Глава 3 Образование медно-порфировых месторождений

Образование медно-порфировых месторождений происходит в разные этапы развития складчатых областей: как до главных фаз складчатости, в связи с начальным магматизмом (на стадии островных дуг), так и после, в связи с формированием окраинно-континентальных вулкано-плутонических поясов. (Рис 7, 8)

Медно-молибден-порфировые месторождения в подавляющей массе формировались в мезокайнозойскую эпоху, продуктивность которой по молибдену (91,1 тыс.т/млн лет) и меди (3,8 млн т/млн. лет) в 20–30 раз превосходит по этим параметрам все другие эпохи. Выделяются три периода рудообразования: палеоценовый, эоцен-олигоценовый и миоцен-плиоценовый.

3 типа обстановок и рудоносных интрузий (Кривцов и др.,1986):

1) Области тектоно-магматической активизации древних кратонов (Канадские Кордильеры и др.), щелочные калиевые гранитоиды (щелочей более 15%), молибденовое оруденение.

2) Области магматических дуг – монцонитовые интрузии над зонами субдукции восточной части Тихого океана (андийский тип). Характерны: повышенная щелочность (4-14%), резкое

преобладание К. Молибденово-медное оруденение.

3) Островодужная – вдоль активной континентальной окраины западной части Тихого океана. Характерны: диоритовый состав интрузий, невысокая щелочность (K2O + CaO = 3-8%); K-Na; золото-медное оруденение.

Развитие медно-порфировых систем инициируется внедрением из куполов, расположенных в верхних частях нижезалегающих материнских плутонов, окисленных магм, насыщенных водными флюидами, богатыми серой и металлами.

Месторождения образованы гидротермальными системами, генетически и пространственно связанными с монцонитовыми, диоритовыми и гранитными комплексами. Минерализованные участки располагаются в зонах эндо- и экзоконтактов интрузий и сложены вкрапленными халькопирит-молибденитовыми рудами. Наиболее крупные месторождения с запасами руд больше 200 млн. т. ассоциируют с небольшими массивами.

В петрохимическом отношении рудоносные интрузивы разделяются на три группы: островодужная, магматических дуг и областей активизации. Первая группа развита вдоль активной континентальной окраины западной части Тихого океана (Японский тип). Для магматических пород характерны: диоритовый состав, невысокая щелочность (сумма К2О и СаО равны 3–8%), равное количество натрия и калия и повышенная золотоносность ассоциирующих с ними медно-молибденовых руд. Вторая группа представлена монцонитовыми интрузиями, расположена в магматических дугах над зонами субдукции восточной части Тихого океана (Андийский тип), для них типична повышенная щелочность (сумма щелочей 4–14% и резкое преобладание в их составе калия). С монцонитами связано вкрапленное медно-молибденовое оруденение. Третья группа встречается в областях тектоно-магматической активизации древних кратонов (например в Канадских Кордильерах), состоит из щелочных калиевых гранитоидов (сумма щелочей превышает 15%) и содержит медно-золотую минерализацию.

Таблица 1. Генетические типы медно-порфировых месторождений

Характеристика месторождений	Собственно медно-порфировый и золото-медно-порфировый	Молибден-медно-порфировый	Медно-молибден-порфировый	Молибден-порфровый
Основные рудообразующие минералы (второстепенные типичные)	Пирит, халькопирит, магнетит, борнит, (пирротин).	Пирит, халькопирит, молибденит, (борнит, магнетит, галенит, сфалерит)	Пирит, халькопирит, молибденит, борнит (сфалерит, галенит)	Пирит, халькопирит, молибденит (пселит, касситерит)
Состав метасоматических изменений и их зональность (от центра к периферии): К – калишпатизация, Б – биотитизация, С – серититизация и окварцевание (филлизиты), А – аргиллизация	С – Б – П, С – А – П, Б – П	Б – С – А – П, С – А – П	К – Б – С – А – П,	К – С – А - П
Модель месторождений	«Диоритовая», по В. Холистеру	«Гранодиоритовая», по А. И. Кривцову	«Монцонитовая», по Дж. Ловеллу и Дж. Джелберту	«Гранитная» по К. Кларку и А. И Кривцову.

Разработаны четыре генетические модели рассматриваемых порфировых месторождений: монцонитовая, диоритовая, гранодиоритовая и гранитоидная. (Табл. 1) Согласно монцонитовой образуются медно-молибден-порфировые месторождения, которые локализованы в малых интрузиях вулканоплутонических дуг зон субдукции. Рудоносные монцониты являются поздними дериватами полифазных магматических комплексов. Диоритовая модель характерна для медно-молибден-порфировых, обогащенных золотом, месторождений, формировавшихся в островодужных структурах Японского типа. Они ассоциируют с небольшими малоглубинными (2–3 км) диоритовыми интрузиями. Месторождения имеют зональное строение. Безрудное кварцевое ядро обрамляется кварц-серицит-биотит-мусковитовым чехлом с повышенной молибденовой вкрапленной минерализацией. За ним следует зона медных руд с пиритом, халькопиритом, борнитом и халькозином. Во внешнем ореоле отмечаются гнезда и вкрапленность пирита, магнетита и гематита.

Гранитоидная модель (тип Клаймакс) ассоциирует с интрузиями высококремнеземистых, богатых щелочами риолитов и гранит-порфиров. Они образовывались в пределах активизированных областей кратонов. Каждое месторождение расположено над интрузивным куполом и представлено чашеобразным телом штокверковых молибденовых руд, повторяющих форму интрузивного контакта. Многократному внедрению магмы соответствуют разностадийные рудные тела. Давление магмы было вертикальным. Это выразилось в образовании систем концентрических и радиальных даек, жил, сбросов и других структурных элементов. Рудообразующие флюиды выделялись непосредствен­но из магмы под давлением, превышающим на 150–250 Па лито-статическое. Они представляли собой концентрированный рассол (65% экв. NaCl) с температурой около 500°С. Формирование месторождений протекало в две стадии. В течение ранней функционировало две несмешивающиеся флюидные системы – магматическая и метеорная. Во вторую происходило выравнивание литостатического и флюидного давлений; происходил гидроразрыв; обе системы – магматическая и метеорная объединялись и протекали главные процессы рудоотложения. В пределах интрузива образовывалось четыре зоны метасоматических изменений (от центра к периферии): калишпатовая, кварц-серицит-пиритовая, аргиллизитовая и внешняя – пропилитовая. На ранней высокотемпературной стадии возникали и эндогрейзеновые ассоциации – магнетит-топазовая и гранатовая. Кроме того, независимо от позиции зон метасоматоза располагаются поздние кварцевые жилы.

Таким образом, рудоносные магмы представляли собой предельно дифференцированные расплавы, возникшие при фракционном плавлении мафических и средних минеральных образований верхней мантии и нижней части коры. На глубинах 600–3000 м в куполе магмы с силой отделялись рудообразующие флюиды. От давления возникала штокверковая гидравлическая система трещин, вместившая эндогенную минерализацию со средними концентрациями молибдена 0,1–0,3%.

Рис. 7. Зарождение порфировых интрузий в субдукционных обстановках.

Рис 8. Верхняя часть вулкано-плутоногенной структуры в зоне субдукции.