07.02.2018

Геологическая позиция, петрология и тектогенез медно-порфировых месторождений


Благодаря повышенному интересу повсюду в мире к медно-порфировым месторождениям они сделались объектом интенсивного исследования как с научной, так и с практической точки зрения. Крупные размеры этих месторождений, большие запасы металлов в них, а также возможность применения дешевых методов извлечения послужили причиной широкого развития геологоразведочных работ в течение последних 25 лет. В результате этого начиная с 1955 г. в обрамлении Тихоокеанского бассейна по меньшей мере 90 меднопорфировых месторождений были открыты впервые или в результате геологической переоценки ранее известных объектов. Приблизительно такое же число месторождений открыто и в других регионах, например в северо-восточной Австралии и поясе Тетис. Экономические характеристики меднопорфировых месторождений приведены в табл. 1. В ней дано в тоннах количество металла, как добытого, так и находящегося в недрах, для 141 месторождения в пределах обрамления Тихоокеанского бассейна. В это число входят и чисто медные месторождения, и те, которые относятся к порфировым медно-молибденовым. На 51 месторождении, судя по отчетам, добывают медь и молибден; относящиеся к ним цифры взяты в скобки.
Запасы меди увеличиваются как в результате открытий новых объектов, так и благодаря углублению наших знаний об этих месторождениях, геологии которых посвящены многочисленные публикации. Рассмотрение и обобщение всех этих публикаций — задача трудновыполнимая, однако, к счастью, существует несколько обзорных работ, опирающихся в основном на данные по отдельным районам и провинциям. К четырем основным работам относятся сборники статей, посвященные исследованиям в юго-западной части Северной Америки, в западной Канаде, на островах юго-западного сектора Тихого океана и в Австралии, а также более основательная книга по Западному полушарию. Заслуживают внимание статьи и серии статей, которые явились важными вехами в познании рассматриваемых месторождений: обобщающая работа Лоуэлла и Гилберта по зональности, труд Густафсона и Ханта, посвященный результатам исчерпывающих исследований месторождения Эль-Сальвадор, а также статьи о месторождениях Бьютт (Монтана) и Бингем (Юта).

Важным аспектом исследования геологии и генезиса медно-порфировых месторождений является дальнейшее развитие идей во многих побочных направлениях. Месторождения представляют собой прекрасные полевые лаборатории как для разработки концепций химии гидротермальных процессов, так и для совершенствования и испытания исследовательской техники. Так, принципы химии гидротермальных процессов, выдвинутые Гаррелсом и Хелгесоном, были применены и успешно проверены при изучении пород и руд медно-порфировых месторождений; идеи относительно источников некоторых гидротермальных флюидов, возникшие в связи с изучением Тейлором и его сотрудниками стабильных изотопов, послужили основным толчком для развития концепций рудогенеза; исследования химии растворов, проведенные Барнсом и Хемли, широко использовались для решения проблем формирования медно-порфировых месторождений; и наконец, в результате работ Гёддера по газово-жидким включениям этот метод достиг такой стадии, когда он стал обычным и широко применяется при изучении медно-порфировых месторождений.

Наконец, медно-порфировые месторождения стали экономическим стимулом для проведения фундаментального регионального анализа соответствующих меднорудных районов, осуществленного Геологической службой США в лице Гансома, Линдгрена, Пейджа, Спенсера, Хернона. Поистпне это памятник их высококачественному труду, который был совершен на рубеже двух столетий. Газработанные ими стратиграфические и тектонические схемы выдержали испытание временем, претерпев лишь незначительные изменения.
Рамки настоящего исследования. В связи с тем, что наши знания о медно-порфировых месторождениях весьма обширны, мы отобрали для обобщения лишь наиболее важные виды информации, позволяющие составить представление о месте, времени и эволюции месторождений этого типа. Эти данные имеют отношение к важным концепциям, проблемам и спорам по многим аспектам генезиса месторождений, однако материал, представленный нами, в какой-то мере ограничен. Во-первых, отсутствие детальных данных по месторождениям Юго-Восточной Азии, KHР, России а также по другим месторождениям в районах к югу и западу от пояса Тетис препятствует подробному рассмотрению этих объектов. Во-вторых, в связи с тем, что приводимые нами данные и их обсуждение в основном касаются месторождений обрамления Тихоокеанского бассейна (рис. 1), большая часть наших выводов основывается на мезозойских и более молодых рудных образованиях. Несмотря на эти ограничения, мы все же полагаем, что приводимый здесь фактический материал и высказанные идеи могут быть использованы при рассмотрении месторождений других регионов и иного возраста. В-третьих, из трех возможных степеней детальности, с которыми могут быть рассмотрены медно-порфировые месторождения, мы выбрали две. Прежде всего месторождения рассматриваются нами на региональной основе, что позволяет видеть их в связи с геологическими условиями соответствующих провинций и дает возможность выяснить, как оруденение связано во времени, пространственно и по составу с имеющимися интрузивными образованиями. Второй подход заключается в анализе деталей генезиса п гидротермального химизма оруденения на основе минералогии, изучения газово-жидких включений и стабильных изотопов. Мы не рассматриваем месторождения в промежуточном масштабе, а именно в рамках геологии районов внутри провинций или в пределах еще меньших площадей, поскольку объем литературного материала слишком велик, чтобы его можно было здесь обобщить. Далее, хотя в литературе приводится множество деталей по региональной геологии, лишь немногие геологи пытались оценить рудный контроль п гидротермальную эволюцию медно-порфировых месторождений в таком контексте. Мы указываем на эту частную деталь состояния наших знаний не только как на досадный пробел в современном понимании генезиса этих месторождений, но и как на исключительно важный аспект, который потребует очень большого объема самых тщательных полевых геологических работ в будущем.

Некоторые из наших заключений и интерпретаций, конечно, спорны, однако они отражают наши искренние убеждения, которые сложились в результате изучения с различной степенью детальности многих месторождений Тихоокеанского пояса. Если возникнет дискуссия, то разрешение проблем, которые мы выдвинули, или установление прочной основы для переосмысления имеющихся данных будут значительным конструктивным шагом вперед.

Медно-порфировые месторождения: характерные черты и определения.
Медно-порфировые месторождения являются продуктами крупных гидротермальных систем, связанных с интрузивной деятельностью. Они возникают в результате внедрений на небольших глубинах порфировых плутонов и последующего их остывания. Эти явления вызывают широкое развитие вторичной проницаемости (трещиноватости) в плутонических и вмещающих породах, что способствует циркуляции вод различного происхождения как в плутоне, так и в боковых породах. Плутоны, концентрирующие медь, обычно невелики (от ~ 1/2 до 2 км в диаметре), но в результате их внедрения возникают громадные объемы (многие кубические километры) измененных и минерализованных пород. Среднее месторождение (см. табл. 1) содержит 406*10в6 т меди (при концентрации металла 0,64%), включая небольшое количество меди, отложившейся в процессе вторичного обогащения. Ход эволюции гидротермального процесса, в котором доминирует охлаждение, приводит к осаждению и зональному размещению продуктов изменения и металлов. Зональность развивается или от интрузий (особенно если они малы), или от контакта интрузии с вмещающей породой. Плутоны внедряются на очень небольшой глубине (от 1 до 2 км), о чем свидетельствуют газовожидкие включения и реконструкция дорудного стратиграфического разреза. В эпикрустальноп среде они контактируют с самыми различными породами: метаморфизованными породами докембрийского фундамента, осадочными и вулканогенными образованиями фанерозоя, комагматичными вулканическими породами, которые могут располагаться над этими плутонами. Состав боковых пород контролирует состав и характер изменений и минерализации, которые обычно одинаковы на всех месторождениях (исключение создает карбонатная среда). Когда среди боковых пород имеются карбонатные разности, процессы изменения приводят к образованию скарнов и тактитов. В ряде районов однозначно устанавливается, что месторождения связаны с вулканическими процессами и что интрузии, возможно, представляют собой субвулканические тела (рис. 2). Однако свидетельства о связи ассоциации с вулканогенными образованиями отсутствуют даже в случае некоторых очень молодых порфировых систем, например месторождений юго-западной части Тихого океана, имеющих возраст ~1 млн. лет. Тем не менее ряд месторождений могут быть связаны с неглубокими интрузиями, которые не сопровождались наземным вулканизмом.





Яндекс.Метрика