдуцированных плит затрагивается обезвоживание, происходящее при переходе голубой сланец — эклогит , а не частичное плавление. [7]
После обезвоживания богатые растворенными веществами жидкости высвобождаются из плиты и метасоматизируют вышележащий мантийный клин астеносферы MORB -подобной , обогащая ее летучими веществами и крупноионными литофильными элементами (LILE). [7] В настоящее время считается, что образование андезитовых магм является многоэтапным и включает плавление коры и ассимиляцию первичных базальтовых магм, хранение магмы в основании коры ( подстилание плотной основной магмой по мере ее подъема) и гомогенизацию магмы. [7] Недостаточная магма добавит много тепла к основанию коры, тем самым вызывая плавление коры и ассимиляцию пород нижней коры, создавая область с интенсивным взаимодействием мантийной магмы и коровой магмы. [7] Эта прогрессивно развивающаяся магма обогащается летучими веществами, серой и несовместимыми элементами – идеальная комбинация для образования магмы, способной создать рудное месторождение. [7] С этого момента в развитии порфировых месторождений необходимы идеальные тектонические и структурные условия, позволяющие транспортировать магму и гарантировать ее размещение на уровнях верхней земной коры.
Тектонический и структурный контроль
[ редактировать ]Хотя порфировые месторождения связаны с дуговым вулканизмом , они не являются типичными продуктами этой среды. Считается, что тектонические изменения служат пусковым механизмом для образования порфиров. [8] Существует пять ключевых факторов, которые могут привести к развитию порфиров: 1) сжатие, препятствующее подъему магмы через кору, 2) возникающий в результате более крупный неглубокий магматический очаг , 3) усиленное фракционирование магмы наряду с насыщением летучими веществами и генерацией магматических гидротермальных флюидов, 4) сжатие ограничивает развитие ответвлений в окружающую породу, таким образом концентрируя флюид в едином запасе, и 5) быстрое поднятие и эрозия способствуют декомпрессии и эффективному, в конечном итоге, отложению руды. [12]
Месторождения порфиров обычно развиты в регионах, представляющих собой зоны пологой (плоскоплитной) субдукции . [8] Зона субдукции , которая переходит от нормальной к плоской, а затем обратно к нормальной субдукции, вызывает ряд эффектов, которые могут привести к образованию порфировых месторождений. Первоначально будет наблюдаться понижение щелочного магматизма, горизонтальное сжатие, гидратация литосферы над плоской плитой и низкий тепловой поток. [8] При возвращении к нормальной субдукции горячая астеносфера снова будет взаимодействовать с гидратированной мантией, вызывая влажное плавление, последует плавление земной коры по мере прохождения мантийных расплавов, а также истончение и ослабление литосферы из-за увеличения теплового потока. [8] Погружающаяся плита может быть поднята асейсмическими хребтами, цепями подводных гор или океаническими плато, что может создать благоприятную среду для разработки порфировых месторождений. [8] Это взаимодействие между зонами субдукции и вышеупомянутыми особенностями океана может объяснить развитие множества металлогенических поясов в данном регионе; поскольку каждый раз, когда зона субдукции взаимодействует с одним из этих объектов, это может привести к рудогенезу. [8] Наконец, в океанических островных дугах субдукция хребтов может привести к уплощению плит или развороту дуги; тогда как в континентальных дугах это может привести к периодам субдукции плоских плит . [8]
Было показано, что разворот дуги произошел немного раньше образования порфировых отложений в юго-западной части Тихого океана после коллизионного события. [13] Разворот дуги происходит из-за столкновения островной дуги с другой островной дугой, континентом или океаническим плато. [11] Столкновение может привести к прекращению субдукции и тем самым вызвать плавление мантии. [11]
Порфировые месторождения обычно не имеют необходимого структурного контроля для их формирования; крупные разломы и линии. хотя с некоторыми связаны [11] [14] Наличие внутридуговых систем разломов выгодно, поскольку они могут локализовать развитие порфиров. [9] Более того, некоторые авторы указали, что возникновение пересечений между зонами траверсных разломов континентального масштаба и дугопараллельными структурами связано с образованием порфиров. [9] Именно так обстоит дело с медно-порфировыми месторождениями Лос-Бронсес и Эль-Теньенте в Чили , каждое из которых находится на пересечении двух систем разломов. [14]
Было высказано предположение, что «неориентированные» глубинные разломы, которые были бездействующими во время магматизма, являются важными зонами, где застаиваются медно-порфировые магмы, что позволяет им достичь типичной магматической дифференциации . [15] В определенный момент дифференцированные магмы с силой вырвались бы из этих ловушек разломов и направились бы к более мелким местам в земной коре, где образовались бы медно-порфировые месторождения. [15]
Характеристики
[ редактировать ]
Характеристики медно-порфировых месторождений включают:
- Рудные тела связаны с многочисленными интрузиями и дайками состава от диорита до кварцевого монцонита с порфировой текстурой.
- брекчии С интрузивами обычно связаны зоны с угловатыми или местами округлыми обломками. Сульфидная минерализация обычно происходит между фрагментами или внутри них. Эти зоны брекчии обычно имеют гидротермальную природу и могут проявляться в виде галечных даек. [16]
- Месторождения обычно имеют внешний эпидот – зону хлоритовых минералов.
- Зона кварц - серицитового изменения обычно располагается ближе к центру и может накладываться.
- Центральная калиевая зона вторичных биотитовых и ортоклазовых изменений обычно связана с большей частью руды.
- Трещины часто заполнены или покрыты сульфидами или кварцевыми жилами с сульфидами. Близко расположенные трещины нескольких ориентировок обычно связаны с высокосортной рудой.
- Верхние части медно-порфировых месторождений могут подвергаться гипергенному обогащению. При этом металлы в верхней части растворяются и переносятся ниже уровня грунтовых вод, где они выпадают в осадок.
Медно-порфировые месторождения обычно разрабатываются открытым способом.
Яркие примеры
[ редактировать ]Мексика
[ редактировать ]- ханаанский
- Благотворительность
- Сент-Томас
Канада
[ редактировать ]Чили
[ редактировать ]- Колорадо Хилл [9]
- Чукикамата
- Ваша колла [9]
- скрытый
- Абра [9]
- Сальвадор [9]
- Лейтенант
- Пеламбры [9]
- Радомиро Томич
Перу
[ редактировать ]- Токепала
- Серро-Верде , к юго-востоку от города Арекипа.
Соединенные Штаты
[ редактировать ]- Аджо, Аризона
- Багдад, Аризона
- Беркли Пит , Бьютт, Монтана
- Шахта Бингем-Каньон , Юта
- Лавандовая яма , Бисби, Аризона
- Моренси, Аризона
- Пеббл Майн , Аляска
- Саффорд Майн , Саффорд, Аризона
- Сан-Мануэль, Аризона
- Сьеррита, Аризона [17]
- Резолюция Медь , Супериор, Аризона
- Эль-Чино , Санта-Рита, Нью-Мексико
- Эли, Невада
- Рэй Майн, Аризона [18]
Индонезия
[ редактировать ]- Бату Хиджау , Сумбава
- Грасберг , Западное Папуа, с содержанием >3 миллиардов тонн золота при 1 ppm, является одним из крупнейших и богатейших в мире месторождений порфиров любого типа.
- Туджух-Букит , Ява , все еще исследуется, но, вероятно, будет больше, чем Бату-Хиджау. [19]
- Сунгай Мак и Кабанг Кири , Горонтало , 292 миллиона тонн при 0,50 ppm золота и 0,47% меди. [20]
Австралия
[ редактировать ]- Рудник Кадия-Риджуэй , Новый Южный Уэльс , медно-золотое месторождение, добываемое открытым способом и блочным обрушением.
- Месторождение медно-порфиров Нортпаркс , Новый Южный Уэльс , с запасами 63 миллиона тонн при 1,1% меди и 0,5 частей на миллион золота.
Папуа-Новая Гвинея
[ редактировать ]Другой
[ редактировать ]- Коклесито, Панама [21]
- Рудник Майданпек , Сербия. [9]
- Ою Толгой — одно из крупнейших и богатейших в мире месторождений медных порфиров, Монголия.
- Ла Каридад , Сонора , Мексика
- Дизон, Филиппины [9]
- Проект Saindak Copper Gold , Пакистан [22]
Месторождения руд порфирового типа для других металлов
[ редактировать ]Медь — не единственный металл, встречающийся в порфировых месторождениях. Есть также месторождения порфировых руд, добываемых в основном для молибдена , многие из которых содержат очень мало меди. Примерами молибден-порфировых месторождений являются месторождения Климакс , Урад, Маунт-Эммонс и Хендерсон в центральном Колорадо ; месторождения Уайт-Пайн и Пайн-Гроув в штате Юта; [23] [24] на месторождение Квеста севере Нью-Мексико ; и Эндако в Британской Колумбии.
Геологическая служба США отнесла оловянные Чоролке и Катави месторождения в Боливии к оловянно-порфировым месторождениям . [25]
Некоторые медно-порфировые месторождения в океанической коре, например, на Филиппинах , в Индонезии и Папуа-Новой Гвинее , настолько богаты золотом, что их называют медно-золото-порфировыми месторождениями. [26]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джон, окружной прокурор; Тейлор, Р.Д. (2016). «Глава 7: Побочные продукты медно-порфировых и молибденовых месторождений». У Филипа Л. Верпланка и Мюррея В. Хитцмана (ред.). Редкоземельные и критические элементы в рудных месторождениях . Том. 18. стр. 137–164. дои : 10.5382/Ред.18.07 .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 мая 2009 г. Проверено 31 августа 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Недрагоценные металлы. Архивировано 2 июня 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ Недрагоценные металлы. Архивировано 2 июня 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . www.mawsonwest.com.au . Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2010 года . Проверено 12 января 2022 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д и Кеслер, С.Э. и Б.Х. Уилкинсон, Ресурсы меди на Земле, оцененные на основе тектонической диффузии медно-порфировых месторождений, Геология , 2008, 36(3): стр. 255–258. Абстрактный
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Ричардс, Дж. П., Тектоно-магматические предшественники формирования порфировых месторождений Cu-(Mo-Au). Экономическая геология, 2003. 98: стр. 1515–1533.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н Кук Д.Р., П. Холлингс и Дж.Л. Уолш, Гигантские порфировые месторождения: характеристики, распределение и тектонический контроль. Экономическая геология, 2005. 100 (5): стр. 801–818.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Силлито, Р.Х., «Медно-порфировые системы». Экономическая геология , 2010. 105: стр. 3–41.
- ^ 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.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Силлито, Р. Х., Характеристики и контроль крупнейших медно-порфировых и эпитермальных месторождений золота в Тихоокеанском регионе. Австралийский журнал наук о Земле: Международный журнал геологических наук Австралии, 1997. 44(3): стр. 373–388.
- ^ Силлито, Р.Х. Основные региональные факторы, благоприятствующие крупным размерам, высокому гипогенному содержанию, повышенному содержанию золота, гипергенному окислению и обогащению медно-порфировых месторождений. в порфировых и гидротермальных месторождениях меди и золота: глобальная перспектива. 1998. Гленсайд, Южная Австралия: Австралийский минеральный фонд.
- ^ Соломон, М., Субдукция, разворот дуги и происхождение порфировых медно-золотых месторождений в островных дугах. Геология, 1990. 18: с. 630-633.
- ^ Jump up to: а б Пикер Ромо, Хосе Мюлен; 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. дои : 10.5027/andgeoV46n2-3108 . Проверено 9 июня 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Пикер, Хосе; Санчес-Альфаро, Пабло; Перес-Флорес, Памела (2021). «Новая модель оптимального структурного контекста формирования гигантских медно-порфировых месторождений» . Геология . 49 (5): 597–601. Бибкод : 2021Geo....49..597P . дои : 10.1130/G48287.1 .
- ^ Силлито, Р.Х., 1985, Брекчии, связанные с рудой, в вулканоплутонических дугах: экономическая геология, т. 80, стр. 1467–1514.
- ^ Уэст, Ричард Дж. и Дэниел М. Эйкен, Геология месторождения Сьеррита-Эсперанса, глава 21 в книге «Достижения в геологии медно-порфировых месторождений» , The University of Arizona Press, 1982, ISBN 0816507309
- ^ Бэнкс, Норман Г., Сера и медь в магме и горных породах: медно-порфировое месторождение Рэй, округ Пинал, Аризона, глава 10 книги « Достижения в геологии медно-порфировых месторождений» , The University of Arizona Press, 1982, ISBN 0816507309
- ^ Семь холмов - Индонезия | Бесстрашные мины [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «PT BUMI RESOURCES TBK: Новости и информация фондового рынка | BUMI | ID1000068703 | MarketScreener» . 5 сентября 2023 г.
- ^ Cobre Panama, Inmet Mining. Архивировано 10 мая 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ «Сайндак» . Пространственные данные о минеральных ресурсах в режиме онлайн . Геологическая служба США .
- ^ Кейт, Дж. Д., Шанкс III, В. К., Арчибальд, Д. А., и Фаррар, Э., 1986, Вулканическая и интрузивная история порфирово-молибденовой системы Сосновой рощи, Юго-Западная Юта: Экономическая геология, т. 81, стр. 553–587
- ^ Дженсен, Коллин (2019). Многоэтапное строительство запаса Литл-Коттонвуд, штат Юта: происхождение, внедрение, вентиляция, минерализация и массовое движение (диссертация магистра). Университет Бригама Янга.
- ^ Брюс Л. Рид (1986) Описательная модель порфира Sn , в моделях месторождений полезных ископаемых , Бюллетень Геологической службы США 1693, стр.108.
- ^ RL Эндрю (1995) Порфировые медно-золотые месторождения юго-западной части Тихого океана , Mining Engineering, 1/1995, стр. 33–38.
- Деннис П. Кокс, 1986, «Описательная модель Cu-порфира», в «Моделях месторождений полезных ископаемых » , Геологическая служба США, Бюллетень 1693, стр. 76, 79.
- Майкл Л. Зиентек и др., 2013 г., Оценка медно-порфировых месторождений Юго-Восточной Азии и Меланезии, Геологическая служба США, Отчет о научных исследованиях 2010-5090-D.
