ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Медные руды Наверняка

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Медные руды

Наверняка медь была первым металлом, с которым познакомились древние люди. Первые свои орудия делали они из кремниевой и железной руды, из меди, и уже потом научились изготовлять их из бронзы и железа. Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах. n

Медь была известна человеку с глубокой древности. Добычу меди называют прабабушкой металлургии. Её добыча и выплавка были налажены еще в Древнем Египте, во времена фараона Рамзеса II (1300— 1200 гг. до н. э. ). Древние египтяне нагнетали воздух в плавильные печи с помощью мехов, а древесный уголь получали из акации и финиковой пальмы. Они выплавили около 100 т чистой меди.

Слитки чистой меди

МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДНЫХ РУД n n В современном народном хозяйстве Cu после Fe и Al является наиболее распространенным металлом и во многих областях техники незаменима. Основными потребителями меди являются: 1) электротехническая промышленность (используется высокая электропроводность силовые кабели, провода, обмотки энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов ), расходуется около 50% получаемой меди; 2) машиностроение (медь идет на изготовление сплавов: бронзы, латуни – кумулятивные боеприпасы, оружейные гильзы) — 20%, строительство (кровли и фасады) — 15%, транспортное машиностроение — 10%, прочие отрасли — 5%.

Медная проволока

n n n Разведанные мировые запасы меди на конец 2008 года составляют 1 млрд. т, из них подтверждённые — 550 млн. т. Причём, оценочно, считается что глобальные мировые запасы на суше составляют 3 млрд. т, а глубоководные ресурсы оцениваются в 700 млн. т. Основные страны с богатыми месторождениями меди это : Чили 22%, США 12%, Китай 6%, Казахстан 5%, Польша 5%, Индонезия 4%, Россия 3%, Замбия 3%. Лидируют по добыче медной руды ( данные ICSG) : Чили 34%, США 10%, Индонезия 8%, Перу 7%, Австралия 6%, Канада 5%, Россия 4%, Польша 3%.

Динамика добычи медной руды в мире

n n Самые крупные в мире запасы медных руд сосредоточены в вулканических породах (порфирах) Чилийских Анд. Мировые запасы экономически рентабельных месторождений по разным оценкам составляют 340 470 миллионов тонн. При отсутствии прироста запасов и улучшения технологии добычи и производства меди современных извлекаемых запасов хватит лишь до 2050 г. Крупнейшие компании по добыче медной руды: Codelco 11%, Phelps Dodge 8%, Rio Tinto 7%, BHP Billiton 7%, Grupo Mexico 5%, PT Pakuafu Indah 5%, Angio American 4%, Норильский никель 3%, KGHM Polska Miedz 3%.

Cвыше 85% запасов меди Перу сосредоточено в медно порфировых и около 15% в скарновых месторождениях. Cu-порфировые м-ния: Tоромоча (доказанные запасы 2, 8 млн. т Cu), Mичикильяй (4, 7 млн. т), Kаньяриако (1, 6 млн. т), Лa-Гранха (1, 6 млн. т). Kрупнейшие скарновые: Kобриса (общие запасы 15 млн. т руды, содержащей 0, 8 1, 85% Cu), Teнтая (56 млн. т руды, 2, 1% Cu). Запасы Mo связаны c Cu порфировыми месторождениями (Kуахоне, Mичикильяй, Tокепала и др. ), содержащими 0, 015 0, 22% молибдена.

n n n К крупнейшим месторождениям относятся: в Чили Чукикамата (отрабатывается более 100 лет (26 млн. т), Эскондида (24 млн. т) (отрабатывается с 1990 г. ), Кольяуаси (17 млн. т), в Индонезии Грасберг (27, 1 млн т), в России Октябрьское (16 млн. т) и Удокан (14 млн. т). В числе недавно освоенных крупных месторождений относятся: Антамина в Перу, Эль Тесоро в Чили, Салобу и Соссегу в Бразилии, Нурказган в Казахстане. Активно разведываются Оюн Толгой в Монголии, Пэббл на Аляске, Эль Пачон в Аргентине. В число крупнейших медных рудников открытого типа (карьеров) входят: Эскондида ( годовая мощность 1200 тыс. т), Грасберг (годовая мощность 800 тыс. т), Чукикамата (годовая мощность 600 тыс. т). Крупнейшие подземные рудники в мире: самый большой в мире чилийский Эль Теньенте ( добыча около 450 тыс. т) и Андина ( мощность 250 тыс. т), польские Рудна, Польковице Серошовице и Любин суммарно 450 тыс. т, подземные рудники Норникеля ( мощность более 400 тыс. т).

n n Месторождения Cu, содержащие запасы более 5 млн. т, относятся к уникальным(всего известно 18 таких месторождения, 4 из них находятся в России). Крупные месторождения имеют запасы от 1 до 5; средние – от 0, 2 до 1; мелкие – менее 0, 2 млн. т. Богатые руды содержат более 2% Cu; рядовые – 1 2% Cu; бедные – менее 1% Cu. Среднее содержание в добываемых рудах сейчас составляет 1 -0, 8% Cu. Для сравнения, в начале XX века добывали руды с содержанием 3, 8% Cu, а в XIX веке добывались руды со средним содержанием 10% Cu.

n n n n По разведанным запасам меди Россия занимает третье место в мире, уступая Чили и США. Запасы меди России разведаны в 120 месторождениях, из них 52% заключено в месторождениях колчеданных медных и медно цинковых руд и медистых песчаников, 45% — в месторождениях сульфидных медно никелевых руд, 1, 3% — в полиметаллических, 0, 7% — в вольфрамовых и молибденовых и 0, 6% — в оловянных. Около 1% запасов меди разведано в Au рудных и Fe рудных месторождениях. Самые крупные месторождения меди в России — Октябрьское и Талнахское в Красноярском крае (Норильский горно промышленный район, Cu Ni руды), Гайское, Подольское и Волковское на Урале, Удоканское в Забайкалье. Несмотря на наличие в России значительных разведанных запасов меди, степень их промышленного освоения сравнительно невысокая: на эксплуатируемые месторождения приходится менее половины всех разведанных запасов. Такие крупные месторождения, как Удоканское в Читинской обл. , Юбилейное и Подольское в Башкирии, заключающие в себе четверть всех разведанных в России запасов меди, не освоены промышленностью и остаются резервными.

n n В России добычу и обогащение медных руд осуществляют 13 горно обогатительных и горнодобывающих предприятий. Основное количество меди (70— 75%) добывается на месторождениях медно никелевых руд предприятиями РАО «Норильский никель» . Вторыми по объемам добычи меди (25— 27%) являются колчеданные медные и медно цинковые руды, месторождения которых разрабатываются на Урале (Оренбургская, Свердловская, Челябинская области и Республика Башкортостан) и Северном Кавказе (Карачаево Черкесия). Длительная и интенсивная разработка медных месторождений Урала привела к истощению минерально сырьевой базы действующих предприятий. n По добыче Россия занимает в мировых показателях седьмое место, с долей в общих показателях 5, 3%.

n n Переработка руд и производство меди в концентратах осуществляется на 10 обогатительных фабриках медной промышленности, трех фабриках никелевой промышленности, а также на фабриках молибденовой, вольфрамовой и оловянной промышленности (по одному предприятию). Медеплавильные и рафинировочные предприятия столкнулись с проблемой нехватки отечественного сырья. Частично эту проблему они решили за счет переработки сырья, поставляемого из зарубежных стран по толлинговым** контрактам. Так, Медногорский медно серный комбинат практически всю черновую медь производит из импортного сырья. Импортными считаются и концентраты, произведенные на предприятиях, имеющих давние производственные связи с российской медной промышленностью: в казахстанских Жезказгане, Балхаше, Глубоком и в монгольском Эрдэнэте. В 2000 г. производство меди в России было обеспечено собственными медными концентратами только на 69%, остальное завозилось из за рубежа.

n ** Толлинг (от английского tolling — обложение пошлиной, данью) — передача заказчиком сырья, комплектующих из одного государства компании изготовителю в другом государстве с целью их переработки в готовую продукцию. Затем готовый продукт возвращается обратно и при этом, как правило, освобождается от таможенных пошлин. Продукция, находящаяся в толлинговом обороте, выходит из под налогообложения, что невыгодно стране, принимающей толлинг, но зачастую выгодно предприятию изготовителю. Толлинговые схемы в современной российской экономике привели к резкому сокращению выплат от иностранных компаний в федеральный бюджет, но способствуют сохранению квалификации специалистов в трудные времена падения производства.

n Среднее содержание Cu в земной коре 4, 7 - 10 -3%, оно несколько выше для основных пород (1 • 10 2), чем для кислых (1 • 10 3). Медь — типичный халькофильный элемент и главная масса ее заключена в форме сульфидов. Она дает промышленные концентрации в эндогенных месторождениях (ликвационно магматические, скарновые) в связи с базальтоидным и гранитоидным магматизмом. В экзогенных условиях медь обладает высокой миграционной способностью; в восстановительных условиях ионы Cu 2+ образуют устойчивые соединения с СО 32 , Si. O 32 , PO 43 , в зоне окисления медь может выноситься и давать концентрации ниже уровня грунтовых вод.

Cu-порфировый Cu-песчаников и сланцев Cu-колчеданный Медно-никелевый Cu-жильный

Cu-порфировый Cu-жильный Медно-никелевый Cu-песчаников и сланцев Cu-колчеданный

ТИПЫ МЕДНЫХ РУД n n n Медь добывается как из собственно медных, так и из комплексных руд. Почти 80% ежегодной мировой добычи меди осуществляется из сульфидных руд и концентратов. Около 20% металла извлекают из карбонатов, оксидов, силикатов и самородной меди. К богатым относятся руды с содержанием меди более 2%, руды среднего качества содержат от 1 до 2% меди, бедные — от 0, 7 до 1 %, весьма бедные — менее 0, 7%. Коэффициент концентрации меди в месторождениях 200. Главные минералы медных руд: халькопирит Cu. Fe. S 2 (34, 5% Сu), борнит Cu 5 Fe. S 4 (63, 3), халькозин Cu 2 S (79, 8), ковеллин Cu. S (66, 5), кубанит Cu. Fe 2 S 3 (22— 24), теннантит 3 Cu 2 S·As 2 S 3 (57, 5), тетраэдрит 3 Cu 2 S·Sb 2 S 3 (52, 3), куприт Сu 2 О (88, 8), тенорит Сu. О (79, 9), малахит Сu(СОз) • Сu(ОН)2 (57, 4), азурит 2 Сu(СО)3 • Сu(ОН)2 (55, 3), хризоколла Cu 4[Si 4 O 10] (ОН)2 • 4 Н 2 O (36, 0).

ТИПЫ МЕДНЫХ РУД n Сульфидные меднопорфировые руды. Руды представлены рассеянной вкрапленностью рудных минералов или сетью тончайших жилок, образующих штокверк в измененных (серицитизированных и окварцованных) породах. Главные рудные минералы: пирит, халькозин, борнит, молибденит. При окислении возникают халькозин, малахит. Руды комплексные. В разрабатываемых рудах содержание меди от 0, 4 до 1, 2%, среднее содержание 0, 6— 0, 7%; в зоне сульфидного обогащения до 2%. Наряду с медью извлекают молибден (0, 005— 0, 05%), рений, золото, серебро.

ТИПЫ МЕДНЫХ РУД n Медистые песчаники. Рудой является песчаник, в цементе которого находятся халькозин, борнит, реже халькопирит. В окисленных рудах развиты азурит, хризоколла, куприт, самородная медь. Из нерудных минералов присутствуют кварц, карбонаты. Руды в среднем содержат 3, 5% меди. В богатых рудах среднее содержание составляет 6— 9%, но нередко достигает 10— 15%. Медистые песчаники Замбии кроме меди содержат в промышленных количествах кобальт, уран, кадмий, германий и серебро.

ТИПЫ МЕДНЫХ РУД n n Медно-колчеданные руды. Руды сплошные и вкрапленные (25% сульфидов). В сплошных рудах 95% рудных минералов представлено пиритом, 5% приходится на халькопирит, сфалерит, блеклые руды. Нерудные минералы представлены хлоритом, серицитом, баритом. Основные минеральные разновидности руд: халькопиритовые, халькопирит пирротиновые, халькопирит сфалерит пиритовые. Обогащение руд затруднено тонкими срастаниями минералов. Руды содержат в среднем 1, 4% меди, кроме того, цинк, серу, золото, серебро, кадмий, селен, теллур, галлий. На остальные типы руд — скарновые, медно никелевые, жильные халькопиритовые и энаргитовые — приходится около 12% всей добываемой меди.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Сульфидная медно-никелевая. Месторождения медно никелевых руд связаны с комплексом пород основной магмы (норитами, габбро диабазами), реже пироксенитами. Оруденение представлено сплошными и вкрапленными пентландит халькопирит пирротиновыми рудами в рудоносных массивах. Месторождения формации являются важнейшим источником Ni, медь извлекается попутно. Примеры: месторождения Норильского района, Сёдбери в Канаде и др. Медно-титаномагнетитовая в габброидах. Для этой рудной формации характерна ассоциация медного оруденения с титаномагнетитовым в расслоенных массивах габбро пироксенит дунитовой формации. Месторождения относятся к магматическому типу и известны в связи с габброидами протерозоя и фанерозоя. Зоны прожилково вкрапленного оруденения борнит халькопирит титаномагнетитового состава с пиритом, пирротином и значительным количеством апатита залегают преимущественно в наиболее кислых дифференциатах. Рудные тела плоско линзообразной формы имеют достаточно крупные размеры. Руды комплексные. Помимо Cu и Fe из них извлекают Ti, V, P, Se, Te. Соотношение Fe: Cu= 1: 1 15: 1. Типичным примером служит Волковское месторождение на Среднем Урале.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Медно-карбонатитовая. Представлена уникальным месторождением Палабора в Южной Африке. Медное оруденение (халькопирит, борнит, халькозин, валлериит, кубанит) локализуется в карбонатитах в виде прожилков и зон вкрапленности. Рудное тело включает в себя центральную вертикальную интрузию карбонатитов размером от 100 до 600 м в поперечнике и глубиной свыше 1000 м со средним содержанием около 1% меди и окружающую зону низкосортных руд (около 0, 5% меди). Запасы 315 млн. т руды со средним содержанием 0, 69% меди. Кальцитовые карбонатиты содержат кроме медных минералов титаномагнетит, бадделеит, ураноторианит.

Карьер Лулекоп (м-ние Палабора, ЮАР) В центральной части массива — на участке Лулекоп размером 6, 5 х3 км, карбонатитовое ядро массива в виде кольца мощностью более 130 м образует трубообразное штокверковое рудное тело, прослеженное до глубины 1000 м. Форма тела, минеральный состав руд и вмещающих пород, а также содержание в них меди практически не изменяются с глубиной. Главный полезный компонент — Cu. Компания "Phosсоr" ежегодно добывает медную руду (135 115 тысяч т меди со средним содержанием Cu 0, 51%).

Месторождение ПАЛАБОРА (ЮАР) Геологический разрез рудного тела Лулекоп: 1 - долерит; 2 - пироксенит; 3 - медная руда в трансгрессивном карбонатите; 4 - комплексная руда в слоистом карбонатите; 5 - фосфатная и магнетитовая руда в фоскорите.

Карьер Лулекоп (м-ние Палабора)

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n Халькопирит-магнетитовая скарновая. Месторождения относятся к известковоскарновому типу. Промышленные рудные тела размещаются в экзоконтактах на некотором расстоянии от контактов интрузивных массивов. Характерны сочетание медного (борнит халькопиритового) и магнетитового оруденения, закономерная смена при удалении от интрузивного контакта халькопирит магнетитовых руд халькопирит пирротиновыми и халькопиритовыми. Рудные тела имеют плоско , линзо , столбо и гнездообразную форму и небольшие размеры. Руды прожилково вкрапленные с весьма неравномерным распределением медного оруденения. Помимо меди из них извлекают железо, золото, серебро, кобальт, селен, теллур, молибден. Примеры: Турьинская группа, Средний Урал; Саяк, Ирису в Казахстане; Тинтайя, Перу.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n Медно-порфировая. Объединяет гидротермальные месторождения медных и молибденово медных прожилково вкрапленных руд в апикальных частях субвулканических порфировых интрузивов (гранодиорит порфирах, монцонит порфирах и др. ). Халькопиритовое и молибденит халькопиритовое оруденение сосредоточено в измененных породах кварц серицитового состава. Крупные размеры, относительно простая форма рудных тел, комплексный характер руд делают эти месторождения важнейшим источником меди с попутным извлечением молибдена, золота и других металлов. Примеры: Коунрад и Бощекуль в Казахстане, месторождения Чили, Перу, Канады, США, Мексики и др.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Медно-колчеданная. Месторождения приурочены к раннегеосинклинальным вулканогенно осадочным и вулканогенным базальт риолитовым толщам. Рудные залежи обычно представлены пластообразными телами, залегающими согласно с напластованием рудовмещающих толщ. Руды существенно пиритовые, мелкозернистые, массивные, прожилково вкрапленные. Носителем меди является халькопирит. Примеры: месторождения. Казахстана, Кипра, Греции, Турции.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n Цинк-медно-колчеданная. В отличие от месторождений медно колчеданной формации здесь после пирита ведущая роль в рудах принадлежит сфалериту, а минералы меди отступают на второй план. Отношение Zn: Cu, как правило, всегда больше 1, 5. Колчеданные месторождения этой формации обычно характеризуются проявлением не менее трех стадий минерализации: 1) пиритовой, 2) халькопиритовой, 3) халькопирит сфалерит пиритовой. Генезис месторождений комбинированный: часть руд имеет гидротермально осадочное происхождение, другая образована гидротермально метасоматическим путем. Среди колчеданных месторождений эта формация концентрирует основные мировые запасы меди. Примеры: большинство месторождений Южного и Среднего Урала, Кубы, Японии, Испании и др.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Колчеданно-полиметаллическая. Руды месторождений этой формации характеризуются промышленными концентрациями цинка и свинца. Содержание меди в рудах одних месторождений выше, чем среднее содержание свинца, в других ниже, а в третьих — промышленные руды меди вообще не содержат. Для меди формация играет второстепенную роль. Примеры: месторождения Рудного Алтая.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Кварц-халькопиритовая жильная. Представлена кварцевыми жилами с карбонатами, баритом, вкрапленностью и гнездами сульфидов. Преобладает халькопирит, более редки пирит, сфалерит, галенит. По минеральному составу выделяются следующие минеральные типы: кварц флюорит халькозиновый, кварц барит халькопиритовый, кварц карбонат халькопиритовый. Жилы с гипогенным халькозином отличаются повышенным содержанием серебра. Кварц халькопирит гематитовые жилы содержат висмут в виде сульфосолей. Для жильного типа руд характерны крупнозернистость, высокое содержание меди, слабое развитие зоны окисления. Примеры: Бьютт (США), Меланджханд (Индия), Чатыркуль, Жайсанское (Казахстан).

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Медно-турмалиновая. Это высокотемпературные гидротермальные месторождения малых глубин, связанные с вулканическими очагами. Залегают среди вулканических брекчий в кратере вулкана. В составе руд преобладают кварц, турмалин, высокотемпературная генерация пирита. В виде примесей в рудах установлены халькопирит, станнин, касситерит, сфалерит, висмутин. Руды комплексные медно мышьяковые с примесью олова, молибдена, золота. Примеры: месторождение Браден в Чили. Промышленного значения не имеет.

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n Самородной меди (медно-цеолитовая). Месторождения приурочены к древним лавовым покровам (миндалекаменным порфиритам) и пластам конгломератов в мощных вулканогенных и вулканогенно осадочных толщах. Самородная медь с примесью халькозина, самородного серебра вместе с хлоритом, кальцитом, эпидотом, цеолитами выполняет мин далины в ффузивах, поры в цементе брекчий и эффузивах э конгломератов. Рудные тела подчинены напластованию лавовых покровов (обычно в самых верхних частях потоков) и осадочных пород. Примеры: оз. Верхнее (США), месторождение Тайметское в Горной Шории (Россия).

МЕДНОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ n n n Медистых песчаников и сланцев. Месторождения представлены пластообразными телами и линзами вкрапленных халькозин борнитовых руд в серо зеленых полимиктовых неравномернозернистых песчаниках с карбонатным цементом. Минералы меди замещают цемент песчаников. Оруденение имеет большое площадное распространение, рудные пласты имеют многоярусное расположение. Руды богатые, содержат 3— 5% меди, по составу сульфидные, окисные и смешанные. Примеры: Джезказган (Казахстан), Удокан (Россия), Медный пояс Африки и др.

ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МЕДНЫХ РУД n n n n n Месторождения медных руд относятся к девяти геолого промышленным типам. Подавляющие запасы (94%) сосредоточены в трех типах: 1) медно-порфировом (56% мировых запасов), 2) медистых песчаников и сланцев (27%) и 3) медно-колчеданных месторождениях (11%). Остальные типы имеют резко подчиненное значение: 4) медно никелевые месторождения (3%), 5) самородной меди (1%), 6) карбонатитовые (0, 7%), 7) кварц сульфидные (жильные — 0, 7%), 8) скарновые (0, 6%) и 9) медно титаномагнетитовые в габброидах.

Медно-порфировые месторождения n К этому типу относятся близповерхностные гидротермальные месторождения, представленные крупными скоплениями небогатых медных и молибденово медных прожилково вкрапленных руд, ассоциирующих с малыми субвулканическими порфировыми интрузиями, представленными гранодиорит порфирами, кварцевыми монцонит порфирами, реже кислыми (гранит порфирами) и более основными (диоритовыми порфиритами) разностями. Месторождения характеризуются относительно равномерным пространственным распределением меди, наличием ценных попутных примесей (Mo, Re, Au, Ag, Se, Те, Bi), частым развитием зон вторичного сульфидного обогащения, с содержанием меди в 1, 5— 3 раза более, чем в первичных рудах.

Медно-порфировые месторождения n Это ведущий промышленный тип медного оруденения в современном мире. На долю медно порфировых месторождений приходится 56% мировых запасов и 62% добычи медных руд. В бывшем СССР соответственно 13% общесоюзных запасов и 21 % добычи. Большие запасы меди и металлов спутников, крупные размеры и относительно простая форма рудных тел позволяют создавать на базе медно порфировых месторождений мощные длительно действующие горно рудные предприятия с максимальным уровнем механизации и высокой производительностью.

Медно-порфировые месторождения n Месторождения расположены в глобальных металлогенических поясах, представляющих собой разновозрастные складчатые системы. Известно до 150 медно порфировых месторождений. Наиболее насыщены ими тихоокеанское побережье Северной и Южной Америки: Перу — Чилийская (Чукикамата, Эль Теньенте, Эль Сальвадор, Эль Абра и др. ), Американско Мексиканская (Бингем Каньон, Галена, Кананеа, Серро Колорадо) и Канадская провинции, в меньшей мере в Средиземноморском (Армения, Казахстан, Турция, Афганистан) и Центральноазиатском подвижных поясах. К этому типу относятся месторождения Казахстана (Коунрад, Бощекуль), Средней Азии (Кальмакыр, Дальнее, Сары Чеку), Южного Урала (Салаватское), Закавказья (Каджаран и др. ), Тувы (Агсуг).

n n n Месторождение Чукикамата находится в Чили, уникально по масштабу. С начала эксплуатации его в 1915 г. добыто более 10 млн. т меди, оставшиеся запасы оцениваются в 26, 7 млн. т (5, 4% мировых запасов) при содержании 1, 2%, а молибдена — в 120 тыс. т при содержании в первичных рудах 0, 04%. Ежегодная добыча меди составляет 900 тыс. т (11% мировой добычи). Месторождение расположено в восточной зоне Главной Кордильеры Чили и приурочено к олигоценовому интрузиву гранодиорит порфиров, прослеженному по простиранию на 14 км при ширине 500 — 2000 м. На востоке он прорывает юрские и палеозойские гранитоиды, на западе Западным разломом отделен от гранодиоритов эоцен олигоценового возраста. Образование штокверка рудоносных прожилков и жил связывается со сдвиговыми перемещениями по Западному разлому. Возраст оруденения, определенный по серициту, составляет 28, 0 — 31, 2 млн. лет, что соответствует олигоцену.

Рудное тело, представленное штокверком размером 3000 x 750 м, в плане вытянуто с севера на юг вдоль Западного разлома, а в разрезе имеет форму сужающегося книзу клина. Штокверк образован густой сетью прожилков и ветвящихся жил. Первичное оруденение на глубину не оконтурено, скважины глубиной 1000— 1300 м не вышли из руды. Главные минералы первичных руд — пирит, энаргит, халькопирит, второстепенные — борнит, сфалерит, галенит, молибденит. Вмещающие породы интенсивно серицитизированы, окварцованы и хлоритизированы. Первичные руды на месторождении пока не разрабатываются, ведется добыча окисленных и смешанных руд. Мощность окисленных руд достигает 200 м, главный рудный минерал в них — антлерит, в меньших количествах присутствуют атакамит и брошантит. Далее следует зона выщелачивания, а под ней — наиболее мощная зона богатых халькозиновых и халькозин ковеллиновых руд. Месторождение разрабатывается карьером, размеры которого 3, 9 x 1, 1 км в плане, глубина — около 460 м, проектная глубина — 850 м.

Cu-порфировое месторождение ПЕСЧАНКА (Чукотка) n n Месторождение Песчанка — одно из наиболее крупных меднопорфировых месторождений России — связано с многофазным плутоном, принадлежащим рудоносной габбро-монцонит-сиенитовой формации позднеюрско раннемелового Курьинского краевого вулкано плутонического пояса. Месторождение располагается в эндоконтактовой зоне плутона, сложенной монцонитоидными породами основной фазы. Оруденение приурочено к штоку кварцевых монцонит гранодиорит порфиров длиной около 6 км, шириной до 0, 8 км, вытянутоиу в меридиональном направлении. Прожилково вкрапленное оруденение охватывает тело порфиров и распространяется во вмещающие породы на десятки метров. Рудное тело повторяет конфигурацию штока и характеризуется сложными очертаниями благодаря многочисленным апофизам, пережимам и т. д.

Cu-порфировое месторождение ПЕСЧАНКА (Чукотка)

Cu-порфировое месторождение ПЕСЧАНКА (Чукотка) Типичные черты меднопорфировых месторождений 1. Гидротермально-метасоматические изменения пород образуют зональный ореол в виде концентрических оболочек мощностью 100 — 200 м. В центре ореола располагается «кварцевое ядро» , которое обрамляется калиевой зоной (кварц, биотит, калишпат, альбит), затем следует зона кварцево серицитовых изменений (с гидрослюдами, карбонатом, хлоритом), далее — внутренняя и внешняя пропилитовые зоны. 2. Состав рудной минерализации. Главные минералы руд — пирит, халькопирит, борнит, блеклые руды, молибденит, второстепенные — магнетит, гематит, сфалерит, галенит, халькозин, ильменит; энаргит, самородное золото. 3. Зональность и последовательность образования минеральных ассоциаций: магнетит пиритовая, молибденитовая, пирит халькопиритовая, халькопирит борнит блеклорудная, полиметаллическая. Основные полезные компоненты руд — медь и молибден, главные попутные — золото и серебро. 4. Температурный диапазон рудообразования, по данным изучения флюидных включений и пирит халькопиритовому геотермометру, составляет 100 — 350 °С.

Типовая модель Cu-порфирового месторождения Рудоносный штокверк В 1) 2) 3) Порфировый шток Q-серицитовые 4) мтсм Q и К-мтсм 5) Пропилиты Аргиллизиты Cu порфировых месторождениях выделяют ледующие с главные элементы: рудоносный порфировый интрузив, служащий центральным элементом системы; брекчиевые тела, обычно размещающиеся в порфировом штоке и надстраивающие его по вертикали; метасоматиты, подчиненные порфировым телам и располагающиеся конформно их ограничениям; прожилково вкрапленные рудные зоны, охватывающие порфировый шток и породы рамы; пиритовые ореолы, сопутствующая Pb Zn, Cu турмалиновая, Cu мышьяковая минерализация.

Главные черты Cu-порфировых месторождений n Рудоносные порфировые интрузивы представлены преимущественно гранодиорит порфирами, монцонит порфирами, реже более кислыми и основными разностями пород порфировой структуры. Обычно они являются составными частями многофазных плутонов. Рудоносные порфировые фазы за редким исключением завершают интрузивный ряд. На подавляющем большинстве месторождений рудоносные интрузивы имеют форму штоков и штокообразных тел с площадью выхода на поверхности 0, 5— 2 км 2. Менее распространены изолированные дайкообразные формы и сближенные мелкие дайки. В ряде случаев наблюдается тесная связь Mo Cu порфирового оруденения с полями развития даек, (месторождения Болгарии (Медет) и Армении (Каджаран).

Главные черты Cu-порфировых месторождений n Характерны интрузивные брекчии, являющиеся результатом бурной флюидизации расплавов. Они имеют форму трубо , воронкообразных и вытянутых дайко и лентообразных тел. Многие из них характеризуются неправильной прихотливой формой с многочисленными апофизами, разветвлениями, раздувами и пережимами. Вертикальная протяженность брекчиевых тел может достигать многих сотен метров (Кананеа). Оболомочный материал всегда представлен вмещающими породами и характеризуется незначительными перемещениями. Размеры обломков варьируют от нескольких миллиметров до нескольких метров. Цементом обычно служит гидротермальный материал (кварц, турмалин, хлорит, серицит, эпидот). На одних месторождениях брекчии и медное промышленное оруденение пространственно совмещены, на других располагаются на некотором удалении друг от друга.

Главные черты Cu-порфировых месторождений n n Рудовмещающие породы всегда гидротермально изменены и характеризуются зональным размещением от центра порфирового интрузивного тела и от контакта этих тел в сторону вмещающих пород. Во внутренней зоне локализованы калиевые метасоматиты с ортоклазом и биотитом, кварцевые метасоматиты; в промежуточной зоне — кварц-серицитовые метасоматиты и аргиллизиты, а внешняя зона представляет собой пропилитовый ореол месторождений, который развивается обычно по вмещающим породам. Ширина отдельных метасоматических зон в направлении зональности измеряется сотнями метров, достигая иногда 1— 3 км. Минимальная ширина характерна для внутренних, а максимальная для внешних зон. Весьма важным элементом медно порфировых месторождений являются пиритовые ореолы, которые располагаются за внешним ограничением рудных тел и широко распространяются в зоне пропилитизации вплоть до их наружных границ. Ореолы пирита обладают весьма значительными размерами.

Главные черты Cu-порфировых месторождений n n n Рудные тела месторождений образованы сетью пересекающихся прожилков и рассеянной вкрапленностью рудных минералов среди измененных пород, не имеют, как правило, четких геологических границ и оконтуриваются по данным опробования. Морфология рудных тел определяется формой и границами порфирового интрузива. Выделяют две группы: 1) конформные — форма рудного тела повторяет форму порфирового интрузива; 2) дисконформные — рудные тела, не повторяющие форму интрузива. Большинство месторождений характеризуется конформными рудными телами, располагающимися в надынтрузивной зоне штока в форме куполовидной шапки, реже в форме толстостенного цилиндра или опрокинутого усеченного толстостенного конуса.

Главные черты Cuпорфировых месторождений n n Состав первичных руд довольно прост и определяется следующим набором минеральных ассоциаций, постоянно повторяющихся на подавляющем большинстве месторождений (в порядке формирования от ранних к поздним): магнетит пиритовая— молибденитовая— халькопирит борнитовая—пирит халькопиритовая—полисульфидная. Рудоносные штокверки охватывают эндо и экзоконтактовые зоны порфирового интрузива.

Главные черты Cu-порфировых месторождений n n В распределении минерализации отмечается зональность (снизу вверх и от центра к периферии): магнетит пиритовая ассоциация в зоне калиево кремниевого метасоматоза — молибденовая и халькопирит борнитовая (может отсутствовать) в калиево кремниевых и кварц хлорит серицитовых метасоматитах — пирит халькопиритовая преимущественно в кварц хлорит серицитовых метасоматитах и частично в аргиллизитах — пиритовая в пропилитах. Рудная зональность отвечает обобщенному ряду элементов: Fe —Mo (Re, Sn, W) — Cu (Fe, Mo, Au, Ag)—Fe—Pb. Zn (Cu, Au, Ag). Практически безрудные прожилки существенно карбонатного состава с халцедоном, баритом, гипсом, цеолитами, пиритом и гематитом завершают процесс рудообразования и распространены во всех типах руд. Их размещение контролируется зонами дробления и трещиноватости.

Главные черты Cu-порфировых месторождений n n n Рудные вкрапленники имеют размеры от 0, 1— 0, 2 до 10 мм. Количество их в общей массе руды не превышает 2 — 3%, а при появлении прожилков в совокупности увеличивается до 6— 12%. В зоне поверхностного выветривания рудные тела обладают обычной гипергенной зональностью: зона окисления, зона выщелачивания и зона развития вторичных сульфидов. Руды месторождений комплексные и содержат кроме меди также Mo, а в качестве попутных компонентов Re, извлекаемый из молибденита, значительные запасы Au и Ag, которые извлекаются попутно с медью; при переработке медных концентратов получают Se и Te.

n n n Среди медно-порфировых месторождений выделяют следующие минеральные типы: 1) собственно медные (Бощекуль); 2) молибден медные, где содержание молибдена достаточно для промышленного извлечения (Коунрад); 3) золото медно порфировые (Пангуна, Папуа Новая Гвинея ( 360 т Au); Салаватское, Россия). Среднее содержание меди в добываемых рудах 0, 6— 0, 7%, редко достигает до 1, 5% (Чукикамата). Содержание Mo от 0, 005 до 0, 05%. В зонах окисления содержание меди достигает 1 — 1, 2%.

Пангуна (Папуа-Новая Гвинея)

Месторождения медистых песчаников и сланцев n n К данному геолого промышленному типу относятся стратиформные месторождения медистых песчаников и сланцев, представленные пластообразными рудными телами, залегающими согласно с вмещающими их толщами. Геологическая позиция месторождений определяется пространственной и генетической связью оруденения с пестроцветными (красноцветными) терригенными осадочными комплексами. Оруденение подчиняется стратиграфическому, палеотектоническому и фациальному контролю. Рудные концентрации заключены в осадочных породах: песчаниках, алевролитах, аргиллитах, конгломератах, углеродистых сланцах. Главными рудообразующими минералами являются халькозин, борнит, халькопирит. Кроме меди в рудах присутствуют Ag, иногда Pb, Zn. В месторождениях Замбии и Заира — Co, U, Австралии (Олимпик Дам) — Au, U, Центральной Европы — металлы группы платины и Au.

n Месторождения медистых песчаников играют весьма важную роль в общем балансе запасов меди. Запасы медных руд в отдельных месторождениях медистых песчаников колеблются от 1, 5 млн. т до 330 млн. т (среднее 22 млн. т по 57 месторождениям). Только 10% месторождений имеют запасы более 330 млн. т (до 1600 млн. т). Содержание меди в рудах колеблется от 1 до 4, 5% (среднее 2, 1%), лишь 10% всех руд содержат меди более 4, 5%.

Месторождения медистых песчаников и сланцев n В возрастном отношении медистые песчаники и сланцы встречаются в осадочных комплексах от раннего протерозоя до неогена включительно. На этом фоне выделяются два максимума развития оруденения: докембрийский (60% мировых запасов) — Восточная Сибирь в России, Заир Замбийский медный пояс, Олимпик Дам в Австралии и верхнепалеозойский (30%) — Центральный Казахстан, Польша и Германия. На территории России и Казахстана докембрийское оруденение в основном приходится на ранние периоды протерозоя — Кодаро Удоканская зона, а палеозойское — на девон каменноугольный период (39%) — Джезказганская зона и др. Заметное количество меди концентрируется также в осадочных толщах пермо триасового, кембрийского возраста, юры, мела, палеогена и неогена.

Удоканское месторождение находится на территории Северо. Восточного Забайкалья в пределах Олекмо-Витимской меденосной металлогенической провинции.

Месторождение Удокан

n n Месторождение приурочено к крупному раннепротерозойскому Кодаро Удоканскому прогибу в архейском кристаллическом фундаменте. Прогиб заполнен карбонатно терригенными отложениями удоканского комплекса общей мощностью 9— 12 км. Медоносные отложения приурочены к верхней части комплекса, характеризуются регрессивным режимом накопления осадков алевролит аргиллит песчаникового состава с признаками мелководных условий седиментации в обстановке засушливого климата. Рудовмещающая толща имеет мощность до 800 м и она сложена серыми и розовато серыми ритмично переслаивающимися песчаниками, в меньшей степени — алевролитами и аргиллитами.

Схематическая геологическая карта района Удоканского месторождения (по П. Петровскому, 1987): 1 четвертичные отложения; 2 бутунская свита; 3 сакуканская свита; 4 рудовмещающая толща; 5 -рудоносный горизонт (а) и рудные тела (б); 6 намингинская свита (РR 1); 7 9 комплексы: 7 чинейский (РR 1), 8 копарский (РR 2), 9 ингамакитский (РR 2); 10 дайковые тела комплексов: а чинейского, б доросского, в— кодарского; 11 тектонические разломы; 12 предполагаемое продолжение разломов; 13 магнитная аномалия. Структурная позиция месторождения определяется мульдообразной складкой, вытянутой в северо западном направлении на 12 км при ширине до 4, 5 км, осложненной мелкой складчатостью, взбросо сдвигами и дайками габбро диабазов. Месторождение занимает площадь около 30 км 2.

n n n Геологическая особенность месторождений медистых песчаников состоит в локализации оруденения в пестроцветных молассовых и молассоидных формациях, залегающих в верхних частях разрезов продуктивных формационных комплексов. На основе строения рудовмещающей толщи и положения в них рудоносного горизонта, строения самого рудоносного горизонта и его размеров, формы рудных тел и их параметров выделяют пять типов Cu - месторождений: джезказганский, удоканский, замбийский, донецкий, олимпик [Наркелюн Л. Ф. , Трубачев А. И. и др. ].

Строение рудовмещающих толщ различных типов месторождений медистых песчаников и сланцев

Удоканский тип n n n Выделяется одним мощным (100— 550 м) рудоносным горизонтом в рудовмещающей песчано алевролитовой известковистой пестроцветной толще общей мощностью 700— 1000 м и довольно крупными несколькими (2— 8) рудными телами, протягивающимися на сотни метров—первые километры. Подрудные отложения представлены мелководно морскими полевошпат кварцевыми песчаниками. Рудная толща состоит из пачек ритмично переслаивающихся серых и розовато серых песчаников, известковистых песчаников, конгломерато брекчий, а также прослоев темно серых алевролитов. Надрудная толща сложена серыми песчаниками. Основная масса руд локализована в фациальных комплексах, представляющих собой накопления подводно-дельтовых выносов, сочетающихся с лагунными в приближенной к суше дельтовой зоне. При фациальных переходах к заливно лагунным или прибрежно морским отложениям оруденение выклинивается.

Удоканский тип n n Рудные тела медистых песчаников сконцентрированы на определенных стратиграфических уровнях. По форме различают три основных морфологических типа рудных тел: 1) пластово изометричный, 2) линзовидный и 3) ленточный. Площадные размеры значительны, тела отделяются друг от друга слабо оруденелыми породами, но часто соединяются друг с другом. Руды по составу существенно медные (содержание Сu до первых %). Главные минералы первичных руд халькозин, борнит и халькопирит. Преобладают два типа руд: 1)Вкрапленные и тонкополосчатые (сульфиды Cu размещаются в цементе рудоносных терригенных пород с серицитом, кварцем, кальцитом). 2) Гнездово вкрапленные (крупные (несколько миллиметров), значительно превышающие размер обломочных зерен, выделения сульфидов Cu в виде гнезд, линз, полосок, кайм вокруг обломков). Эти выделения резко эпигенетичны по отношению к цементу. Месторождения характеризуются высоким коэффициентом рудоносности (КР = 0, 36) и коэффициентом концентрации (Кк = 0, 52) Это очень крупные и крупные залежи, сконцентрированные в одном мощном рудоносном горизонте на небольших площадях.

Жезказганский тип n Характеризуется большой мощностью (сотни метров) меденосных толщ с равномерным ритмичным чередованием терригенных пород с соотношением серых и красноцветных разностей 1: 1. Медное многоярусное оруденение заключено в прослоях сероцветных песчаников и охватывает весь интервал разреза рудоносной формации при относительно ограниченной площади их распространения. Рудолокализующие фациальные парагенезисы представлены прибрежно морскими и лагунно дельтовыми (радиальными типами отложений, перемежающимися с отложениями континентальных аллювиально озерных фаций.

n. Для месторождений характерно множество рудных тел изменчивой формы и размеров. В каждом рудоносном горизонте содержится несколько рудных залежей. На месторождении выделяются следующие морфологические типы рудных тел, главным образом по соотношениям их длины к средней ширине: узко-, широколенточные, пластовоизометричные, плащеобразные, что связано с изменением фациальной обстановки.

Жезказганский тип n Мощность рудных тел от 1, 5 до 13 м, протяженность от сотен метров до первых километров. В этом типе отмечены наиболее высокий коэффициент рудоносности (отношение мощности рудоносного горизонта к мощности рудовмещающей толщи) (Кр ~ 0, 5) и коэффициент концентрации (отношение мощности рудных тел к мощности рудоносного горизонта) (Кк = 0, 41 4 0, 37), означающие, что половина рудовмещающей толщи приходится на рудоносные горизонты, в пределах которых около 40% составляют промышленные руды. Руды богатые (3— 4% Сu).

Жезказганский тип n n По составу руды медные и полиметаллические. Кроме меди промышленное значение имеют Pb и Zn. Наиболее важными попутными компонентами являются Ag и Re. В рудах присутствуют Cd, Mo, Bi, As, Sb и др. Главными рудообразующими минералами являются халькозин, борнит, халькопирит, галенит, сфалерит, установлены блеклая руда, бетехтинит, пирит и др. Рудам свойственны вкрапленная, слоистая, массивная, полосчатая и прожилково вкрапленная текстуры. Рудная минерализация присутствует в кварц кальцитовых жилках, образует сплошные сульфидные массы, заполняющие трещины, слагает цемент брекчий.

Замбийский тип n n Представлен месторождениями медистых сланцев со средними и крупными запасами медных руд, сконцентрированных в одном рудоносном горизонте малой (0, 3— 1 м) и средней (5— 50 м) мощности. Меденосные отложения имеют широкое площадное распространение, представлены сероцветными до черных битуминозными глинисто алевролито песчано карбонатными породами. Рудолокализующими являются отложения мелководных прибрежно морских, заливно лагунных и лагунных фациальных обстановок. Размещение рудных залежей моно или малоярусное, форма рудных тел пластовая со значительными размерами по площади и небольшой мощностью (доли и первые метры, редко более 10 м). Коэффициент рудоносности Кр=0, 13 и коэффициент концентрации Кк = 0, 33 в этом типе ниже, чем в джезказганском и удоканском. Примерами рассматриваемого типа являются месторождения медистых сланцев Центральной Европы: Мансфельд в Германии, Верхней Силезии (Польша); Центральной Африки — Заира и Замбии; США (Уайт Пайн).

Замбийский тип n n Медный пояс Центральной Африки протягивается почти на 700 км, пересекая в северо западном направлении Замбию и южную часть Заира, ширина пояса 20 — 80 км. В его пределах насчитывается до 100 рудных объектов. Общие запасы меди превышают 110 млн. т. На территории Заира расположены многочисленные месторождения — Руве, Коканда, Камбове, Кипуши, Мусонои. Рудные тела имеют пластовую и линзовидную форму; протяженность их — от 1, 5 до 12 км, мощность — от первых метров до 10 — 15 м. Содержание Cu в рудных телах от 1 до 10%. Медная минерализация в большинстве случаев сопровождается Co, на некоторых месторождениях отмечается U. Месторождения Замбии располагаются в основном в аргиллитах с примесью доломита, реже в песчанистых прослоях. Большинство рудных тел окислено и выщелочено до глубины 50 — 60 м от поверхности. В зоне окисления развиты малахит, халькозин, куприт, хризоколла.

Мульда Чамбиши-Нкана находится в центральной части медного пояса Центральной Африки. Ось ее вытянута в северо западном направлении на 70 км, ширина — 15 км. В северо западном крыле расположено месторождение Чамбиши, в юго восточном — Нкана.

n n n Месторождение Чамбиши. Участок месторождения характеризуется моноклинальным залеганием пород, осложненным складками волочения. Рудные сланцы и доломиты продуктивного горизонта залегают либо на гранитах, образующих выступы пород фундамента, либо на подрудных конгломератах. Рудное тело разделено безрудным участком, пространственно совпадающим с гранитным выступом. В нижней части рудного тела наблюдаются полосчатые текстуры, в верхней — преобладают вкрапленные. Небольшие скопления руд известны выше основного рудоносного горизонта (в аргиллитах и кварцитах) и ниже его, в крупногалечных конгломератах. Зональность рудных тел выражена сменой минеральных ассоциаций с глубиной: борнитовая — борнит халькопиритовая с карролитом — халькопиритовая. Кобальт концентрируется в халькопиритовой или в борнит халькопиритовой зонах.

n n n Месторождение Нчанга (Замбия) – запасы 9 млн. т при среднем содержании Cu 3, 95%. Месторождение сложено протерозойскими конгломератами, кварцитами, аркозовыми песчаниками, кремнистыми сланцами и доломитами, несогласно залегающими на гранитах фундамента и образующими синклиналь. Рудные тела представлены согласными пластовыми залежами общей мощностью до 90 м и протяженностью до 4 км. Главные рудные минералы первичных руд – халькопирит, борнит, халькозин, второстепенные: пирит и линнеит (Co 3 S 4). Встречаются в виде тонкой вкрапленности, а с кварцем образуют прожилки и жилы. Характерна мощная (до нескольких сотен м) зона окисления и вторичного обогащения.

Месторождение Нчанга (Замбия)

Доставка горняков Замбии на вахту

Донецкий тип n Наиболее распространенный среди медистых песчаников и сланцев. Известен от докембрия до неогена, встречается в различных геотектонических структурах (краевых и платформенных прогибах, краевых частях платформ) и в неодинаковом тектоническом режиме с преобладанием платформенного. В фациальном отношении здесь также наблюдается большое разнообразие, но с явным тяготением оруденения к заливно лагунным и аллювиально русловым фациям.

Донецкий тип n Для месторождений характерно: 1) наличие редких маломощных (0, 5— 15 м) сероцветных песчано алевролитовых рудоносных горизонтов среди общей монотонной пестроцветной рудоносной толщи мощностью от 350 до 1200 м, сложенной песчаниками, алевролитами, реже карбонатными породами; 2) размещение меденосных горизонтов в толще многоярусно (от 2— 3 до 10— 30, иногда больше), с расстояниями между ними по вертикали от 10 — 30 до 100— 150 м, иногда до 800 м при широком площадном развитии; 3) похожесть формы рудных тел внутри рудоносных горизонтов на мелкие и крупные гнезда, линзы, пласты, изгибающиеся ленты, но все с небольшими параметрами. Лишь длина по простиранию у тонких пластов достигает первых километров; 4) содержание меди в рудных телах невысокое — десятые доли процента—первые проценты, но в гнездах может достигать 1 — 10% меди. Коэффициенты рудоносности (Кр = 0, 07) и концентрации (Кк= 0, 22), самые низкие. Масштаб — от рудопроявлений до мелких, реже средних месторождений. Примеры: Донбасс, Западное Приуралье, Ангаро Ленский район.

Тип Олимпик n Известен один промышленный объект (месторождение Олимпик Дам в Южной Австралии) медистых брекчий и конгломератов. Специфика этого типа заключается в локализации оруденения в толще осадочных брекчий с подчиненным количеством песчано глинистых пород, заполняющих грабен в гранитном фундаменте. Брекчии представляют собой накопления грязевых и каменных потоков, а также фаций озер, седиментогенез сопровождался вулканической деятельностью в виде эксгаляций, лавовых потоков и туфов в верхних частях разреза рудоносной формации.

Тип Олимпик n n Оруденение с большим размахом развития по вертикали (сотни метров) и проявлено в двух формах: стратифицированной (сингенетической или синдиагенетической) и наложенной, контролирующейся трещинами разлома, и занимающей секущее положение по отношению к напластованию. Широко развиты вторичные изменения вмещающих пород: гематитизация, серицитизация, окварцевание, карбонатизация. Общие запасы медных руд в месторождении Олимпик Дам оцениваются 11, 25 млн. т при среднем содержании Cu 2, 5%. Медь ассоциирована с гематитом, кобальт концентрируется в нижней обогащенной пиритом зоне. Уран ассоциирован с медью. Максимальное содержание золота в поздних халькозиновых рудах. Возраст месторождения 1, 5 млрд. лет.

Тип Олимпик n n Оруденение сосредоточено на глубинах 300 — 600 м и прослеживается до глубины 1000 м. Рудное тело имеет пологое залегание, субсогласное с перекрывающей толщей осадков платформенного чехла. По форме рудное тело напоминает «перевернутое блюдце» , лежащее на кровле фундамента, при этом дезинтегрированные граниты фундамента также минерализованы. Залежь месторождения имеет протяженность 1200 м, ширину 600 м, суммарную мощность рудных интервалов 100 — 210 м. Выявлены два типа рудных залежей: стратиформные борнит халькопиритовые и халькозин борнитовые в виде линз и жил. В обеих типах рудных залежей отмечены минералы урана (уранинит, коффинит, реже браннерит), самородное золото и редкоземельные минералы (бастнезит и флоренсит), содержащиеся в цементе брекчии в ассоциации с серицитом, гематитом и флюоритом. Разведанные запасы руды — 450 млн. т со средним содержанием: Cu — 2, 5%, U — 0, 08%, Au — 2 г/т, оксидов редких земель — около 0, 5%.

Медно-колчеданные и цинк-медноколчеданные месторождения n n Медно колчеданные и цинк медно колчеданные месторождения входят в группу колчеданных месторождений, представляя самостоятельные рудные формации. Общей характерной чертой этих месторождений является приуроченность их к складчатым поясам, где они залегают среди вулканогенных и вулканогенно осадочных комплексов. Для них характерно резкое преобладание в рудах пирита при небольшом содержании других сульфидов (халькопирита, сфалерита); мелкозернистое строение руд с типичными колломорфными и метаколлоидными текстурами; преимущественно согласное залегание рудных тел по отношению к напластованию вмещающих пород; частое проявление рудной зональности в пределах рудных тел и месторождений, в связи с чем отдельные тела или их части сложены серно или медно колчеданными или цинк медно колчеданными, либо полиметаллическими рудами.

n n n В группе колчеданных месторождений выделяются следующие рудные формации: 1) существенно пиритовая (маломедистая), часто с повышенным содержанием кобальта; 2) медно колчеданная; 3) цинк медно колчеданная; 4) медно свинцово цинковая колчеданно полиметаллическая. По данным А. И. Кривцова [1978], из всех мировых запасов меди, сосредоточенных в колчеданных месторождениях, 82% связано с медно колчеданными и цинк медно колчеданными формациями и только 18% меди заключено в колчеданно полиметаллических месторождениях.

По палеотектонической позиции, составу вулканогенных формаций и режиму их накопления выделяют пять типов колчеданоносных провинций (Г. А. Твалчрелидзе [1975]): 1) кипрский — в зонах океанических рифтов, выполненных недифференцированными базальтоидами; 2) уральский — в островодужных вулканических поясах с широким развитием в них контрастной (липарит-базальтовой) и непрерывной (базальт-андезит-дацит-липаритовой) вулканогенных формаций и незначительной ролью кислых пород; 3) малокавказский — во вторичных геосинклиналях, развившихся на консолидированной коре и выполненных непрерывной базальт-андезит-дацит-липаритовой формацией и кремнисто-терригенными толщами; 4) рудно-алтайский — в зонах генерации геосинклинального режима на более мощной континентальной коре (срединных массивах) с развитием продуктов контрастной базальтлипаритовой формации и преобладающей ролью вулканитов кислого состава; 5) филизчайский — в сланцевых геосинклиналях с широким развитием известково-терригенных осадков, вулканиты представлены только кислыми породами (дацит-липаритовая формация). Наиболее продуктивными на медно-колчеданное оруденение являются уральский и кипрский типы.

n Cu колчеданные месторождения уральского типа ассоциируют с дифференцированными базальтоидными формациями, формировавшимися в субмаринных областях. Они известны по всему Миру (Канада, Испания (Рио Тинто), Норвегия, Тасмания, Филиппины), но наиболее крупные сосредоточены в России на Урале (месторождения Кисарчинское, Учалинское, Подольское, Блявинское, Красноуральское, Гайское, Дегтярское, Карпушинское и др. ), Северном Кавказе (Урупское, Худесское).

Цветная металлургия Урала На базе средне-верхнепалеозойских медно-колчеданных месторождений Урала создана и развивается медеплавильная промышленность страны.

n n Рудоконтролирующими структурами Cu колчеданных месторождений выступают региональные пояса — тектонические троги, контролируемые глубинными разломами. В их пределах расположены вулкано тектонические депрессии, кальдеры, вулкано купольные структуры, являющиеся рудолокализующими структурами. Так, Гайское Cu колчеданное месторождение на Южном Урале приурочено к многожерловой вулканической постройке, представляющей собой центральный вулкан, сложенный пологолежащими слоями пирокластических образований андезит дацитового и липаритового состава. Сходное положение занимает Учалинское месторождение, размещающееся в сильно дислоцированной в синвулканическое время липаритовой постройки, залегающей на пологом базальтовом основании.

n. В разрезах вулканитов колчеданные залежи занимают вполне определенное положение, приурочиваясь к перерывам вулканической деятельности, отмечаемым локальным накоплением вулканогенноосадочных пород и появлением в разрезах кислых и умеренно-кислых дериватов базальтовой магмы. Роль оснований продуктивных депрессий играют базальтоиды.

n Процессы накопления руд начинаются еще до появления в разрезах кислых вулканитов, колчеданообразование неоднократно проявляется в ходе кислого вулканизма и угасает с его завершением. Такая пространственно временная ассоциация Cu колчеданных месторождений с продуктами кислого вулканизма дает основание исследователям считать, что колчеданные руды и кислые дифференциаты базальтовой магмы обладают общностью причин возникновения. Длительность колчеданообразования оценивается в 10000 ÷ 10000 лет. В большинстве разрезов непрерывной базальт андезит дацит риолитовой формации кислые вулканиты играют существенную роль и колчеданные залежи при этажном расположении контролируются несколькими уровнями, которые фиксируются маломощными горизонтами туфогенных и осадочных пород, свидетельствующих о кратковременных перерывах вулканической деятельности.

n n n Морфология залежей Cu колчеданных руд определяется в слабо преобразованных месторождениях формой депрессионной структуры, в которой происходило рудоотложение, а в преобразованных — теми последующими изменениями (складчатостью, разрывными деформациями, региональным и контактовым метаморфизмом), которым позднее подверглись рудные тела и вмещающие их породы. Минеральный состав Cu колчеданных руд относительно простой: резко преобладает пирит (90— 95%), в меньших количествах присутствует халькопирит и сфалерит (5— 10%), второстепенными являются борнит, галенит и др. Нерудные в подчиненном количестве представлены кварцем, серицитом, хлоритом, карбонатами. Текстура руд чаще массивная, иногда полосчатая, по краям рудных залежей появляется брекчиевая и вкрапленная. Для руд характерны минеральные парагенезисы, последовательно сменяющие друга: 1) пиритовый; 2) халькопиритовый (или борнит пиритовый); 3) халькопирит сфалерит пиритовый.

n Носителями меди в медно колчеданных рудах являются халькопирит и реже гипогенные борнит и халькозин, а также блеклые руды — теннантит и тетраэдрит. Содержание меди в рудах в среднем 1, 5%, цинка 2%. Руды комплексные — они содержат золото (от 0, 2 до 10 г/т), серебро (30— 40 г/т), кадмий, селен, теллур, кобальт.

Продольный разрез месторождения Сибай (Юж. Урал) Месторождение приурочено к Сибайской палеовулканической структуре и связано со среднедевонской контрастной базальт-риолитовой формацией. Рудные тела локализованы в центральной кальдере среди экструзивных кварцевых риолитов и в их контакте с перекрывающими гиалокластитами. Подрудные породы образуют эффузивный купол, риолиты в центральных частях которого имеют массивное, а в кровле — брекчиевидное строение. Рудные тела формировались синхронно с ростом вулканической постройки, о чем свидетельствуют горизонты рудокластов. Судя по находкам остатков фауны, обстановка и механизмы формирования руд были близки наблюдаемым в современных гидротермальных системах рифтовых зон океана. Главные рудные минералы — пирит, сфалерит и халькопирит, второстепенные — мельниковит-пирит, пирротин, магнетит, примеси — теннантит, галенит, арсенопирит, самородное золото, гематит, борнит, энаргит, гринокит,

n В зоне гипергенеза руды Cu колчеданных месторождений подвергаются интенсивному окислению и близ поверхности формируется мощная (до 20— 30 м) железная шляпа, сложенная гидроксидами железа, ярозитом с примазками малахита, азурита. Ниже располагается зона сыпучек (кварцевых, баритовых, пиритовых) мощностью до 60 м и еще ниже, близ уровня грунтовых вод, иногда образуются вторичные сульфаты и сульфиды. Типичной зоны вторичного сульфидного обогащения не возникает, здесь всюду имеется первичный пирит. Вследствие избытка серной кислоты и возникающей при этом сильной кислотной среды сульфаты меди и цинка чаще всего выносятся за пределы месторождения грунтовыми водами.

Сибайский карьер (500 м глубина, диаметр 2 км)

Карьер месторождения Сибай

Карьер Гайского месторождения (Урал)

Техногенный ландшафт месторождения Карабаш (Урал)

Месторождение Рио-Тинто (Испания) локализовано в нижнекаменноугольных осадочно вулканогенных отложениях, выполняющих пологую синклиналь, которая осложнена антиклиналью, образовавшейся на месте вулкано купольной постройки. Оруденение приурочено к этой структуре и сосредоточено в пачке пирокластических пород кислого состава. Рудное тело имеет сложную форму: в верхней части – это согласная пластовая залежь массивных колчеданно полиметаллических руд, значительно эродированных, а в нижней – штокверк прожилково вкрапленных Cu колчеданных руд.

n Месторождение Рио-Тинто связано с кислыми дифференциатами нижнекаменноугольного вулканизма. На путях движения гидротермальных растворов при температуре от 400ºС и ниже образовались прожилково вкрапленные Cu колчеданные руды. При выходе этих растворов на дно моря в субмаринных условиях при температуре 100ºС и ниже сформировались слоистые колчеданно полиметаллические руды гидротермально осадочного генезиса [Смирнов, 1978].

n n n Для России важное значение по запасам и добыче Cu имеют магматические месторождения, среди которых выделяется два неравноценных типа: 1) сульфидные медно-никелевые месторождения базит-гипербазитовых формаций; 2) медно-титановые (или V-Fe-Cu) месторождения в габброидах. В месторождениях первого типа сосредоточено 1, 8% запасов меди зарубежных стран. Значительно более существенное значение они имеют в балансе запасов и добычи меди в России (почти 45%). Два из этих месторождений — Талнахское и Октябрьское — относятся и числу уникальных по запасам меди. Такого же типа известнейшее месторождение Сёдбери в провинции Онтарио в Канаде.

Геологическая схема месторождения Сёдбери (Канада)

n n Месторождения района Сёдбери (провинция Онтарио, Канада) – крупнейшее в мире. За более чем 100 лет эксплуатации здесь добыто более 7 млн. т. никеля, 4. 2 млн. т меди, 207 тыс. т. кобальта, 620 т металлов группы платины, 400 т золота, 250 т серебра. Однако запасы металлов не исчерпаны. Месторождения приурочены к протерозойскому лополитоподобному интрузиву Сёдбери, имеющему вид эллиптического кольца толщиной до 0, 6 км. Длина массива 60 км, ширина 27 км. Строение интрузивного кольца зональное, сложено оно норитами, кварцевыми габбро и гранофирами. От норитового кольца отходят радиальные дайки. Многочисленные медно никелевые месторождения приурочены к внешнему контакту интрузива. Наиболее крупные из них (Фруд Стоби, Меррей, Крейтон, Гарсон и др. ) расположены в основании норитов вдоль юго восточного контакта. Одно из крупнейших в мире тело сульфидных руд месторождения Фруд приурочено к дайкообразному массиву кварцевых диоритов. Длина рудного тела 3 км, мощность 45 120 м, а на глубине оно прослежено на 1200 м. Руды вкрапленные, брекчиевые, массивные; сложены пирротином, пентландитом, халькопиритом, кубанитом. В них присутствует арсениды и сульфоарсениды никеля, галенит, сперрилит. Руды богаты платиноидами и золотом (1 4 г/т).

n n Медно-титановые месторождения немногочисленны и невелики по запасам Cu. Они связаны с дифференцированными массивами габброидов платиноносного пояса Урала. Наиболее известное и типичное — крупное Волковское месторождение на Урале, в котором заключено 2, 5% общероссийских запасов меди. Оно приурочено к одноименному габбровому массиву (габбро перидотитовая формация). Вертикальная зональность массива обусловлена положением кварцевых диоритов и диоритов в верхней части разреза, пироксеновых габбро — в средней, а оливин и гиперстенсодержащих — в нижней.

Схема строения Волковского месторождения (Урал) Медносульфидное оруденение тяготеет к сводовой части антиклинальной складки, приурочено к пироксеновым габбро и располагается несколько выше титаномагнетитовых руд, частично совмещаясь с ними.

Титаномагнетитовые апатитсодержащие руды имеют вкрапленный и шлировый характер. Медные руды образуют зону, согласную с расслоенностью вмещающих пород, протяженностью свыше 3 км. Зона состоит из многочисленных параллельно расположенных линзовидных залежей. На месторождении насчитывается свыше 200 рудных тел, большая часть из которых сложена медносульфидными, титаномагнетитовыми и апатитовыми рудами. Главные минералы руд — борнит, халькопирит, немного халькозина, ванадийсодержащий титаномагнетит, апатит, второстепенные минералы — пирротин, пирит, сфалерит, галенит. Медносульфидное оруденение имеет также вкрапленный характер, изредка встречаются поздние прожилки халькопирита. Среднее содержание меди 0, 65%. Имеются убедительные свидетельства более поздней кристаллизации рудных минералов по отношению к породообразующим. Главным промышленным компонентом является Cu, существенное значение имеют также Fe, V, Ti, P. Отмечены примеси Au, Ag, Pd, Se, Te. На месторождении развита зона окисления, частично отработанная еще в прошлом столетии.

Карьер старейшего Cu-колчеданного месторождения Фалуна (Швеция)

Зона окисления колчеданно-полиметаллического Каменушинского месторождения (Салаир)

n Первоначально медь добывали из окисленной (малахитовой) руды, а не из сульфидной, т. к. она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди.

Азурит

Малахитовые красоты Урала и Африки

Спасибо за внимание!