Медно-порфировые месторождения

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 

Факультет вечернего и заочного образования 

Кафедра ________________________________ 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ  РАБОТА 

по дисциплине: «Основы минералогии»

на тему: «Медно-порфировые месторождения» 
 
 
 
 
 

                                   Руководитель работы 

                                                                  ___________________П.В. Панкратьев

                                                                  «_____»  _________________ 2011 г. 

                                                                 Исполнитель

                                                                 студент группы 07 З-ГНГ-1

                                                                 ____________________А.С. Абалмасов

                                                                 «_____»  _________________ 2011 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оренбург 2011

Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Введение 
 

       Медь – один из важнейших металлов в  промышленности любой страны Мира и устойчиво входит в первую десятку важнейших полезных ископаемых, так называемых стратегических металлов. Начиная с 30-50-х годов прошлого века, из числа основных типов месторождений меди медно-порфировые переходят в ранг главенствующих, что обусловлено рядом причин, но прежде всего возможностью организации отработки их открытым способом.

        Медно-порфировые месторождения содержат лишь 5–10% рудных минералов: халькопирита, пирита, борнита, теннантита, сфалерита, молибденита, рассеянных в горной породе в виде отдельных зерен – «порфировых» выделений и тонких прожилков. Система пересекающихся прожилков рудных минералов образует сетчатую или штокверковую текстуру руды. Рудная минерализация обычно развита в интрузивной породе: граните, диорите, кварцевом порфире, реже в габбро, а также распространяется на боковые вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы. Горные породы, вмещающие медно-порфировую минерализацию, в той или иной степени замещены вторичными минералами: хлоритом, серицитом, карбонатом, эпидотом, актинолитом, биотитом. Содержание в рудах полезных металлов составляет (%): меди – 0,3–0,6, цинка – 0,1–0,2, молибдена – 0,1-0,01.

         Медно-порфировые месторождения  образовались гидротермальным способом в связи с остыванием материнских интрузий и сопровождающих их флюидов. Рудоносные интрузии имеют небольшие размеры, составляющие сотни метров и первые километры. Они ассоциируют обычно с вулканическими породами. Предполагается, что эти интрузивы образовались под вулканами на глубинах 1–3 км. Рудная минерализация, как правило, не охватывает весь интрузивный массив, а приурочена лишь к краевой части последнего, осложненной разрывными нарушениями.

       До  настоящего времени медно-порфировые месторождения не эксплуатировались в связи с низкими содержаниями меди. Однако некоторые из них имеют большие размеры и значительные запасы меди. Запасы меди в некоторых из  месторождений оцениваются в сотни тысяч тонн. Большой объем исследований на медно-порфировых месторождениях выполнили сотрудники Института геологии и геохимии А.И. Грабежев, В.А. Чащухина, В.Н. Сазонов, В.П. Молошаг, изучавшие минеральный состав руд, околорудные метасоматиты, зональность рудной минерализации, петрологию и петрохимию материнских пород. Изучением медно-порфировых месторождений занимались также геологи других организаций: С.Т. Агеева, Е.А. Белгородский, А.Г. Волчков, В.И. Воробьев, Б.Д. Магадеев, О.В. Минина, Л.Н. Ромашова, М.И. Русинов, А.К. Тимергазина, В.В. Юриш. 
 
 

1. Геологическая характеристика месторождений

       Массивы медно-порфировых месторождений, преимущественно кварцдиоритового состава, приурочены к бортовым частям субмеридиональных вулканогенных мегазон.

       Медно-порфировые месторождения свойственен ряд особенностей: связь оруденения с порфировыми интрузиями гранитоидного состава; прожилково-вкрапленный штокверковый характер минерализации, развитой в эндо- и экзоконтактовых зонах порфировых штоков; устойчивый минеральный состав руд (главные минералы – пирит, халькопирит, магнетит, молибденит); относительно низкие содержания меди в первичных рудах; выдержанная зональность оруденения и гидротермально измененных пород; крупные и гигантские масштабы; комплексный многометальный состав руд, их высокая технологичность, пригодность для отработки большими карьерами. Они заключают 61,9% мировых подтвержденных запасов.

       Наблюдается зависимость состава руд от состава  рудоносных интрузий, в связи с чем выделяются молибден-медно-порфировые, медно-молибден-порфировые, собственно молибден-порфировые, медно-порфи-ровые и золото-медно-порфировые.

       Рудные  тела медно-порфировых месторождений располагаются в апикальной части рудоносных штоков: 65% в эндоконтактовых зонах, 25% - в их ближайшем экзоконтакте (300-500 м), 10% - в далеком экзоконтакте (500-1500 м). Они представляют собой систему пересекающихся прожилков и рассеянной рудной вкрапленности среди гидротермально измененных пород рудоносных штоков и вмещающих образований. Форма штокверков в плане различна, чаще всего это изометричные тела, овальные, кольцевые, иногда линейно-вытянутые. Рудные тела не имеют четких границ и оконтуриваются по данным опробования.

       В качестве попутных компонентов, кроме Mo и Au, из руд извлекают Ag, As, Se, Te, Re и другие элементы.

       Медно-порфировым месторождениям свойственна зональность. Центральные зоны характеризуются слабым проявлением Cu-Mo оруденения. Внутренние зоны окружают центральные в виде колпака. Здесь наблюдаются процессы интенсивного окварцевания, серицитизации, хлоритизации пород. В этих зонах сосредоточены основные промышленные концентрации медных и медно-молибденовых руд. Внешние зоны характеризуются  развитием аргиллизации, алунитизации, интенсивной пропилитизации вмещающих пород. В этих зонах локализована в основном жильная полиметаллическая минерализация. Важную роль для оценки меднопорфировых месторождений играет развитие процессов окисления, формирующих вторичную вертикальную зональность руд. Зона окисления сложена малахитом, азуритом, купритом, хризоколлой; зона вторичного сульфидного обогащения, мощность которой иногда достигает 200-300 м, сложена халькозином, ковеллином. В последней зоне содержание меди в 1,5-2,5 раза выше, чем в первичных рудах.

       Меднопорфировые месторождения широко распространены. В мире их известно около 150. Выделяется три пояса распространения меднопорфировых месторождений: Тихоокеанский (Чили, Перу, США, Мексика, Канада), здесь сосредоточена преобладающая часть запасов; Средиземноморский (Югославия, Болгария, Армения, Турция, Иран, Афганистан); Казахстано-Монгольский (Казахстан, Узбекистан, Китай). В числе наиболее известных месторождений могут быть названы Коунрад (Казахстан), Песчанка (Россия), Чукикамата, Эль-Тениенте (Чили), Бингем (США) и др.

       Возраст порфировых месторождений – от докембрийского до четвертичного, но преимущественно мезозойский и кайнозойский. В Тихоокеанском рудном поясе преобладают третичные месторождения (таблица 1). 

       Таблица 1 - Cu-Au-порфировые месторождения Тихоокеанского рудного пояса 

       Классические  провинции медно-порфировых месторождений  сформировались в двух геодинамических обстановках: континентальных вулканогенных поясов и вулканических островных дуг. 
 
 

2. Современное  состояние и возможное  развитие медно-порфировых месторождений в России

       Цветные металлы, как и попутные компоненты, добывающиеся из колчеданных и Cu- порфировых месторождений, хотя и являются высоколиквидными на мировом рынке, но не принадлежат к дефицитной группе полезных ископаемых Российской МСБ.

       По  разведанным запасам и прогнозным ресурсам основных металлов (Cu, Pb, Zn, Mo) колчеданных и порфировых месторождений Россия входит в десятку лидирующих в мире стран. Однако по добыче, а главное по потреблению этих металлов, наша страна заметно уступает развитым странам и, в частности, США (таблица 2). 

       Таблица 2 - Современное состояние минерально-сырьевой базы Cu России 

       Медно-порфировые месторождения распространены в Тагило-Магнитогорской и Восточно-Уральской зонах, где расположены на площадях, сложенных вулканитами девонского и каменноугольного возраста. В Западной зоне (Магнитогорский прогиб) находятся Салаватское и Вознесенское месторождения. В Центральной рудоносной зоне (Восточно-Уральская структурно-формационная зона) расположены две группы медно-порфировых месторождений:

1. Биргильдинская (Биргильдинское, Томинское, Березняковское и Зеленодольское);
2. Новониколаевская (Тарутинское, Новониколаевское и Михеевское).

       Рудная  минерализация Центральной рудоносной зоны разнообразна по составу. На некоторых  месторождениях, кроме меди, присутствуют промышленные содержания цинка, золота и серебра. В Восточной рудоносной зоне, включающей Баталинское, Бенклинское и Южно-Бенкалинское месторождения, в рудах присутствует повышенное содержание молибдена (0,1 %). Запасы меди в некоторых из перечисленных выше месторождений оцениваются в сотни тысяч тонн: Салаватское – 500 тыс. т Cu, Михеевское – 1,5 млн т Cu. В этом году начаты вскрышные работы на Михеевском месторождении.

       Рост  производства меди возможен за счет:

       (1) увеличения добычи на 20 % из Cu-Ni месторождений Норильской группы;

            (2) разработки медистых песчаников Удокана;

       (3) медно-скарново-порфировых Быстринского  и Култуминского месторождений в Забайкальском крае;

       (4) медно-порфировых Михеевского и  Томинского – в Челябинской  области;

       (5) медно-порфировых месторождений Аксугского и Кызыл-Чадрского – в Республике Тыва;

       (6) медно-порфировых месторождений  Песчанка и Находка – в Чукотском АО;

       (7) медно-молибден-порфировых месторождений  Кони-Пъягинской группы – в  Магаданской области;

       (8) медно-порфировых месторождений  Хим-Кирганинской зоны – в  Камчатском крае;

        (9) колчеданных месторождений Урской группы – в Кемеровской области и Кызыл-Дире – в Дагестане.

       Несмотря  на низкое содержание меди в руде, при  добыче медно-порфировых руд открытыми карьерами они могут рентабельно отрабатываться. Однако в настоящее время на некоторых месторождениях Центральной рудоносной зоны проводятся лишь разведочные работы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Перспективы колчеданных и Cu-Mo-Au-порфировых месторождений в подвижных поясах Северо-Востока России

       В современных экономических условиях Северо-Востока России большая часть  выявленных колчеданных и Cu-Mo-порфировых месторождений и проявлений не имеет перспективы промышленного освоения. Однако металлогенические пояса и зоны этих месторождений играют исключительно важную роль в прогнозировании и богатых потенциально промышленных золото-серебряных эпитермальных месторождений.

       Вулканогенные пояса и оперяющие их перивулканические  зоны тектоно-магматической активизации (ТМА) образуют в пределах Северо-Востока одну из крупнейших в мире металлогенических провинций с полихронным и разнообразным по составу вулканогенно-плутоногенным оруденением (рис. 1). 

       Рисунок 1 – Схема распределения разновозрастных вулкано-плутонических (подвижных) поясов на Северо-Востоке России. 

       Это позволяет по-новому взглянуть на закономерности пространственного размещения колчеданного и Cu-Mo-Au-порфирового оруденения.

       Согласно  концепции аккреционной тектоники  Северо-Восток в мезо-кайнозойское время представлял собой динамично развивающуюся активную континентальную окраину, что нашло свое отражение в формировании восьми последовательно развивавшихся с северо-запада на юго-восток постаккреционных вулканических поясов. Шесть из них развивались параллельно современному положению Курило-Камчатского глубоководного желоба (рис. 1): позднеюрско-раннемеловой Удско-Мургальский (УМВП), позднемеловой-палеогеновый Охотско-Чукотский (ОЧВП), эоцен-олигоценовый Корякско-Западно-Камчатский (КЗКВП), олигоцен-четвертичный Центрально-Камчатский (ЦКВП), плиоцен-четвертичный Восточно-Камчатский (ВКВП). А Уяндино-Ясаченский (УЯВП), Олойский (ОВП) и Южно-Анюйский (ЮАВП) расположены параллельно северной палеоокраине континента в позднеюрское время (рис. 1). В пределах Омолонского кратонного террейна известен доаккреционный позднепалеозойский Кедонский краевой вулканогенный пояс (КВП). Последовательное омоложение вулканических поясов, начиная с раннего мела, соответствует смещению в сторону Тихого океана системы вулканическая дуга-желоб.

       Все перечисленные вулканогенные пояса  и сопровождающие их зоны ТМА перспективны на выявление Cu-Mo-Au-порфировых месторождений. Эту возможность подтверждают установленные в их пределах многочисленные рудопроявления (табл. 3). Вместе с тем только вулканогенные пояса, которые формировались в обстановке островной дуги (УМВП, УЯВП, ОВП и КЗКВП) перспективны на выявление колчеданных месторождений типа ≪Куроко≫ (рис. 1).

       Было  установлено также, что в рассматриваемых вулканогенных поясах в пределах медно-молибден-порфировых и колчеданных рудных районов распространены месторождения золото-серебряного (Au/Ag –0–,1) и серебряного (Au/Ag –0,1–.01) подтипов соответственно, а в связи с базит-ультрабазитовыми комплексами – золото-серебро-теллуридного подтипа, с залежами железистых кварцитов – золотого (Au/Ag –0) подтипа, а в оловорудных районах преобладают существенно серебряные (Au/Ag –0,01– 0,001 и ниже) с золотом месторождения.

       Наиболее  изученным из всех рассмотренных  выше вулкано-плуточнических поясов на Северо-Востоке России является ОЧВП. Все структуры ОЧВП потенциально рудоносны. Однако рудоносные зоны вулканогенных структур фрагментарно изучены лишь в южной части Охотского, во внешней части Центрально-Чукотского и крайне незначительно во внутренней части Анадырского секторов ОЧВП.

       Порфировое  и эпитермальное оруденение (Cu-Mo, Sn-Ag, Au-Pb-Zn-Ag, Sb-Hg), характерное для ОЧВП, обладает определенными элементами однородности во всех вулканно-плутонических структурах независимо от характера их основания (фундамента).

       Это тесно связано с физико-химическими условиями минералообразования (близповерхностные или перманентно раскрывающиеся вулканогенные гидротермальные системы) и определяет также масштабную экстенсивность гидротермальных изменений пород и рудопроявлений. Вместе с тем интенсивность порфирового и эпитермального оруденения (крупные месторождения) определяется унаследованностью от рудоносных структур гетерогенного основания ОЧВП. 

       Таблица 3 – Металлогеническая специализация вулканоплутонических поясов Северо-Востока России 

       В заключение отметим, что колчеданные  и Cu-Mo-Au-порфировые месторождения подвижных поясов в XXI веке будут важнейшими источниками цветных металлов в России. Об этом свидетельствуют проведенные прогнозные исследования на Северо-Востоке России, где, учитывая слабую изученность вулканогенных поясов и зон ТМА, весьма реальны перспективы открытия не только мелких и средних, но и крупных колчеданных и Cu-Mo-Au-порфировых месторождений и их сателлитов.

       При прогнозировании колчеданных и Cu-Mo-Au-порфировых месторождений и их сателлитов существует необходимость применения новых (инновационных) методов выделения металлогенических зон, сформировавшихся на автономных блоках фундамента; в реконструкции глубинного строения типовых рудных районов на основе сейсмических данных; в использовании новых приемов комплексного геолого-геофизического изучения разномасштабных картографических материалов (ГИС); в оригинальной компьютерной технологии дешифрирования космоснимков; в использовании результатов регионального и локального морфоструктурного анализа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Список  использованной литературы 
 

       1. Викентьев И. В. Условия формирования  и метаморфизм колчеданных руд. М.: Научный мир. 2004. 340 с.

       2. Волков А. В., Савва Н. Е., Сидоров  А. А. и др. Закономерности размещения и условия образования Cu-Au-порфировых месторождений Северо-Востока России.//Геология рудн. месторождений 2006. Т. 48, № 6. С. 512–539.

       3. Грабежев А.И., Кузнецов Н.С., Пужаков В.А. Рудно-метасоматическая зональность медно-порфировой колонны натриевого типа (парагонит-содержащие ореолы Урала). Екатеринбург: ИздHво УГГГА, 1998. 172 с.

       4. Медноколчеданные месторождения Урала. Геологическое строение.   Свердловск: УрО АН СССР, 1988. 239 с.

       5. Серавкин И.Б. Вулканизм и колчеданные месторождения Южного Урала. М.: Наука, 1986. 268 с.