Месторождения свинцово-цинковых руд в карбонатах - Carbonate-hosted lead-zinc ore deposits

Распространение месторождений MVT по всему миру, (красный), обломочных отложений (зеленый) и неклассифицированных (синий) свинцово-цинковых месторождений. Источник: USGS

Месторождения свинцово-цинковых руд, содержащие карбонаты, представляют собой важные и очень ценные скопления сульфидных руд свинца и цинка, расположенных в карбонатных ( известняк , мергель , доломит ) образованиях и имеющих общее генетическое происхождение.

Эти рудные тела варьируются от 0,5 миллиона тонн содержащейся руды до 20 миллионов тонн и более и имеют содержание от 4% свинца и цинка до более 14% свинца и цинка. Эти рудные тела, как правило, представляют собой компактные, довольно однородные пробкообразные или трубчатые замещения вмещающих их карбонатных толщ и, как таковые, могут быть чрезвычайно прибыльными рудниками .

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

Аналогично ирландский типа карбонат свинцово-цинковые руды, примеры которых является Lisheen шахты в графстве Типперэри , формируется аналогичным образом.

Источники

Конечный источник минерализующих флюидов в месторождениях МВТ неизвестен. Рудные флюиды месторождений MVT обычно имеют низкую температуру (100 ° C-150 ° C) и имеют состав базальных рассолов (10-30 мас.% Эквивалента NaCl) с pH 4,5-5 (забуферены карбонатами-хозяевами). Этот гидротермальный флюид может содержать или не содержать серу, необходимую для образования сульфидных минералов. Подвижные углеводороды, возможно, сыграли роль в доставке восстановленной серы в определенные системы MVT, в то время как метан и другие органические вещества могут потенциально уменьшить сульфат, переносимый кислой жидкостью. Предполагается, что рудный флюид образован из толщи обломочного красного слоя (потенциальный источник металла), который содержит эвапориты (потенциальный источник серы).

Транспорт

Были предложены два возможных механизма транспортировки металлосодержащего рудного флюида. Первый связан с уплотнением наносов в бассейнах с быстрым оседанием. Минерализующие жидкости в бассейне застревают в дискретных водоносных горизонтах с избыточным давлением и эпизодически и быстро выходят из них. Второй механизм транспортировки жидкости - это гравитационный поток жидкости с топографическим приводом. Это происходит во время поднятия, которое обычно связано с орогенным событием. Один край впадины приподнимается во время образования складчатого выступа и пояса надвигов, а бассейновые жидкости мигрируют вбок от фронта деформации по мере поднятия впадины. Миграция флюидов через глубокие части бассейна может привести к накоплению металлов и серы, содержащихся в бассейне.

Ловушка

Ловушка для содержащихся в карбонатах сульфидов свинца и цинка представляет собой химическую реакцию, которая происходит в результате 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, или могут разлагаться путем пиролиза на месте с образованием битумов .

После того, как 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 отложения MVT образуются в результате сочетания пиролиза углеводородов, высвобождающего ионы цинка-свинца и серы, с образованием кислого раствора, который растворяет карбонатные образования-хозяева и заменяет их массивными скоплениями сульфидов. Это также может включать морфологию штокверков, размещенных в разломах, массовые замены таблиц и т. Д.

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

Минералогия и изменения

Рудные минералы в месторождениях замещения карбонатов обычно представляют собой сульфид свинца, галенит и сфалерит сульфида цинка . Выветрившиеся эквиваленты образуют англезит , церуссит , смитсонит , гидроцинкит и вторичный галенит и сфалерит в зоне гипергенеза .

Месторождения MVT и ирландского типа обычно связаны с изменением «доломитового фронта», которое проявляется в виде желто-кремовой размывки доломита (карбонат кальция-магния) в ассоциациях кальцита и арагонита неизмененных карбонатных формаций.

Большинство рудных тела довольно сульфидные, и большинство из них очень низкое содержания железа, с пиритом - марказит содержанием , как правило , ниже 30% от массы сульфидов. Благодаря этому свинцово-цинковые отложения MVT особенно легко поддаются обработке с металлургической точки зрения. Однако некоторые месторождения МВТ могут быть очень богатыми железом, а некоторые зоны замещения сульфидов и гидротермальных изменений вообще не связаны со свинцово-цинковыми отложениями, что приводит к массивным скоплениям пирита-марказита, которые по существу бесполезны.

Существует иногда ассоциация с кварцевым прожилком и колломорфным кремнеземом, однако силикатные жильные минералы часто являются редкими.

Нефтяная синергия

Важность и синергизм между «фарватерами» источника углеводородов, транспортировкой и ловушкой, а также свинцово-цинковыми месторождениями MVT и ирландского типа были известны уже несколько десятилетий. Часто перспективность конкретных карбонатных формаций для свинцово-цинковых месторождений такого рода сначала определяется исследователями-нефтяниками путем колонкового бурения.

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

Исследование

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

После этого следует обратить внимание на сбор цветочных фаций любых карбонатов рифов, образовавшихся из скоплений коралловых рифов . Фации карбонатной толщи имеют решающее значение, так как они контролируются в основном разломами, которые являются конечной целью разведки. Переход между рифами и обратными рифами - это «золотая середина», и поэтому, в зависимости от возраста карбонатной толщи, знакомство с палеонтологией кораллов считается важным.

Наконец, после того, как бассейновая модель карбонатной толщи сформулирована и первичные разломы на окраине бассейна примерно определены, часто проводится гравиметрическая съемка, которая является единственным геофизическим методом, который может напрямую обнаруживать месторождения МВТ. Гравиметрические исследования направлены на обнаружение значительных скоплений свинца и цинка из-за их большей плотности по сравнению с окружающими их вмещающими породами.

Наконец, «острая цель» программы разведки - это последовательное бурение всех без исключения гравитационных целей без какого-либо предпочтения или предубеждения в отношении силы или амплитуды какой-либо аномалии. Хорошо известно, что незамысловатые и простые методы модельного бурения обнаружили залежи MVT, пропущенные более избирательными исследователями, например, месторождения Леннарда на шельфе в Западной Австралии были обнаружены на второй последней скважине обширной программы бурения.

Похожие стили депозита

Аналогичные типы отложений можно встретить в сдвиговых и деформированных карбонатных поясах, где сульфиды цинка-свинца размещены на сдвиговом контакте карбонатов с силикокластическими толщами. Примеры включают цинк-свинцовые месторождения бассейна Дхарвар в Индии, где сульфиды находятся в сдвиговых пластах в доломитовых толщах.

Примеры

  • Адмирал-Бэй, месторождение Zn-Pb-Ag, Северо-западный шельф, Западная Австралия, предположительно является типом замены MVT (не разрабатывается)
  • Рудник Пайн-Пойнт , месторождение Zn-Pb, Северо-Западные территории, Канада. (продюсер, 1964-1988)
  • Месторождения цинка и свинца на холмах Манбаррум-Сорби, бассейн Бонапарт , Западная Австралия и Северная территория (неразработанные)
  • Леннард Shelf свинцово-цинковые месторождения, Леннард шельф, Кимберли, Западная Австралия.
  • Шахты Топла и Межица на австрийско-словенской границе Петцен .

Смотрите также

Рекомендации