Медно-порфировое месторождение - Porphyry copper deposit
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 в часто образующих штокверк тонких трещинах и прожилках. Из-за их большого объема порфировые рудные тела могут быть экономически выгодными из-за низких концентраций меди, таких как 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 добыча низкосортных месторождений медного порфира из крупных карьеров примерно совпала с введением в эксплуатацию паровых экскаваторов, строительством железных дорог и ростом рыночного спроса в начале 20 века. Некоторые рудники 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 месторождений порфира сосредоточено в: западе Южной и Северной Америки и Юго-Восточной Азии и Океании - вдоль Тихоокеанского огненного кольца ; Caribbean ; южная часть центральной Европы и территория вокруг восточной Турции ; разбросанные территории в Китае , на Ближнем Востоке , в России и странах СНГ ; и восточная Австралия . Лишь немногие идентифицированы в Африке , в Намибии и Замбии ; в Антарктиде ничего не известно . Наибольшая концентрация крупнейших месторождений медных порфиров находится на севере Чили . Практически все рудники, разрабатывающие крупные месторождения порфира, добывают из открытых карьеров .
Геологический обзор
Геологическая подоплека и экономическое значение
Месторождения медно-порфировых руд представляют собой важный ресурс и основной источник меди, добываемой сегодня для удовлетворения мирового спроса. Компиляция геологических данных показала, что большинство порфировых отложений имеют фанерозойский возраст и располагались на глубине примерно от 1 до 6 километров при вертикальной толщине в среднем 2 километра. По оценкам, в фанерозое было сформировано 125 895 месторождений медно-порфировых пород; однако 62% из них (78 106) были снесены поднятием и эрозией. Таким образом, 38% (47 789) остается в коре, из которых 574 известных месторождения находятся на поверхности. Подсчитано, что медно-порфировые месторождения Земли содержат примерно 1,7 × 10 11 тонн меди, что эквивалентно более чем 8000-летней мировой добыче полезных ископаемых .
Месторождения порфира представляют собой важный ресурс меди; однако они также являются важными источниками золота и молибдена, причем порфировые месторождения являются основным источником последнего. В целом, порфировые месторождения характеризуются низкой степенью рудной минерализации, порфировым интрузивным комплексом, окруженным жильным штокверком и гидротермальными брекчиями . Порфировые месторождения формируются в связанных с дугами обстановках и связаны с магмами зоны субдукции. Месторождения порфира сгруппированы в дискретных минеральных провинциях, что подразумевает наличие некоторой формы геодинамического контроля или влияния земной коры, влияющих на расположение порфировых образований. Порфировые месторождения , как правило, происходят в линейном, орогене -parallel ремней (такие как Анды в Южной Америке ).
Также существуют дискретные периоды времени, в которые образование 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 . Как для порфировых, так и для эпитермальных месторождений золота они обычно относятся к периоду времени от среднего миоцена до недавнего периода, однако известны заметные исключения. Возраст большинства крупных порфировых месторождений составляет менее 20 миллионов лет, однако есть заметные исключения, такие как месторождение Кадиа-Риджуэй в Новом Южном Уэльсе, возраст которого составляет 438 миллионов лет. 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. 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 известны крупные примеры в районах, которые ранее оставались лишь частично или частично из-за недостаточной разведки. к их предполагаемому более старому возрасту вмещающих пород, но позже было обнаружено, что они содержат крупные образцы мирового класса гораздо более старых медно-порфировых месторождений.
Магмы и мантийные процессы
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. Многочисленные порфировые медно-золотые месторождения 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, медно-золотой рудник Ою Толгой. рудник в Монголии и Медно-золотой проспект Песчанка в России.
Обычно считается, что магмы, ответственные за образование порфиров, образуются в результате частичного плавления верхней части застопорившихся плит после субдукции, которые изменены морской водой. Неглубокая субдукция молодых плавучих плит может привести к образованию адакитовых лав за счет частичного плавления. С другой стороны, 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. Плавление мантии также может быть вызвано переходами от конвергентных к трансформируемым краям, а также повышением крутизны и отступлением впадины погруженной плиты. Тем не менее, последнее убеждение в том , что обезвоживание организма, которое происходит в blueschist - эклогит переход влияет на большинстве субдуцируемых плит, а не частичное плавления.
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). В настоящее время считается, что генерация андезитовых магм является многоступенчатой и включает плавление коры и ассимиляцию первичных базальтовых магм, накопление магмы в основании коры ( лежащее в основе плотной основной магмы по мере ее подъема) и гомогенизацию магмы. 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. Эта прогрессивно развивающаяся магма будет обогащаться летучими веществами, серой и несовместимыми элементами - идеальная комбинация для генерации магмы, способной образовывать залежи руды. 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.
Тектонический и структурный контроль
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. Существует пять ключевых факторов, которые могут привести к развитию порфиров: 1) сжатие, препятствующее подъему магмы через кору, 2) возникающее в результате неглубокое магматическое очаго большего размера , 3) усиленное фракционирование магмы наряду с насыщением летучими веществами и генерацией магмато-гидротермальных флюидов, 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.
Месторождения порфира обычно разрабатываются в регионах, которые являются зонами малоугловой (плоской) субдукции . 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. После возвращения 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 увеличения теплового потока. Погружающуюся плиту можно поднять с помощью сейсмических хребтов, цепей подводных гор или океанических плато, которые могут обеспечить благоприятные условия для разработки месторождения порфира. 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. Наконец, в дугах океанических островов субдукция гребней может привести к уплощению плиты или инверсии дуги; тогда как в континентальных дугах это может привести к периодам субдукции плоских плит .
Было показано, что инверсия дуги произошла немного раньше, чем образование порфировых отложений в юго-западной части Тихого океана после столкновения. Переворот дуги происходит из-за столкновения между островной дугой и другой островной дугой, континентом или океаническим плато. Столкновение может привести к прекращению субдукции и тем самым вызвать плавление мантии.
Порфировые месторождения обычно не имеют необходимого структурного контроля для их образования; хотя с некоторыми связаны крупные дефекты и очертания. Наличие систем внутридуговых замыканий полезно, так как они могут локализовать развитие порфира. Более того, некоторые авторы указали, что возникновение пересечений между зонами поперечных разломов континентального масштаба и дугообразными структурами связано с образованием порфиров. Фактически это относится к порфировым месторождениям меди Лос-Бронсес и Эль- Тениенте в Чили, каждое из которых находится на пересечении двух систем разломов.
Характеристики
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 гидротермальную природу и могут проявляться в виде галечных даек.
- 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 с самым высоким содержанием.
- 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
Мексика
- Cananea
- Ла Каридад
- Санто-Томас
Канада
Чили
- Серро Колорадо
- Чукикамата
- Collahuasi
- Эскондида
- Эль-Абра
- Сальвадор
- El Teniente
- Los Pelambres
- Радомиро Томич
Перу
- Toquepala
- Серро-Верде , к юго-востоку от города Арекипа
Соединенные Штаты
- Аджо, Аризона
- Багдад, Аризона
- Лавандовая яма , Бисби, Аризона
- Моренси, Аризона
- Галечный рудник , Аляска
- Саффорд Mine , Саффорд, Аризона
- Сан-Мануэль, Аризона
- Сьеррита, Аризона
- Resolution Copper , Superior, Аризона
- Эль-Чино , Санта-Рита, Нью-Мексико
- Эли, Невада
- Шахта Бингем-Каньон , Юта
- Рэй Майн, Аризона
Индонезия
- 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.
- Сунгай Мак и Кабанг Кири , Горонтало , 292 миллиона тонн при содержании золота 0,50 ppm и меди 0,47%.
Австралия
- Шахта 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
Другой
- Коклесито, Панама
- Шахта Майданпек , Сербия
- Ою Толгой - одно из крупнейших и богатейших месторождений медных порфиров в мире, Монголия.
- Ла Каридад , Сонора , Мексика
- Дизон, Филиппины
- Проект Saindak Copper Gold , Пакистан
Месторождения порфировых руд для металлов, кроме меди
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. Примерами месторождений порфирового молибдена являются месторождения Климакс , Урад, Маунт-Эммонс и Хендерсон в центральном Колорадо ; месторождения Уайт-Пайн и Сосновая Роща в Юте; Questa месторождение в северной части Нью - Мексико ; и Эндако в Британской Колумбии.
Геологическая служба США классифицирует месторождения олова Чоролк и Катави в Боливии как месторождения порфирового олова .
Некоторые медно-порфировые месторождения в океанической корке, например, на Филиппинах , в Индонезии и Папуа-Новой Гвинее , достаточно богаты золотом , поэтому их называют медно-золотыми порфировыми месторождениями.
использованная литература
- ^ Джон, DA; Тейлор, РД (2016). «Глава 7: Побочные продукты медно-порфировых и молибденовых месторождений». В Филиппе Л. Верпланке и Мюррее В. Хитцмане (ред.). Редкоземельные и критические элементы в рудных месторождениях . 18 . п. 137-164.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 мая 2009 года . Проверено 31 августа 2009 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ↑ Базовые металлы, заархивированные 2 июня 2008 г. на Wayback Machine
- ↑ Базовые металлы, заархивированные 2 июня 2008 г. на Wayback Machine
- ^ https://web.archive.org/web/20100307202424/http://www.mawsonwest.com.au/multimedia/1/ASX%20Chimpantika%20160407.pdf
- ^ 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
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ a b c d e f g h i j Силлитоу, Р. Х., Porphyry Copper Systems. Экономическая геология, 2010. 105: с. 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.
- ^ a b c d e f Силлито, Р. Х., Характеристики и контроль крупнейших порфировых медно-золотых и эпитермальных месторождений золота в тихоокеанском регионе. Австралийский журнал наук о Земле: Международный журнал геолого-геофизических исследований Геологического общества Австралии, 1997 г. 44 (3): с. 373-388.
- ^ 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.
- ^ Соломон, М., Субдукция, инверсия дуги и происхождение медно-золотых порфировых месторождений в островных дугах. Геология, 1990. 18: с. 630-633.
- ^ 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 .
- ^ Sillitoe, RH, 1985, Ore-связанная Брекчия в ВУЛКАНОПЛУТОНИЧЕСКОЙ Дуге: Экономическая геология, v 80, стр.. 1467-1514.
- ^ Уэст, 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
- ↑ Бэнкс, Норман Г., Сера и медь в магме и горных породах: Рэй Порфировое медное месторождение, округ Пинал, Аризона, Глава 10 в достижениях в геологии порфировых медных месторождений , Университет Аризоны Press, 1982, ISBN 0-8165 -0730-9
- ^ Tujuh Bukit - Индонезия | Бесстрашные шахты
- ^ [1]
- ^ Cobre Панама, Inmet Mining архивации 2011-05-10 в Wayback Machine
- ^ "Саиндак" . Пространственные онлайн-данные о минеральных ресурсах . USGS .
- 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
- ^ Дженсен, Коллин (2019). «Многоступенчатое строительство участка Little Cottonwood Stock, штат Юта: происхождение, вторжение, вентиляция, минерализация и перемещение масс» . Архив тезисов и диссертаций ученых BYU .
- ^ Брюс Л. Рид (1986) Описательная модель порфира Sn , в моделях месторождений полезных ископаемых , Бюллетень геологической службы США 1693, стр.108.
- ^ 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, с. 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.