07.02.2018

Медно-порфировые месторождения


Знания о различных аспектах геологии медно-порфировых месторождений значительно пополнились в течение нескольких последних десятилетий, особенно интенсивное изучение данных месторождении началось с середины 1960-х годов. В настоящем обзоре месторождения рассматриваются с двух точек зрения: с одной стороны, обсуждается их теологическая позиция и тектогенез, а с другой — изменение вмещающих пород и минерализация; однако этот обзор ограничен в основном мезозойскими и кайнозойскими месторождениями, расположенными в обрамлении Тихоокеанского бассейна.

Радиологические определения возраста показывают, что порфировые месторождения формировались в течение трех четко разграниченных длительных интервалов времени — доларамийского, ларамийского и интервала, начавшегося ~40 млн. лет назад. Месторождения независимо от возраста располагаются в районах, очень сходных по геологическому строению. В восточной части Тихоокеанского бассейна месторождения залегают между древними батолитовыми комплексами и древними приподнятыми или обнажившимися кратонами, а также в умеренно или сильно деформированных мобильных поясах, заключающих большое количество параллельных разломов и складок. Подобная обстановка существует как на аккретированных континентальных окраинах, таких, как Канадские Кордильеры, так и на жестких окраинах, подобных перуанскому и чилийскому побережью. Хотя геологическая обстановка месторождений островных регионов западной части Тихого океана, имеющих главным образом постларамийский возраст, в значительной степени варьирует, большинство рудных объектов располагаются вдоль осевых частей островов пли архипелагов и в районах, характеризующихся наличием известных или предполагаемых систем параллельных разломов.

Петрологические данные о породах обрамления бассейна свидетельствуют о наличии двух типов интрузий: первый тип, распространенный в островных регионах, характеризуется низким отношением К2О/СаО; второй, встречающийся в континентальной обстановке, обладает более высокими значениями этого отношения. Оба типа различаются также по содержанию Na2O и K2O. Отчетливо щелочные комплексы встречаются на некоторых месторождениях Канадских Кордильер. Большая часть изученных пород имеет известково-щелочную природу, однако направления дифференциации были различными в разных условиях, и, по-видимому, нельзя выделить породы специфического состава, которые бы однозначно характеризовали плутоны с медно-порфировой минерализацией. Первичные стронциевые отношения у пород Новой Гвинеи и юго-западной части Америки в пределах одного и того же региона почти одинаковы как у безрудных, так и у продуктивных плутонов, а также у одновозрастных с ними вулканических пород, в то же время эти отношения в разных регионах сильно различаются.

Рассмотрение явлений тектоники плит в тех случаях, когда с ними может быть связано медно-порфировое оруденение, показывает, что интрузивные процессы в обрамлении Тихоокеанского бассейна соответствуют времени более высоких скоростей сближения плит, времени изменения характера этого сближения и в основном приурочены к деструктивным краям плит. Различные виды сближений, такие, как косонаправленные, могут так воздействовать на кору, что она позволит магме быстро подняться до верхних горизонтов. Металлогения меди некоторыми исследователями связывается с океанической корой в зонах субдукции; другие считают, что некоторые металлы происходят из коры или мантии. Тем не менее анализ истории развития плит в связи с интрузивной деятельностью почти однозначно свидетельствует о том, что между тектоническим взаимодействием плит и медно-порфировой формацией существуют тесные причинно-следственные отношения.

Интрузии, с которыми связана медно-порфировая минерализация, отличаются от непродуктивных плутонов наличием постоянных и повсеместных гидротермальных проявлений, которые распространяются и во вмещающие их породы. Характерные ассоциации минералов, возникающие в процессе изменения пород, обнаруживают между собой специфические пространственные и временные соотношения, однако структурно-текстурный рисунок п состав этих ассоциаций различен в кварц-монцонитовых и диоритовых интрузиях. Кварц-монцонитовые интрузии характеризуются центральной зоной калиевого и калиево-кремниевого метасоматоза, содержащей гидротермальные К-полевой шпат и биотит, промежуточной зоной пз кварца и серицита и периферийным пропилитовым ореолом, сходным с зеленосланцевоп метаморфической фацией и содержащим эпидот, хлорит и альбит. К внешней части зоны К-метасоматоза приурочена гипогенная минерализация, представленная незначительным количеством сульфидов (~1 об.%), но характеризующаяся высоким отношением халькопирит/пирит; в следующей кварц-серицитовой зоне содержание сульфидов (почти исключительно пирит) значительно более высокое. Центральная часть интрузии не содержит оруденения. В диоритовых интрузиях в центральной зоне К-метасоматоза преобладает биотит, а кварц-серицитовая зона в большинстве случаев отсутствует. Таким образом для этих месторождений характерно более низкое содержание сульфидов, чем для вышеупомянутых, хотя количество гипогенной меди в диоритовом типе может быть выше. Гидротермальные изменения обычно продолжаются и во вмещающие породы. Однако в карбонатных боковых породах развиваются известково-силикатные фазы, представленные главным образом гранатом и диопсидом, которые отделяются от интрузии мрамором. Этот безводный скарн, как правило, сечется выделениями хлорита, эпидота, талька, кварца и(или) глинистых минералов. Гипогенная минерализация, представленная халькопиритом и сфалеритом, формировалась одновременно с безводным скарном или по крайней мере предшествовала образованию более поздней ассоциации минералов, содержащих воду. Верхние части интрузивов и породы кровли подвергаются в основном аргиллизации и сольфатарным изменениям и состоят из глинистых минералов, тонкозернистого кремнезема и алунита, которые сопровождаются, по-видимому, халькопиритом, энаргитом, пиритом и гематнтом. Предполагают, что такого рода минерализация частично обязана выщелачиванию и ремобилизации минеральных образований, связанных с интрузией и расположенных на глубине.

Диаграммы устойчивости минералов помогают интерпретировать причины различия минеральных ассоциаций в зоне изменения в зависимости от различной геологической обстановки. Наиболее важным является предположение, что пропилитизация (хлорит ± эпидот) представляет собой богатый Mg и Ca аналог кварц-серицитовых изменений и может развиваться среди диоритов. Кроме того, стабильность халькопирита требует условий, характеризующихся относительно узкими пределами колебаний таких факторов, как температура, активность серы и кислорода, отношение железа к водороду в гидротермальном флюиде. Изучение диаграмм устойчивости минералов с учетом пространственно-временных соотношений между гидротермальными минералами медно-порфировых месторождений показывает, что со временем флюиды в пределах этих систем вызывают изменение боковых пород, сопоставимые с теми, которые связаны с понижением температуры и отношения активность катиона/активность водорода. Оба этих процесса могут быть привлечены для объяснения некоторых наблюдаемых проявлений зональности и парагенетических особенностей.

Изучение изотопов кислорода свидетельствует, что проявления раннего К-метасоматоза в интрузиях вызвано флюидами, выделившимися в связи с магматическими процессами, тогда как образование ассоциации кварц + серицит обусловлено флюидами метеорного происхождения. Изучение газово-жидких включений показывает, что магматические флюиды имели высокую соленость (порядка 30—60 мас.% NaCl-эквивалента), в то время как метеорные флюиды были намного более разбавленными (<15 мас.%). Свидетельства о вскипании (пли конденсации) обоих типов флюидов обнаружены на различных месторождениях, однако эти процессы проявлены не везде. Рассчитанные на компьютере модели флюидных потоков показывают, что на разных участках медно-порфировой системы эти два типа флюидов появляются в разное время и в различных относительных и абсолютных количествах. Направление флюидных потоков вокруг и внутри остывающего плутона в значительной степени зависит от изменения в пространстве такого свойства пород, как проницаемость, что непосредственно связано с количеством и характером трещин. Co временем трещины все более и более сосредоточиваются вблизи контактов интрузивных и вмещающих пород, и более поздние гидротермальные процессы протекают главным образом именно в этих местах. Однако мы не имеем очевидных доказательств связи гипогенной минерализации с флюидами как первичномагматического, так и метеорного происхождения.





Яндекс.Метрика