Вопрос 2. Вулканогенные гидротермальные и гидротермально-осадочные месторождения медно-колчеданных руд. Медно-колчеданные месторождения Урала.

Из лекций:

Медно-колчеданные и цинк-медно-колчеданные месторождения

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.

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.

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).

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.

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

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.

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 друг друга: 1) пиритовый;

2) халькопирит-пиритовый (или борнит-пиритовый);

3) халькопирит-сфалерит-пиритовый.

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.

Месторождение 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, фрейбергит, киноварь.

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.

Из ответов:

К этому типу месторождений относятся 1-месторождения самородной меди, 2-колчеданные и медно-колчеданные месторождения.

1- связаны с базальтоидами. Минеральный состав: самородная медь; миндалины базальтоидов и промежутки в конгломератах. К месторождениям этого типа относятся: оз.Верхнее (США), Тальнецкое (Горная Шория), Сетет Абан (юго-воток Якутии), Норильское.

2- Минеральный состав: пирит, халькопирит. К месторождениям этого типа относятся месторождения Гай, Сибай (Урал), Рио-Тинто (Испания). Рудные тела имеют форму согласных Платовых залежей и линз, сложенных массивными и слоистыми рудами, а также сопряженных с ними штоков жил и штокверков прожилко-вкрапленного типа. Протяженность рудных тел первые км (до 5 км), мощности десятки метров (до 100 м). Глубина распространения до 2 км. Выделяется два типа руд: вулканогенно-осадочные и вулканогенно-метасоматические. Руды сложены сульфидами железа (на 80-90 %) – пиритом, марказитом, халькопиритом, сфалеритом, вюрцитом, пирротином, борнитом и др. Руды содержат: S до 40 %, 3 – 5 % Cu, 2 – 4 % Zn, Au, Ag, Cd, Se, Te, Ge и др. Колчеданные месторождения формируются в несколько этапов. Первый этап – гидротермальная переработка т пиритизация вмещающих пород; второй – отложений сульфидов желез; третий (наиболее прдуктивный) – выделение халькопирита и сфалерита.

Гай (Урал) - осадочно-вулканогенная толща андезит-дацит-липаритовой формации. Рудовмещающие породы – лавы, лавобрекчии, пирокласты кислого состава, туффиты, кремнистые сланцы. Месторождение приурочено к стратовулкану. На Гае выделяется два типа рудных тел: в верхней части – богатые цинково-медно-колчеданные руды вулканогенно-осадочного происхождения, в нижней – колчеданные и медно-колчеданные руды вулканогенно-метасоматического происхождения. Главные минералы первого типа – халькопирит, сфалерит, пирит, отмечаются борнит, блеклые руды, галенит, кварц, барит, флюорит, карбонаты; текстура пород - массивная и полосчатая. Вертикальный размах гидротермального оруденения изменяется от 1800 -2000 до 3600-3800 м. Температурный режим изменялся от 400-350 градусов на ранних стадиях, на поздних – 170-150.