Порфирлі мыс кен орны - Porphyry copper deposit

Morenci шахтасы 2012 ж. ашық карьер. Үстіңгі орындықтардағы қызыл жыныстар, ал артқы бөліктер шайылған қақпақ. Шұңқырдың түбі аралас оксидті-сульфидті аймақта орналасқан сияқты, сонымен қатар алдыңғы қатардағы екі жүк көлігі де осыған жүгінеді. Суретті үлкейту үшін басыңыз.
Бингем каньонының шахтасы Шұңқырда көрінетін сұр жыныстардың барлығы дерлік бастапқы сульфидті кен аймағында.

Порфирлі мыс кен орындары болып табылады мыс руда денелер пайда болады гидротермиялық сұйықтықтар ол көлемдіден бастау алады магма камерасы кен орнының өзінен бірнеше шақырым төмен. Жыртқыштық немесе сол сұйықтықпен байланысты тік бөгеттер порфиритті интрузивті жыныстар депозиттің осы түрі өз атауын алады. Кейінгі сатыларда метеориялық сұйықтықтар -мен өзара әрекеттесуі мүмкін магмалық сұйықтықтар. Келесі конверттер гидротермиялық өзгеріс Әдетте таралған рудалы минералдардың өзегін қоршауға алады штокверк -шаш сызығының сынуы мен тамырларын қалыптастыру. Порфирлі рудалар үлкен көлемге ие болғандықтан, мыс концентрацияларынан 0,15% -ға дейін үнемді бола алады. мыс сияқты қосалқы өнімнің экономикалық мөлшері болуы мүмкін молибден, күміс, және алтын. Кейбір шахталарда сол металдар негізгі өнім болып табылады.

Ірі карьерлерден төмен сұрыпты мыс порфирлі кен орындарының алғашқы өндірісі шамамен 20-шы ғасырдың басына қарай бу күректерінің енуімен, теміржолдардың салынуымен және нарықтағы сұраныстың өсуімен сәйкес келді. Кейбір кеніштер құрамында жеткілікті алтын немесе молибден бар, бірақ мыс аз немесе жоқ порфирлі кен орындарын пайдаланады.

Порфирлі мыс кен орындары қазіргі кезде мыс рудасының ең ірі көзі болып табылады. Белгілі порфирлердің көпшілігі: батыста шоғырланған Оңтүстік және Солтүстік Америка және Оңтүстік-Шығыс Азия және Океания - бойымен Тынық мұхит от сақинасы; The Кариб теңізі; оңтүстік орталық Еуропа және шығыс айналасындағы аймақ түйетауық; ішіндегі шашыраңқы аймақтар Қытай, Таяу, Ресей, және ТМД мемлекеттері; және шығыс Австралия.[1][2] Тек бірнешееуі анықталған Африка, жылы Намибия[3] және Замбия;[4] ешқайсысы белгілі емес Антарктида. Мыс порфирлерінің ең үлкен концентрациясы солтүстікте Чили. Ірі порфирлі кен орындарын пайдаланатын барлық шахталар өндіреді ашық шұңқырлар.

Геологиялық шолу

Геологиялық фон және экономикалық маңызы

Порфирлі мыс кен орындары қазіргі уақытта әлемдік сұранысты қанағаттандыру үшін өндірілетін мысдың маңызды көзі және негізгі көзі болып табылады.[5] Геологиялық деректерді жинау арқылы порфирлі шөгінділердің көп бөлігі екендігі анықталды Фанерозой жасы бойынша және шамамен 1 - 6 километр тереңдікте орналасты, тік қалыңдығы орта есеппен 2 километр.[5] Фанерозой бойында шамамен 125895 порфирлі мыс кен орындары пайда болды; дегенмен олардың 62% -ы (78106) көтерілу және эрозиямен жойылды.[5] Сонымен, жер қыртысында 38% (47,789) қалады, оның ішінде 574 белгілі жер қойнауы бар.[5] Жердегі порфирлі мыс кен орындарында шамамен 1,7 × 10 болады деп есептеледі11 тонна мыс өндірілді, бұл 8000 жылдан астам әлемдік шахта өндірісіне тең.[5]

Порфирлі шөгінділер мысдың маңызды ресурсын білдіреді; дегенмен, олар алтын мен молибденнің маңызды көздері болып табылады - порфирлі шөгінділер соңғысының басым көзі болып табылады.[6] Жалпы, порфирлі шөгінділер кен рудасының минералдануының төмен дәрежесімен, тамырмен қоршалған порфиритті интрузивтік кешенмен сипатталады. штокверк және гидротермиялық брекчиалар.[7] Порфирлі шөгінділер доғаға байланысты жағдайда түзіледі және субдукциялық аймақ магмаларымен байланысты.[6] Порфирлі шөгінділер дискретті минералды провинцияларда шоғырланған, бұл олардың қандай да бір формасы бар екенін білдіреді геодинамикалық порфир түзілуіне әсер ететін бақылау немесе жер қыртысының әсері.[7] Порфирлі шөгінділер түзу сызықты, ороген - параллель белбеулер (мысалы Анд жылы Оңтүстік Америка ).[8]

Порфирлі шөгінділер шоғырланған немесе оған артықшылық берілген дискретті уақыт кезеңдері де бар сияқты. Мыс-молибден порфирлі шөгінділер үшін түзілім үш уақыт аралығында кең шоғырланған: Палеоцен -Эоцен, Эоцен-Олигоцен және орта Миоцен -Плиоцен.[7] Порфирия үшін де эпитермальды алтын кен орындары, олар әдетте миоценнен бастап орта кезеңге дейінгі кезеңге жатады Соңғы кезең.,[7] дегенмен, ерекше ерекшеліктер белгілі. Порфирлі кен орындарының көпшілігінің жасы 20 миллион жылдан аспайды.[7] дегенмен Жаңа Оңтүстік Уэльстегі 438 миллион жылдық Кадиа-Риджуэй кен орны сияқты ерекше ерекшеліктер бар. Бұл салыстырмалы түрде жас жас депозиттің осы түрін сақтау әлеуетін көрсетеді; өйткені олар әдетте деформация, көтерілу және эрозия сияқты өте белсенді тектоникалық және геологиялық процестердің аймақтарында орналасқан.[7] Алайда, кен орындарының көпшілігіне қарай 20 миллион жылдан аспайтын қисаюы, кем дегенде, ішінара барлау әдіснамасы мен модельдік болжамдардың артефактісі болуы мүмкін, өйткені бұған дейін тек жартылай қалдырылған немесе жартылай зерттелмеген аудандарда үлкен мысалдар белгілі. жартастардың көне жасы деп санаған, бірақ кейінірек оларда әлдеқайда көне порфирлі мыс шөгінділерінің ірі, әлемдік деңгейдегі мысалдары табылған.[дәйексөз қажет ]

Магмалық және мантиялық процестер

Жалпы, ірі порфирлі шөгінділердің көпшілігі байланысты кальций-сілтілі алтынға бай ірі кен орындарының кейбіреулері жоғары К-сілтілі магмалық композициялармен байланысты болғанымен, интрузиялар.[7] Порфирлі мыс-алтынның әлемдік деңгейдегі көптеген кен орындары жоғары К немесе шошонит интрузияларына ие, мысалы Бингем мыс-алтын кеніші АҚШ-та, Грасберг мыс-алтын кеніші Индонезияда, Northparkes мыс-алтын кеніші Австралияда, Мыс-алтын кеніші Моңғолияда және Песчанка мыс-алтын перспективасы Ресейде.[9]

Порфирдің түзілуіне жауап беретін магмалар шартты түрде пайда болады деп есептеледі жартылай еру субдукциядан кейінгі жоғарғы бөлік, теңіз суымен өзгеретін тоқтап тұрған плиталар.[10] Жас, қалқымалы плиталардың таяз субдукциясы ішінара балқу арқылы адакит лаваларын өндіруге әкелуі мүмкін.[6] Сонымен қатар, метасоматизацияланған мантия сыналары жоғары өнім бере алады тотыққан нәтижесінде сульфидті минералдар руда минералдарын (мыс, алтын, молибден) шығарады, содан кейін оларды жер қыртысының жоғарғы деңгейіне дейін жеткізуге болатын жағдайлар.[10] Мантия балқуын конвергенттен трансформацияланған шеттерге ауысу, сондай-ақ субдукцияланған плитаның тік және траншеялық шегінуі арқылы қоздыруға болады.[10] Алайда, ең соңғы сенім - дегидратация кезінде пайда болады блюзист -эклогит ауысу ішінара балқытудан гөрі көптеген субдукцияланған плиталарға әсер етеді.[6]

Сусыздандырудан кейін плитадан еріген заттарға бай сұйықтықтар бөлініп, үстіңгі қабатын метасоматизациялайды мантия сыны туралы МОРБ - тәрізді астеносфера, оны ұшпа заттармен және ірі ионды литофильді элементтермен байыту (LILE).[6] Қазіргі наным - ұрпақ андезиттік магмалар көп сатылы, жер қыртысының балқуы мен біріншіліктің ассимиляциясын қамтиды базальт магмалар, жер қыртысының негізіндегі магмаларды сақтау (астарлау жоғары, мафиялық магма, көтерілуімен) және магманың гомогенизациясы арқылы жүреді.[6] Төменгі асты магма жер қыртысының негізіне көп жылу қосады, осылайша жер қыртысының балқуы мен төменгі қабатты жыныстардың ассимиляциясын туғызады, интенсивті өзара әрекеттесу аймағын жасайды мантия магма және жер қыртысының магмасы.[6] Біртіндеп дамып келе жатқан бұл магма ұшпа, күкірт және үйлеспейтін элементтермен байытылатын болады - бұл кен шөгіндісін құруға қабілетті магманың пайда болуы үшін тамаша үйлесім.[6] Осы кезден бастап порфирлі шөгінді эволюциясында магманың тасымалдануына мүмкіндік беріп, оның жер қыртысының жоғарғы деңгейінде орналасуын қамтамасыз ететін идеалды тектоникалық және құрылымдық жағдайлар қажет.

Тектоникалық және құрылымдық бақылау

Порфирлі шөгінділер байланысты болғанымен доға жанартауы, олар қоршаған ортаға тән өнімдер емес. Тектоникалық өзгеріс порфирдің түзілуіне себепші болады деп саналады.[7] Порфирдің дамуын тудыратын бес негізгі фактор бар: 1) магманың жер қыртысы арқылы көтерілуіне кедергі, 2) нәтижесінде үлкенірек таяз магма камерасы 3) жақсартылған фракция магманың ұшпа қанығуымен және магмалық-гидротермиялық сұйықтықтардың пайда болуымен қатар, 4) сығымдау бұтақтардың қоршаған тау жыныстарына енуін шектейді, осылайша сұйықтықты бір қорға шоғырландырады, 5) тез көтерілу мен эрозия декомпрессияға және тиімді, ақырында шөгуге ықпал етеді руда.[11]

Порфирлі шөгінділер әдетте аймақ болып табылатын аймақтарда дамиды төмен бұрышты (жалпақ плита) субдукция.[7] A субдукция аймағы қалыптыдан жазыққа, содан кейін қалыпты субдукцияға өту порфирлі шөгінділердің пайда болуына әкелуі мүмкін бірқатар эффекттерді тудырады. Бастапқыда сілтілік магматизм, горизонтальды қысқару, гидратация төмендейді литосфера жалпақ плитаның үстінде және жылу ағыны төмен.[7] Қалыпты субдукцияға оралғаннан кейін, ыстық астеносфера тағы да гидратталған мантиямен әрекеттесіп, дымқыл балқуды туғызады, мантия балқымалары өткен сайын жер қыртысының еруі жүреді, ал жылу ағынының жоғарылауына байланысты литосфералық жұқару және әлсіреу пайда болады.[7] Субдуктивті тақтаны асемикалық жоталармен, теңіз тізбектерімен немесе мұхиттық үстірттермен көтеруге болады - бұл порфирлі кен орнын игеруге қолайлы жағдай жасай алады.[7] Субдукция аймақтары мен жоғарыда аталған мұхиттық ерекшеліктердің өзара әрекеттесуі белгілі бір аймақта бірнеше металлогендік белдеулердің дамуын түсіндіре алады; өйткені субдукция аймағы осы белгілердің бірімен өзара әрекеттескен сайын кен генезисіне әкелуі мүмкін.[7] Ақырында, мұхиттық арал доғаларында жоталардың субдукциясы тақталардың тегістелуіне немесе доғаның өзгеруіне әкелуі мүмкін; ал континенттік доғаларда ол кезеңдерге әкелуі мүмкін Тегіс тақта субдукциясы.[7]

Доғаны қалпына келтіру соқтығысқан оқиғадан кейін, Тынық мұхитының оңтүстік-батысында порфирлі шөгінділердің пайда болуынан сәл бұрын пайда болғаны көрсетілген.[12] Доғаның кері бұрылуы арал доғасы мен басқа арал доғасының, континенттің немесе мұхит үстіртінің соқтығысуынан болады.[10] Соқтығысу субдукцияның аяқталуына әкелуі мүмкін және осылайша мантияның еруіне әкелуі мүмкін.[10]

Порфирлі шөгінділерде олардың түзілуіне қажетті құрылымдық бақылау жоқ; үлкен болса да ақаулар және сызықтар кейбіреулерімен байланысты.[10][13] Доғалық ақаулық жүйелерінің болуы пайдалы, өйткені олар порфирдің дамуын локализациялай алады.[8] Сонымен қатар, кейбір авторлар континенттік масштабтағы траверстік бұзылу аймақтары мен доғалық параллель құрылымдар арасындағы қиылыстардың пайда болуы порфирлік түзілумен байланысты екенін көрсетті.[8] Бұл іс жүзінде Чилидің жағдайы Лос Бронсес және El Teniente порфирлі мыс шөгінділері, олардың әрқайсысы екі ақаулар жүйесінің қиылысында орналасқан.[13]

Сипаттамалары

Кокстан, (1986 ж.) АҚШ Геологиялық қызметі бюллетені 1693

Порфирлі мыс кен орындарының сипаттамаларына мыналар жатады:

  • Рудалық денелер көптеген интрузиялармен байланысты дамба туралы диорит дейін кварц монзониті порфиритті текстурасы бар композиция.
  • Бречия бұрыштары немесе жергілікті дөңгелектенген фрагменттері бар аймақтар әдетте интрузивтермен байланысты. The сульфид минералдану әдетте фрагменттер арасында немесе олардың ішінде жүреді. Бұл брекчия аймақтары әдетте гидротермиялық сипатқа ие, және малтатас бөгеттерінде көрінуі мүмкін.[14]
  • Шөгінділердің әдетте сыртқы қабаты болады эпидот - хлорит минералдардың өзгеру аймағы.
  • A кварц - серицит өзгеру аймағы әдетте орталыққа жақын жерде пайда болады және басып шығаруы мүмкін.
  • Орталық потас екінші реттік аймақ биотит және ортоклаз альтерация көбінесе кеннің көп бөлігімен байланысты.
  • Сынықтарды көбінесе сульфидтер немесе кварц толтырады немесе жабады тамырлар сульфидтермен. Бір-біріне жақын орналасқан бірнеше бағыттағы сынықтар, әдетте, ең жоғары сортты кенмен байланысты.
  • Порфирлі мыс шөгінділерінің жоғарғы бөліктеріне ұшырауы мүмкін суперген байыту. Бұл жоғарғы бөліктегі металдарды ерітіп, оларды судың төменгі деңгейіне дейін түсіреді, сонда олар тұнбаға түседі.

Порфирлі мыс кен орындары әдетте өндіріледі карьер әдістер.

Мысалдар

Мексика

Чили

Перу

АҚШ

Индонезия

Австралия

Папуа Жаңа Гвинея

Басқа

Мыстан басқа металдарға арналған порфирлі типтегі кен орындары

Порфирлі шөгінділерде пайда болатын жалғыз металл емес. Сондай-ақ, негізінен өндірілетін порфир рудаларының кен орындары бар молибден, олардың көпшілігінде өте аз мыс бар. Порфирлі молибден шөгінділеріне мысалдар болып табылады Климакс, Урад, Таулы Эммондар және Хендерсон орталықтағы депозиттер Колорадо; Ютадағы Ақ қарағай мен қарағай тоғайы кен орындары[21][22]; The Квеста солтүстіктегі кен орны Нью-Мексико; және Британдық Колумбиядағы Эндако.

АҚШ-тың Геологиялық қызметі классификацияланған Хоролк және Катави қалайы шөгінділері Боливия сияқты порфирлі қалайы шөгінділері.[23]

Мұхиттық қабық ортасында мыс порфирінің кейбір шөгінділері, мысалы Филиппиндер, Индонезия, және Папуа Жаңа Гвинея, алтынға жеткілікті бай болғандықтан, олар мыс-алтын порфирлі кен орындары деп аталады.[24]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Мұрағатталған көшірме» (PDF). Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2009-05-10. Алынған 2009-08-31.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)
  2. ^ Негізгі металдар Мұрағатталды 2008-06-02 Wayback Machine
  3. ^ Негізгі металдар Мұрағатталды 2008-06-02 Wayback Machine
  4. ^ https://web.archive.org/web/20100307202424/http://www.mawsonwest.com.au/multimedia/1/ASX%20Chimpantika%20160407.pdf
  5. ^ а б в г. e Кеслер, С.Е. және Б.Х. Уилкинсон, Порфирлі мыс шөгінділерінің тектоникалық диффузиясымен есептелген жердегі мыс қорлары, Геология, 2008, 36 (3): 255-258 бб. Реферат
  6. ^ а б в г. e f ж сағ Ричардс, Дж.П., Порфирия Ку- (Мо-Аu) шөгінділерін түзуге арналған тектоно-магмалық прекурсорлар. Экономикалық геология, 2003. 98: б. 1515-1533.
  7. ^ а б в г. e f ж сағ мен j к л м n Кук, Д.Р., П.Холлингс және Дж.Л. Уолше, гигант порфирдің шөгінділері: сипаттамалары, таралуы және тектоникалық бақылаулары. Экономикалық геология, 2005. 100 (5): б. 801-818.
  8. ^ а б в г. e f ж сағ мен j Sillitoe, RH, Porhyry Copper Systems. Экономикалық геология, 2010. 105: б. 3-41.
  9. ^ Мюллер Д., Гроувс Д.И. (2019) Потас магмалық жыныстары және алтын-мыспен байланысты минералдану (5-ші басылым). Минералды ресурстарға шолулар. Springer-Verlag Heidelberg, 398 бет
  10. ^ а б в г. e f Силлитое, Р.Х., Тынық мұхит аймағындағы ең ірі порфирлі мыс-алтын және эпитирмальды алтын кен орындарының сипаттамалары және бақылау элементтері. Австралия Жер туралы ғылымдар журналы: Халықаралық геология ғылымдары журналы Австралия Геологиялық Қоғамы 1997. 44 (3): б. 373-388.
  11. ^ Sillitoe, R.H. Ірі көлемді, жоғары гипогенді құрамды, алтын құрамының жоғарылауын және супергеннің тотығуын және порфирлі мыс кен орындарын байытуды қолдайтын негізгі аймақтық факторлар. Порфирия және гидротермиялық мыс пен алтын кен орындарында: ғаламдық перспектива. 1998. Гленсайд, Оңтүстік Австралия: Австралиялық минералды қор.
  12. ^ Соломон, М., Субдукция, доғаның реверсиясы және арал доғаларында порфирлі мыс-алтын кен орындарының пайда болуы. Геология, 1990. 18: б. 630-633.
  13. ^ а б Пикер Ромо, Хосе Мюлен; Янес, Гонсало; Ривера, Орландо; Кук, Дэвид (2019). «Орталық Чилидің биік Анд тауларындағы жарылыс қиылыстарымен байланысты ұзақ уақытқа созылатын жер қыртысының зақымдану аймақтары». Анд геологиясы. 46 (2): 223–239. дои:10.5027 / andgeoV46n2-3108. Алынған 9 маусым, 2019.
  14. ^ Силлитое, РХ, 1985, Вулканоплутондық доғалардағы рудаларға байланысты брекчиалар: Экономикалық геология, 80-бет, б. 1467-1514.
  15. ^ Вест, Ричард Дж. Және Даниэль М. Айкен, Серрита-Эсперанза кен орнының геологиясы, 21 тарау Порфирлі мыс кен орындары геологиясының жетістіктері, Аризона университеті, 1982, ISBN  0-8165-0730-9
  16. ^ Банктер, Норман Г., Магма мен тау жыныстарындағы күкірт және мыс: Рэй Порфирит мыс кен орны, Пинал округы, Аризона, 10 тарау Порфирлі мыс кен орындары геологиясының жетістіктері, Аризона университеті, 1982, ISBN  0-8165-0730-9
  17. ^ Туджух Букит - Индонезия | Қорықпайтын шахталар[тұрақты өлі сілтеме ]
  18. ^ [1]
  19. ^ Cobre Panama, Inmet Mining Мұрағатталды 2011-05-10 сағ Wayback Machine
  20. ^ «Сайдак». Минералды ресурстар туралы кеңістіктегі мәліметтер. USGS.
  21. ^ Кит, Дж.Д., Шэнкс III, БК, Арчибальд, Д.А., және Фаррар, Э., 1986, қарағай тоғайының жанартау және интрузивтік тарихы Порфирия Молибден жүйесі, Юта-батыс: Экономикалық геология, 81-бет, б. 553-587
  22. ^ Дженсен, Коллин (2019). «Кішкентай мақта ағашы қоймасының көп сатылы құрылысы, Юта: шығу тегі, ену, желдету, минералдану және жаппай қозғалыс». БЯУ ғалымдарының мұрағаты-тезистер мен диссертациялар.
  23. ^ Брюс Л. Рид (1986) Порфирия Sn сипаттамалық моделі, жылы Пайдалы қазбалар кен орындарының модельдері, АҚШ Геологиялық қызметі бюллетені 1693, б.108.
  24. ^ Эндрю Р. (1995) Тынық мұхитының оңтүстік-батысындағы мыс-алтынның порфирлі кен орындары, Тау-кен инженері, 1/1995, б.33-38.
  • Деннис П. Кокс, 1986 ж., «Порфирия Cu-нің сипаттама моделі», in Пайдалы қазбалар кен орындарының модельдері, АҚШ Геологиялық қызметі, Хабаршы 1693, б. 76, 79.
  • Майкл Л. Зиентек және басқалар, 2013, Оңтүстік-Шығыс Азия мен Меланезияның порфирлі мысын бағалау, АҚШ-тың геологиялық қызметі, ғылыми зерттеулер туралы есеп 2010-5090-D.