Порфировые месторождения относятся к числу главных источников Cu, Mo, а также Ag, Sn при сопутствующих Re, W, In, Pt, Pd и Se. На их долю приходится от 50 до 60 % мирового производства меди и более 95 % мирового производства молибдена.
Для создания классификационных признаков, с помощью которых можно отнести разведанные месторождения к тому или иному типу рассмотрим основные геологические характеристики медно-порфировых месторождений: Коунрадского, Калькамырского, Бощекульского.
Месторождения коунрадского типа. Вторично-кварцит-аргиллизитовые и аргиллизит-березитовые медно-порфировые месторождения, локализуются среди вулканических пород орогенного ряда формаций (порфировая группа), что соответствует случаю формирования молибденово-медного оруденения в верхнем структурном этаже. По форме – это штоки, дайки, силлы, некки, сложенные одной-двумя разновидностями пород, представленных гранодиорит-порфирами, кварцевыми монцонит-порфирами, гранит-порфирами, кварцевыми порфирами и др. (таблица). В ряде случаев устанавливается, что подобные субинтрузивные тела являются апофизами крупных глубинных батолитов [1, 2].
Оруденение локализуется как непосредственно в порфировых интрузиях, развиваясь преимущественно вдоль их контактов, так и в зонах экзоконтактов среди вулканических пород. При этом центральные части порфировых интрузий, слагающие «ядро» штокверковых тел, часто представлены относительно слабоизмененными, пропилитизированными, окварцованными породами, не содержащими практически рудной минерализации.
Главные рудные минералы – пирит, халькопирит, молибденит, халькозин, энаргит, блеклая руда; второстепенные – сфалерит, галенит, борнит, магнетит.
Метасоматические изменения вмещающих пород в месторождениях этой группы проявлены очень интенсивно. По кислым и средним эффузивам широко развиты серицит-кварцевые метасоматиты – березиты; монтмориллонит-каолинитовые и гидрослюдисто-каолинитовые метасоматиты – аргиллизиты; монокварцевые, диаспор-серицитовые, алунит-серицитовые и другие фации вторичных кварцитов.
Классификация основных признаков медно-порфировых месторождений
|
Признаки |
Коунрадский тип |
Калькамырский тип |
Бощекульский тип |
|
Формация |
Вторично-кварцит-аргиллизито-березитовая |
Аргиллизит-гумбеитовая |
Пропилитовая |
|
Оруденение |
Молибденово-медное |
Медно-молибденовое. Приурочено к штокам или дайкам гранодиорит-порфиров, монцонит-порфиров |
Золото-молибден-медно-колчеданное связано с габбро-диорит-тоналитовым комплексом |
|
Локализация |
Среди вулканических пород орогенного ряда формаций |
В многофазных плутонах и мелких интрузивных телах, прорывающих вулканогенные, интрузивные или метаморфические породы |
В пределах эндо- и экзоконтактов зон субинтрузивных тел |
|
Магматические образования, связанные с оруденением |
Штоки, дайки, силы, некки, сложенные гранодиорит-порфирами, кварцевыми монцонит-порфирами, гранит-порфирами, кварцевыми порфирами |
Штоки, дайки, гранодиорит-порфиры, монцонит-порфиры |
Эксплозивные брекчии |
|
Метасоматические изменения вмещающих пород |
По кислым и средним эфузивам; развиты серицит-кварцевые метасоматиты-березиты, монтмориллониты-каолинитовые метасоматиты-аргиллизиты; монокварцевые диаспор-серицитовые алунит-серицитовые и фации вторичных кварцитов |
В гидротермально-измененных породах, представленных кварцевыми, серицит-кварцевыми, биотит-калишпатовыми, каолинит-монтмориллонитовыми метасоматитами |
Во внешних и промежуточных зонах: альбит, хлорит, эпидот, карбонаты, серицит, кварц, во внутренних: кварцевые метасоматиты с пумпеллиитом, пренитом в одних месторождениях, биотовых, биотит-хлоритовых, карбонат-хлоритовых – в других |
|
Рудные разломы |
Кольцевые структуры с морфологией субинтрузивных тел, системы дорудных трещин, конически-кольцевых систем |
Трещины, выполненные дайками; к более мелким приурочены прожилки; дайки и гранодирит-порфиры выполняют трещины |
Субинтрузивные тела контролируются зонами глубинных разломов |
|
Пояс |
Прибалхашско-Илийский |
Краевой Бельтау-Кураминский |
Жонгаро-Балхашский |
|
Главные рудные минералы |
Пирит, халькопирит, молибденит, халькозин, энаргит |
Халькопирит, ангидрит, кварц, сфалерит, галенит, блеклые руды |
Халькопирит, пирит |
|
Второстепенные рудные минералы |
Сфалерит, галенит, борнит, магнетит |
Гематит, цеолит, барит |
Борнит, галенит, сфалерит, пирротин |
Месторождение Коунрад является наиболее характерным медно-порфировым месторождением вторично-кварцит-аргиллизитовой формации.
Плутоногенные месторождения кальмакырского типа. К медно-порфировым месторождениям аргиллизит-гумбеитовой формации отнесена большая группа промежуточных по составу медно-молибденовых и молибденово-медных месторождений, локализующихся в одних случаях в крупных многофазных плутонах, в других – в более мелких интрузивных телах, прорывающих вулканогенные, более ранние интрузивные или метаморфические породы. Типичным представителем месторождений этого типа является месторождение Алмалыкского района – Кальмакыр.
В месторождениях этого типа оруденение приурочено к поздним штокообразным телам или полям развития даек гранодиорит-порфиров, монцонит-порфиров и локализуется в зонах их эндо- и экзоконтактов. В одних случаях тела порфировых интрузий и даек рассматриваются как поздние дифференциаты тех же плутонов; в других они значительно оторваны во времени от вмещающих их интрузивных пород и могут принадлежать к значительно более поздним по времени образованиям интрузивным комплексам
Рис. 1. Схема геологического строения месторождения Коунрад
Оруденение приурочено к зонам широко проявленных гидротермально измененных пород, представленных кварцевыми, серицит-кварцевыми, биотит-калишпатовыми, каолинит-монтмориллонитовыми метасоматитами.
Месторождения этого типа формируются в условиях больших глубин, чем месторождения Коунрадского типа. Контуры рудных тел обычно нечеткие. Максимальные концентрации рудной минерализации могут быть приурочены к эндо- и экзоконтактам порфировых интрузий, что определяется в первую очередь физико-механическими свойствами слагающих их пород.
На месторождении Кальмакыр рудный штокверк развивается в основном во вмещающих сиенито-диоритах, а в гранодиорит-порфирах он становится убогим и лишь местами рудные минералы образуют промышленные концентрации.
Крупные трещины, выполненные дайками, и более мелкие, к которым приурочены прожилки, образуют выдержанные системы, закономерно ориентированные по отношению к главным региональным структурам.
Месторождения Коунрадского и Калькамырского типов объединяет то, что они связаны с интрузиями габбро-диорит-гранодиоритовой, габбро-сиенито-диоритовой и близких им формаций.
Пропилитовые месторождения бощекульского типа. К молибденово-медной пропилитовой формации отнесены менее распространенные по сравнению с двумя предыдущими группами, существенно медные, реже молибденово-медные месторождения прожилково-вкрапленных руд, также связанные с порфировыми интрузиями. Порфировые интрузии, как и вмещающие эффузивы, представлены более основными по сравнению с предыдущими типами разностями: диоритовыми порфиритами, плагиогранитами, кварцевыми диоритами и т.п., которые являются поздними дифференциатами интрузий габбро-диоритовой, габбро-диорит-плагиогранитовой формаций или подводящими каналами вулканогенных образований [3]. Месторождения именно этого типа были отнесены в свое время к медно-порфировым [4], отметившим, что в истории развития геосинклиналей медно-порфировые месторождения формируются дважды: в конце ранних и в конце поздних этапов. Как пример первых им был назван Бощекуль.
а
б
Рис. 2. Месторождение Кальмакыр в Узбекистане: 1 – рудоносный порфировый интрузив; 2–3 – магматические образования месторождения Кальмакыр: 2 – шток кварцевых монцонит-порфиров, 3 – монцониты; 4 – брекчиевая трубка; 5 – кварцевое ядро; 6 – кварц-биотит-калишпатитовая зона; 7 – кварц-серицитовая, кварц- хлорит-серицитовая зона (филлизиты); 8 – зона аргиллизации; 9 – пропилитовая зона; 10 – границы ореола интенсивной пиритизации; 11 – контуры промышленных руд
Оруденение локализуется в пределах эндо- и экзоконтактовых зон субинтрузивных тел, отличающихся, как правило, простым строением и небольшими размерами. Подобные субинтрузивные тела рассматривают как комагматы пород спилит-кератофировой формации, например Бощекульский массив [4, 5]. Рудная минерализация представлена вкрапленностью и прожилками халькопирита, пирита, в небольших количествах встречается молибденит, борнит, галенит, сфалерит, в отдельных месторождениях – пирротин и другие минералы, приуроченные к разнообразным по составу метасоматическим породам (биотитовым, хлорит-биотитовым, кварцевым и др.).
Одной из наиболее характерных особенностей медно-порфировых пропилитовых месторождений является тесная взаимосвязь их с колчеданным оруденением, проявляющимся в одних случаях в пределах тех же металлогенических зон, в других – в тех же рудных районах или полях. Синхронно с вулканическими породами эвгеосинклинальных зон в структурно благоприятных участках, в частности в интрагеоантиклинальных поднятиях, могут формироваться более крупные по размерам интрузивные тела, в связи с которыми также проявляется молибденово-медное оруденение. Это интрузии габбро-диоритовой и габбро-плагиогранитной формаций, часто представленные недифференцированными или слабодифференцированными телами, характеризующимися преобладанием в них натрия над калием, т.е. являющимися производными базальтоидного магматизма.
В качестве типового для месторождений этой группы можно указать описанное выше месторождение Бощекуль.
В заключение можно отметить, что были описаны три типа медно-порфировых месторождений и были выявлены основные признаки типов медно-порфировых месторождений, которые сравнительно отличаются друг от друга. Но также можно судить о том, что есть и сходство между ними, как, например, то, что месторождения Коунрадского и Калькамырского типов связаны с интрузиями габбро-диорит-гранодиоритовой, габбро-сиенито-диоритовой и близких им формаций.
Рис. 3. Эксплозивные брекчии на золото-медно-порфировом месторождении Бощекуль
Таким образом, были рассмотрены не только медно-порфировые месторождения Казахстана, но и месторождение Узбекистана.
Рецензенты:
Исабек Т.К., д.т.н., заведующий кафедрой РМПИ им. Сагинова, Карагандинский государственный технический университет, г. Караганда;
Низаметдинов Ф.К., д.т.н., заведующий кафедрой Маркшейдерского дела и геодезии, Карагандинский государственный технический университет, г. Караганда.
Работа поступила в редакцию 10.04.2015.