Основные промышленные типы месторождений медных руд

В общемировой добыче приоритет названных типов определяется их порядковым номером в таблице. Таким образом, значение убывает от порфирового типа к остальным. В Российской медной добыче общемировые приоритеты нарушены наличием супергиганта – Норильского рудного района с медно-никелевыми рудами, занимающего о первое место, в то время как промышленные объекты порфирового типа пока не выявлены. За рубежом медно-никелевые месторождения имеют резко подчиненное значение.

На втором месте по добыче в РФ стоят медноколчеданные месторождения Уральского региона, хотя все их суммарные запасы уступают запасам медистых песчаников Удоканского месторождения, которое ныне только начинает осваиваться. Ниже приведем краткую характеристику пром. типов медных месторождений в том порядке, который присущ минерально-сырьевой базе РФ.

Сульфидные медно-никелевые месторождения генетически связаны с дифференцированными массивами ультраосновных и основных магматических пород (перидотитов, габбро-норитов, габбро и габбро-диабазов). Медно-никелевые рудные тела располагаются преимущественно в придонной части интрузивов, а иногда во вмещающих интрузивы породах. Руды представлены сплошными, брекчиевыми, прожилковыми и вкрапленными разностями. Рудные тела имеют, как правило, крупные размеры: протяженность по простиранию и падению от сотен метров до нескольких километров, мощность до 100 м; плитообразные, пластообразные, линзообразные, жилообразные и более сложные формы; залегают субгоризонтально, реже полого- или крутонаклонно. Господствующее развитие имеют согласные пластообразные залежи вкрапленных руд. К лежачему боку этих залежей приурочены сплошные руды, образующие отдельные пласты, линзы и жилы, сложенные массивными, брекчиевидными и густовкрапленными разновидностями. Характерной особенностью сульфидных медно-никелевых месторождений является сравнительно выдержанный минеральный состав руд. Руды содержат никель, медь, кобальт, платиноиды, а также золото, серебро, селен, теллур и серу. Содержание меди в руде 1-5 %.

Месторождения медистых песчаников и сланцев приурочены к красноцветным формациям и располагаются в краевых прогибах, наложенных мульдах, рифтовых зонах и дру­гих подобных структурах складчатых областей и древних щитов.

Мощности продуктивных толщ меняются в широких пределах. Рудные тела располагаются обычно в нескольких горизонтах (до 10, иногда более) серых лагунно-дельтовых терригенных, реже карбонатных отложений, залегающих среди красноцветных терригенных толщ. Общее количество рудных залежей в крупных месторождениях весьма велико – до нескольких сотен; размеры их разнообразны; границы с вмещающими породами нечеткие и определяются опробованием.

Характерной является пластовая, а также линзо- и лентообразная форма рудных залежей. Для внутреннего строения характерно относительно равномерное распределение полезных компонентов; среди преобладающего количества вкрапленных руд среднего качества наблюдаются прослои, линзы и гнезда более богатых руд.

Отличительной особенностью этих руд является разнообразие ценных компонентов (медь и попутные: серебро, кобальт, цинк, свинец, теллур, рений, иногда уран и ванадий), их минеральных форм (халькопирит, халькозин, борнит, сфалерит, галенит и др.), степени окисленности при значительных колебаниях содержаний (1-10 %).

Meдноколчеданные (медные и медно-цинковые) месторождения связаны в основном с формациями базальтоидного магматизма натровой серии: базальт-риолитовой и базальт-андезит-дацит-липаритовой. В комплексе вулканитов колчеданные руды локализованы преимущественно среди пород кислого состава, нередко образующих несколько горизонтов.

Все разнообразие форм рудных тел медноколчеданных месторождений определяется наличием пяти главных структурно-морфологических типов, отдельные из которых обычно являются ведущими для конкретных рудных полей:

- пластообразные тела, залегающие согласно с напластованием рудовмещающих пород;

- тела комбинированной формы, верхние части которых согласны с напластованием, а сопоставимые с ними по размерам апофизы лежачего бока секут напластование под большими углами;

- крутопадающие линзообразные, реже жилообразные тела, занимающие отчетливо секущее положение относительно напластования;

- залежи, которые характеризуются взаимными переходами между крутопадающими линзообразными телами и залежами комбинированной формы;

- залежи сундучной формы, обладающие в поперечном сечении угловатыми очертаниями и характеризующиеся изменчивыми сочетаниями крутых и пологих составляющих.

Наиболее крупные по запасам месторождения характеризуются преобладанием тел сложной сундучной и комбинированной формы.

Внутреннее строение медноколчеданных рудных тел характеризуется сочетанием руд массивной (часто полосчатой) и вкрапленной текстур. Тела массивных руд обычно имеют четкие геологические границы; вкрапленные руды, как правило, связаны постепенными переходами со слабо минерализованными вмещающими породами. Существенная особенность массивных руд – тонкозернистость, переходящая нередко в эмульсионную вкрапленность.

Руды преимущественно пирит-халькопирит-сфалеритового состава с халькозином, борнитом, арсенопиритом, галенитом, баритом и др. Главными полезными компонентами в них кроме меди и цинка являются железо и сера, из попутных – золото, серебро, кадмий, селен, теллур. Руды медноколчеданных месторождений являются комплексными; в зависимости от содержания меди и цинка они разделяются следующим образом:

По количеству слагающих их сульфидов (содержанию серы) в медном и медно-цинковом типах руд выделяются: сплошные (более 35 % серы) и вкрапленные (до 35 % серы).

Масштаб месторождений весьма различен, но преобладают средние по запасам месторождения. Содержание меди в руде 1-2 %.

Вблизи поверхности для медноколчеданных месторождений характерно наличие зоны окисления, которая в классическом виде (сверху–вниз) имеет три этажа:

- «железная шляпа», представляющая собой скопления бурого железняка, где главными минералами являются гидроксиды и оксиды железа с незначительными количествами малахита; как правило, обогащены золотом и серебром;

- окисленные руды, где более 50 % минералов представлены оксидными соединениями – малахитом, азуритом, хризоколлой и др; эти руды плохо поддаются обогащению флотацией, но легко выщелачиваются сернокислыми растворами;

- зона вторичного сульфидного обогащения, представленная халькозином, купритом и др; это, как правило, богатые, легко обогатимые флотацией руды.

К медноколчеданному типу относится также немногочисленная группа колчеданных медных, медно-цинковых месторождений в терригенных комплексах. Рудные тела залегают в целом согласно с вмещающими породами, которые смяты в крупные складки и нарушены зонами дробления и рассланцевания.

Околорудно-измененные породы в колчеданных месторождениях представлены серицит-хлорит-кварцевыми, хлорит-гематит-карбонатными метасоматитами, на участках наложенного метаморфизма - кордиерит-антофиллитовыми породами. Нередко околорудно измененные породы содержат те же рудные минералы, что и промышленные руды и являются таким образом бедными рудами меди, цинка, золота.

Меднопорфировые месторождения пространственно и генетически связаны с малыми интрузиями порфировых пород умеренно кислого состава (диориты, гранодиориты и их субвулканические аналоги) и локализуются в их эндоконтактах и апикальных выступах, трубообразных телах объемных брекчий.

Месторождения этого типа представляют собой крупные, измеряемые сотнями метров и первыми километрами, штокверки с весьма значительными запасами металла; обычно они не имеют резких геологических границ, постепенно переходя в слабо минерализованные породы. Форма их зависит в основном от конфигурации рудоносного интрузива, свойств вмещающих пород, характера дорудной и послерудной трещиноватости. По характеру очертаний рудных тел в плане выделяются месторождения сложной овальной или кольцевой формы и месторождения удлиненной формы.

В вертикальном разрезе промышленные меднопорфировые руды образуют горизонтальные или слабо наклонные линзообразные, плащеобразные тела большой мощности или штокверки; для многих месторождений типична форма чаши или опрокинутого конуса.

Весьма характерной общей чертой меднопорфировых месторождений является вторичная вертикальная зональность; обычно выделяется до пяти зон (сверху – вниз): выщелачивания, окисленных руд, смешанных руд, вторичного сульфидного обогащения и первичных руд; мощность зон колеблется в широких пределах – от первых метров до первых сотен метров.

Руды прожилково-вкрапленные, преимущественно халькопиритового или молибденит-халькопиритового состава с развитием вторичных сульфидов меди и минералов зоны окисления. Характерна неравномерная вкрапленность и тонкое прорастание сульфидов, и прежде всего молибденита. В молибдените в виде изоморфной примеси проявляется рений, существенно влияющий на ценность руд. Среднее содержание меди в рудах 0, 4-1, 0 %

Все месторождения этого типа сопровождаются хорошо выраженными зонами гидротермально-измененных пород преимущественно биотит-серицит-хлорит-кварцевого состава.

Скарновые медные месторождения генетически связаны с дифференциатами габбро-диорит-гранодиоритовой и гранодиорит-сиенитовой формаций. Месторождения располагаются в зонах скарнирования и ороговикования.

По условиям залегания и морфологическим особенностям среди контактово-метасоматических месторождений выделяются пластообразные и неправильные залежи в слоистых осадочно-вулканогенных толщах, рудные тела в непосредственных контактах интрузивов с известняками, залежи в ксенолитах пород кровли интрузивных массивов, а также рудные тела в тектонических зонах. Размеры рудных тел невелики, их форма разнообразна. Преобладают пластообразные тела с различными осложнениями в виде апофиз, раздувов, жильные зоны, столбообразные залежи.

Главные рудные минералы –халькопирит, пирит, пирротин, магнетит, борнит, халькозин, второстепенные –сфалерит, галенит, минералы кобальта, серебра, самородное золото, реже платина. В зоне окисления образуются малахит и азурит, до образования сплошных мономинеральных глыб ювелирного качества.

Характерные околорудные изменения, наложенные на скарнированные породы, представлены актинолитизацией, хлоритизацией, окварцеванием, сидеритизацией, баритизацией и доломитизацией.

Содержание меди в рудах 1-5 %.

1.5.6. Кварцево-сульфидные (жильные) месторождения, образовавшиеся в результате выполнения трещинных структур или метасоматического замещения вмещающих пород (преимущественно гранитоидных и вулканогенных), обычно отличаются небольшими размерами (первые сотни метров по простиранию и падению при мощности 0, 5–2 м, иногда более), сложной морфологией рудных тел, наличием раздувов и пережимов, разветвлений и апофиз. Рудные жилы часто сопровождаются ореолами прожилково-вкрапленной минерализации. Внутреннее строение их характеризуется развитием вкрапленно-полосчатых, гнездовых и массивных текстур.

Месторождения данного типа обычно заключают в себе небольшие запасы меди, и в настоящее время их практическое значение невелико.

Кроме описанных типов известны промышленные месторождения самородной меди в районе оз. Верхнего в измененных базальтах (США), карбонатитовое месторождение Палабора (ЮАР), уран-золото-медное месторождение Олипик-Дэм типа структурного несогласия в Австралии и Волковское месторождение ванадиево-железо-медное в расслоенных габброидах на Урале.

Самостоятельный интерес для освоения представляют техногенные месторождения, образовавшиеся в результате складирования забалансовых медных руд, медьсодержащих отходов обогатительного (пиритный концентрат, хвосты) и металлургического (шлаки, кеки) процессов. Состав и строение техногенных месторождений определяются геолого-промышленным типом исходного природного месторождения, способом добычи и технологической схемой переработки минерального сырья, а также условиями складирования и сроками хранения отходов.

Группировка месторождений меди по запасам: мелкие – менее 100 тыс. т меди, средние 100 тыс. т – 1 млн. т меди, крупные – более 1 млн. т. меди.