книги из ГПНТБ / Мовсесян, С. А. Комплексные медно-молибденовые месторождения

Все перечисленные интрузивные породы минерализованы; осо­ бенно характерна связь рудной минерализации с порфирами.

Оруденение обычно локализуется в апикальных частях интру­ зивных массивов или на контакте их с вмещающими породами. В интрузивных породах распространено около 70% минерализации* а в доинтрузивных породах — 30%.

Прожилково-вкрапленное оруденение слагает крупные штоквер­ ки, редко в них присутствуют жилы и брекчированные зоны. Наибо­ лее часто развиты штокверки, которые имеют изометричные и овальные поперечные сечения. Форма штокверков — крутопадаю­ щие цилиндры, реже кольцевые зоны или плоские линзы. Средние размеры в горизонтальном сечении 1050 X 1800 м. Вертикальные размеры часто не известны, во многих месторождениях орудене­ ние прослежено до глубины 800—1000 м.

Границы рудного тела обычно проводятся по данным опробо­ вания.

Крупные месторождения имеют запасы руды более 500 млн. т (США — Бингем, Клаймакс, Мишн-Пима, Моренси, Квеста, Саффорд, Сан-Мануэль и др.); средние— от 100 до 500 млн. т. и мел­ кие — менее 1 0 0 млн. т.

В медно-молибденовых месторождениях вмещающие породы сильно тектонически раздроблены и всегда интенсивно подверга­ лись предрудному гидротермальному изменению, которое имеет зональное распространение от центра к периферии. В центре раз­ вита зона калиевого метасоматоза (кварц + калишпат + био­ тит + серицит, иногда встречается хлорит, альбит, флюорит, анги­ дрит). Эта зона обычно самая глубокая, по времени — ранняя. Общее содержание сульфидов низкое — менее 1%. Распростране­ ны сульфиды: пирит, халькопирит, молибденит. В этой зоне характерна вкрапленность сульфидов (преобладает над прожил­ ками) .

Рудная зона примечательна развитием серицитизации (кварц +

+ серицит). Из рудных минералов резко преобладает пирит над халькопиритом (23 : 1 ). Из второстепенных и редких минералов развиты борнит, молибденит, теннантит, сфалерит, галенит, энар­ гит и гюбнерит. Эта зона обычно находится в краевых частях штокверков.

Внешняя зона характеризуется интенсивной пропилитизацией пород (альбит + хлорит + эпидот + кальцит). Метасоматическое замещение амфиболов, биотита и плагиоклазов охватывает огром­ ные площади обычно за пределами рудного тела. Из рудных ми­ нералов развиты пирит, из редких минералов встречаются халь-

25а

копирит, борнит, молибденит, магнетит, гематит, родохрозит, сфа­ лерит, галенит, родонит.

Ореол гидротермального изменения вмещающих пород распро­ странен далеко за пределы рудного тела, на расстояние 750—800 м, и лишь медно-молибденовые месторождения Канады имеют узкие зоны измененных пород.

В медно-молибденовых месторождениях пирит является наи­ более распространенным сульфидом, за которым следуют по поряд­ ку халькопирит, борнит, энаргит и молибденит. Редко встречаются сфалерит и галенит. Гипогенная минерализация тесно связана в пространстве с гидротермальным изменением вмещающих пород.

Горизонтальная зональность от центра месторождения в общем виде проявляется в закономерном распространении следующих

породах; резко преобладает метасоматическое оруденение. Типоморфными текстурами в медно-молибденовых рудах являются прожилковые, вкрапленные и коррозионные (микротекстуры), редко брекчиевые и друзовые. Структуры рудообразующих минеральных агрегатов метазернистые и зернистые. Текстуры дробления (брек­ чиевые и трещиноватые), а также катакластические и кристаллобластические структуры широко развиты в рудах.

В комплексных медно-молибденовых месторождениях Америки среднее содержание меди равно 0 ,8 %, среднее содержание молиб­

добывается из медно-молибденовых штокверковых месторождений. В молибденитовом концентрате, полученном при обогащении мед­ но-молибденовых руд месторождений США, рений содержится в количестве 0,005—0,07%. В собственно молибденовых штокверко­ вых месторождениях среднее содержание молибдена 0,17%•

Для большинства медно-молибденовых месторождений харак­ терна зона окисления и вторичного сульфидного обогащения. Глу­ бина зоны окисления колеблется от нескольких до 40—50 м. В зоне окисления главными минералами меди являются малахит, азурит, хризоколла и антлерит, а из вторичных минералов молибдена раз­ виты сульфаты молибдена, ильземанит, ферримолибдит, повеллит

имолибденсодержащий гётит.

Врудах зоны вторичного сульфидного обогащения среднее со­ держание меди более 0,8—1,0%. Существенный вынос и обогаще­ ние для молибдена не наблюдаются.

Из вторичных сульфидов меди главный минерал — халькозин, реже развиты ковеллин, джарлеит, дигенит, борнит. Зона вторич­ ного сульфидного обогащения распространяется до глубины 150— 200 м, реже до 250 м и наиболее выражена в интенсивно серицитизированных породах с большим количеством прожилков пирита.

254

ГЛАВНЕЙШИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ США

На территории США и северной Мексики известно большое число медно-молибденовых месторождений и рудопроявлений (рис. 79). Наиболее значительные собственно молибденовые штокверковые месторождения сосредоточены в штатах Колорадо и НыоМексико: Клаймакс, Гендерсон, Квеста. Клаймакс имеет запасы руды свыше 500 млн. т, среднее содержание молибдена 0,24%-

Р и с. 79. Р а сп р ед ел ен и е ш то- к вер к овы х м о л и б ден о в ы х ,

м е д н о -м о л и б д еи о в ы х и м е д ­ ны х м е ст о р о ж д ен и й по о т н о ­

т а ) , 2— м е д н о - м о л и б д е н о в ы е (Б

— Бин гем , И — И ли , М П — М и н е р а л - П а р к , Б Д — Б а г д а д , М И — М а й а м и , Р — Р ей , С Т — С ь е р р и т а , II — П и м а , С М — С а н - М а н у эл ь , С — С а ф ф о р д , М

— М ореиси , К Н — К а н а н е а , С Р

— С а н т а - Р и т а , 3— м е д н ы е (КС

В штатах Невада, Юта, а в основном в шт. Аризона находятся многочисленные медно-молибденовые месторождения: Или, Бин­ гем, Минерал-Парк, Майами, Рей, Мореиси, Сан-Мануэль, СантаРита, Мишн-Пима; и медные: Айо, Коппер-Ситиз, Касл-Дом, Бисби, Саффорд. Бингем имеет запасы свыше 500 млн. т. при средних содержаниях меди 0,75% и молибдена 0,25%- Запасы месторожде­ ния Саффорд— свыше 500 млн. т при среднем содержании меди

0,2%.

На долю США приходится около 58% общих запасов молибде­ на и 50% запасов меди капиталистического мира.

В США и примыкающей части Мексики развиты две важные металлогенические провинции штокверковых месторождений меди и молибдена. Молибденовые штокверковые месторождения сосре­ доточены в восточной провинции, расположенной в южных Ска­ листых горах, к востоку от плато Колорадо, в нее также входит шт. Айдахо. Медно-молибденовые штокверковые месторождения

255

находятся в западной провинции, протягивающейся от севера Мек­ сики (Кананеа) до каньона Бингем (см. рис. 79).

Геологическая история обеих провинций различна. Западная провинция представляет собой эвгеосинклинальную зону, Восточ­ ная имеет характерные черты миогеосинклинали. Эвгеосинклинальная область подвергалась главным деформациям и складчатости в период времени нижняя юра — мел; в это время внедрялись круп­ ные гранитоидные батолиты. Миогеосинклинальная область испы­ тала деформации и складчатость лишь в конце мезозоя и в третич­ ное время.

Медные и молибденовые штоиверковые месторождения обеих провинций тесно ассоциируются во времени и в пространстве с

связаны с гранитоиднымл батолитами и рассматриваются как их дериваты. Существует другая точка зрения, устанавливающая комагматичность порфировых интрузий с эффузивными породами андезит-монцонит-дацитового состава, образовавшими мощные толщи в третичное время.

Медные и молибденовые штокверковые месторождения приуро­ чены к нескольким рудным поясам, сформированным вследствие пересечения ларамийских северо-западных сбросов с разломами северо-восточного простирания. Разрывы контролируют внедрение порфировых интрузий и локализацию месторождений.

Абсолютный возраст порфировых интрузий и оруденения Запад­ ной провинции — ларамийский: 42 (Бингем)— 72 млн. лет; абсолютный возраст порфировых интрузий и месторождений Вос­ точной провинции 30—22 млн. лет (граница палеогена и неогена). В четвертичное время на территории провинций происходили из­ лияния базальтовых лав.

Металлогения провинций характеризуется присутствием меди, молибдена, рения, вольфрама; последний как примесь более тесно ассоциируется с молибденовыми месторождениями, но спорадиче­ ски обнаруживается и в медно-молибденовых. Медь обычно при­ сутствует в виде халькопирита, а вольфрам — в виде гюбнерита.

А. Сутерленд Браун (1969) подразделил штокверковые место­ рождения меди и молибдена на группы в зависимости от петроло­ гической и структурной сложности родственных интрузивов и рудных тел, а также от глубины формирования (табл. 22). Струк­ турные усложнения включают развитие даек, трубок брекчий или многократных интрузий.

Пирит и кварц являются наиболее распространенными мине­ ралами, за ними по порядку следуют халькопирит, молибденит, сфалерит, галенит, магнетит, пирротин. Часто присутствуют в не­ больших количествах гюбнерит, шеелит, вольфрамит. В собственно молибденовых месторождениях наблюдаются повышенные содер­ жания вольфрама, в медных и медно-молибденовых увеличивается

256

роль рения, золота, серебра, которые приобретают промышленное значение. А. Сутулов (1970 г.) следующим примером иллюстрирует различия в содержаниях рения (в частях на миллион): Клаймакс 2—5, Квеста 12, Санта Рита 800, Бингем 360.

Характерной чертой собственно молибденовых месторождений Восточной провинции является отсутствие супергенного обогаще­ ния, чему способствовали геохимические, климатические условия и

ледниковая деятельность.

Для медных и медно-молибденовых месторождений Западной провинции характерны более мощные ореолы гидротермального изменения с развитием обширных зон серицитизации и пропилитизации («мокрый» тип изменения), в то время как молибденовым месторождениям Восточной провинции присущ «сухой» тип изме­ нения, охватывающего меньшие площади, с развитием более узких зон.

Серицитовые метасоматиты, содержащие интенсивную вкрап­ ленность пирита, пронизанные многочисленными прожилками и трещинами, обладают высокой проницаемостью и способствуют развитию мощных зон окисления на месторождениях Западной провинции.

Ниже приводится описание главнейших месторождений медномолибденовой формации.

Месторождение Сан-Мануэль, Каламазо

Рудное поле расположено на высоте около 1000 м, на северном склоне горной гряды Санта-Каталина, переходящей в долину р. Сан-Педро.

Запасы руды более 500 млн. т. Содержание меди 0,75%, молиб­ дена 0,015%. Имеются огромные запасы руды с содержанием меди менее 0,5%. Месторождение скрытое, залегает под толщей конгломератов мощностью до 300 м и поэтому разрабатывается несколькими шахтами; разработка начата в 1948 г.

Геологическое строение месторождения охарактеризовано во

нимает массив докембрийских гранитоидов, представленный фазой кварцевых монцонитов, который прорван в третичное время што­ ком монцонит-порфиров с ответвляющимися многочисленными дай­ ками монцонит-порфиров; шток имеет грибообразную форму, раз­ меры в плане 1200 X 2100 м. Монцонитовые порфиры представлены двумя фазами: первая — кварцевый монцонит-порфир, вторая — биотитовый дацит-порфир. Последними внедрились маломощные дайки диабазов. Оруденение тесно ассоциируется во времени и в пространстве с монцонит-порфирами; возраст интрузии и орудене­ ния — 37 млн. лет.

Затем блок, включающий месторождение, был приподнят и эро­ дирован, что привело к образованию маломощной зоны вторичного

сульфидного обогащения. В последующий этап месторождение было перекрыто третичными конгломератами Клаудбёрст и Гила. Мощный сброс Сан-Мануэль разделил рудное тело на две части (участки Сан-Мануэль и Каламазо). Участок Каламазо был опу­ щен на 2 км к ЮЗ 55°. Затем рудные тела и пласты конгломера­ тов были разбиты на блоки и перемещены многочисленными нару­ шениями.

Рудная минерализация развита в третичных монцонит-порфи- рах (50%) и докембрийском кварцевом монцоните (50%). Первич­ ное ненарушенное рудное тело представляло собой штокверк ци­

влена вкрапленностью халькопирита, пирита, редко борнита, в сильно серицитизированном монцонит-порфире и кварцевом монцо­ ните; здесь также развиты мелкие кварцевые прожилки с вкрап­ ленностью пирита, халькопирита, борнита, молибденита.

Рудовмещающие кварцевые монцониты и монцонит-порфиры интенсивно гидротермально метаморфизованы; зона изменения прослеживается на расстояние до 3000—5000 м за пределами руд­ ного тела. В центральной части рудной зоны развит калиевый мета­ соматоз— калишпатизация, биотитизация и серицитизация, кото­ рые сменяются к периферии аргиллитизацией и пропилитизацией

(см. рис. 4).

Главные рудные минералы: пирит (1—10%). халькопирит (0,1—3%), молибденит (0,01—0,05%). Рудное тело имеет выра­ женное кольцевое зональное строение. Горизонтальная зональность

кальная зональность: калишпатизация сменяется серицитизацией снизу вверх.

На месторождении развита неравномерная зона окисления и маломощная зона вторичного сульфидного обогащения, а также небольшие участки руд окисного обогащения. Конфигурация зоны гипергенного изменения очень сложная вследствие более позднего дробления на блоки, испытавшие перемещения (рис. 80); средняя мощность 250 м.

Минеральный состав окисленных руд: гётит, гидрогётит, гидро­ гематит, хризоколла, куприт, самородная медь, псиломелан, мала­ хит, ярозит, редко азурит (в порядке убывания). Хризоколла явля­ ется наиболее распространенным минералом меди; образует пятна

258

борнит и ковеллин распространены незначительно. Гипергенный халькозин обычно имеет, подобно гётиту, концентрически-зональную текстуру и метаколлоидную структуру.

Месторождение Бингем (шт. Юта)

Это очень крупное месторождение, на котором впервые в мире была начата разработка медно-порфировых руд с высоким содер­ жанием молибдена. Запасы руд более 500 млн. т; содержание меди 0,75%, молибдена 0,05%- Разрабатывается карьером с 1900 г. На двух обогатительных фабриках в сутки перерабатывается 2 0 0 тыс. т руды.

Рис. 81 Структурно-геологическая схема месторожде­ ния Бингем. По А. X. Джеймсу (1971 г.)

1— м е д н о - м о л и б д е н о в о е первичное оруден ен и е ; 2— порфировые гр а н и то и д ы ; 8— с в и н ц о во - ц и н к о в а я м и н е р а л и за ц и я ; 4— и з в е с т н я ­ ки; 5— те к то н и че с к и е ко н так ты

Геологическое строение охарактеризовано во многих работах

(Boutwell, 1955 г.; Butler, 1917 г.; Titley a. Hicks, 1966 г.).

Рудное поле сложено кварцитами и известняками Пенсильванской системы, которые прорваны крутопадающим трубообразным пор­ фировым штоком Бингем (рис. 81). Шток имеет сложное строение, многофазный, размеры в плане 1800 X 2700 м; первая фаза — кварцевые диориты, вторая — гранодиориты; развиты также более молодые дайки и неправильные тела латитовых порфиров и квар­ цевых латит-порфиров. Все изверженные породы содержат оруде-

260

нение, которое связано парагенетически с латитовыми порфирами. Возраст интрузивного комплекса и оруденения — 37 млн. лет.

Рудное тело представляет собой штокверк, имеющий форму опрокинутой чашки, внутри которой находится зона бедной, не­ промышленной минерализации; размеры в плане 1500 X 2100 м.

аи----------- К а р ь е р

Оруденение сосредоточено в основном в изверженных породах (75%), а также немного в известняках и кварцитах (25%), причем известняки являются более благоприятными для локализации руд, чем кварциты.

Вмещающие породы подверглись интенсивному гидротермаль­ ному метаморфизму, который прослеживается и за пределами руд­ ной зоны, на расстоянии до 3000 м. Внутри рудного тела развиты калишпатизация и серицитизация, на периферии — пропилитизация.

Главные рудные минералы: пирит, халькопирит, борнит, молиб­ денит (в порядке убывания их содержания). Рудное тело имеет

261

выраженное концентрически-зональное строение. Горизонтальная зональность гипогенной минерализации (от центра к периферии): mo -> bn си -> ру -»• на периферии жилы с en, fm, qn, zn, to, ag, mn; вертикальная зональность снизу вверх: медная минерали­ зация сменяется свинцово-цинковой в жилах. Горизонтальная зо­

(ныне отработанные).

Месторождение Моренси (шт. Аризона)

Месторождение расположено в гористой местности на высоте 1200—1500 м. Запасы более 500 млн. т, содержание меди 0,1— 0,15%, а молибдена — 0,007%; в зоне вторичного обогащения со­ держание меди 0,88%. Интенсивная разработка ведется с 1890 г. несколькими шахтами и карьером.

Геология месторождения изложена в ряде классических работ

с пологим падением на запад под углом 5—25°. Они прорваны крупным, удлиненным к северо-западу штоком кварцевых монцо- нит-порфиров, занимающим всю западную часть рудного поля (шток Моренси, размеры в плане 3 X 15 км), и многочисленными мелкими телами, дайками, силлами диорит-порфиритов, кварце­ вых монцонит-порфиров, гранит-порфиров и диабазов. Последова­ тельность внедрения: диорит-порфирит, кварцевый монцонит-пор- фир, гранит-порфир, диабаз. Оруденение тесно ассоциируется во времени и пространстве с интрузией порфиров. Возраст интрузии и оруденения позднемеловой — третичный (рис. 83).

Осадочные породы на контакте с интрузией, в зоне мощностью до 450 м, сильно метаморфизованы, скарнированы, содержат гра­ нат, эпидот, магнетит. Юго-восточная часть рудного поля разбита на три блока двумя пострудными сбросами — Коппер-Мауитин и Апеч, простирание северо-западное. В карьере прослежены мощ­ ные зоны брекчий.

Месторождение Моренси расположено в зоне контакта интрузии монцонит-порфнров и скарнированных осадков; оруденение в основ­ ном сосредоточено в интрузивных породах (70%) и меньше (30%) в осадочных. Рудное тело трубообразное, протяженное на глубину, размеры в плане 1800 X 3900 м. Развиты два типа руд: жильный и штокверковый, жилы образуют сложную систему внутри круп­ ного штокверка. Наиболее продуктивные жилы развиты в зоне контакта интрузии монцонит-порфиров; средняя протяженность до 500 м. Жилы простой формы, обычно кварц-пиритовые или содер­ жат вторичный халькозин.

Вмещающие оруденение породы подверглись интенсивному гидротермальному метаморфизму: в центральной части рудного тела они интенсивно окварцованы, пиритизированы, серицитизи-

262