Porfirska ležišta bakra

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Rudnik Morenci otvoren je 2012 godine. Crvene stiene u gornjim klupama, a isturene slike u pozadini, nalaze se u poklopcu s kapljicama. Izgleda da se dno jame nalazi u mešovitoj oksid-sulfidnoj zoni, a to su i dva tegljača u prvom planu. Kliknite za uvećanje fotografije.
Rudnik kanjona Bingham 2005. godine Siva stena vidljiva u jami gotovo je sva u zoni primarne sulfidne rude.

Porfirska ležišta bakra su tela bakarne rude koja nastaju od hidrotermalnih tečnosti koje potiču iz voluminozne magmatske komore nekoliko kilometara ispod samog ležišta. Predatiranje ili udruživanje sa tim tečnostima su vertikalni nasipi porfritskih nametljivih stena po kojima ovaj tip ležišta dobija svoje ime. U kasnijim fazama, cirkulirajući,meteorske tečnosti mogu uzajamno delovati sa magmatskim tečnostima. Sukcesivne ovojnice hidrotermalnih promena obično obuhvataju jezgro diseminiranih rudnih minerala često u prelomima i venama koje oblikuju zalihe. Zbog velikog obima,porfirne rude mogu biti ekonomične,od koncentracije bakra do 0,15% i mogu imati ekonomske nus-produkte kao što su molibden, srebro i zlato. U nekim rudnicima su ti metali glavni proizvod.

Prvo miniranje ležišta bakra niskog kvaliteta iz velikih otvorenih jama poklopilo se otprilike sa uvođenjem parnih lopata, izgradnjom železnica i povećanom potražnjom na tržištu blizu početka 20. veka. Neki rudnici koriste porfirne naslage koje sadrže dovoljno zlata ili molibdena, ali malo ili nimalo bakra.

Porfirska ležišta bakra trenutno su najveći izvor bakarne rude. Većina poznatih porfirskih koncentrata je u: zapadnoj Južnoj i Severnoj Americi i jugoistočnoj Aziji i Okeaniji - duž Tihog vatrenog prstena; Karibi; južna centralna Evropa i područje oko istočne Turske; raštrkane oblasti u Kini, Srednjem istoku, Rusiji i zemljama CIS-a; i istočne Australije. Samo nekoliko je identifikovano u Africi, Namibiji i Zambiji; na Antarktiku nije poznat nijedan. Najveća koncentracija najvećeg porfirskog ležišta bakra je u severnom Čileu. Gotovo svi rudnici koji eksploatišu velika porfirska ležišta bakra proizvode se iz otvorenih jama.F

Geološki pregled[uredi | uredi izvor]

Geološka pozadina i ekonomski značaj[uredi | uredi izvor]

Porfirska ležišta bakra predstavljaju važan resurs i dominantan izvor bakra koji se danas eksploatiše kako bi se zadovoljila globalna potražnja.[1] Kompletiranjem geoloških podataka ustanovljeno je da je većina porfirijskih ležišta starog faneroza i da se nalaze na dubini od približno 1 do 6 kilometara, vertikalne debljine u proseku 2 kilometra. Kroz Fanerozoik je formirano 125.895 porfirskih ležišta bakra; međutim, 62% njih (78.106) uklonjeno je podizanjem i erozijom. Dakle, 38% (47.789) ostaje u kori, od kojih su 574 poznata ležišta na površini. Procjenjuje se da nalazišta pofrirskih ležišta bakra na Zemlji sadrže otprilike 1,7 × 10 11 tona bakra, što je ekvivalentno više od 8.000 godina globalne proizvodnje rudnika.

Porfirska ležišta bakra predstavljaju važan resurs bakra; međutim, oni su takođe važni izvori zlata i molibdena.[2] Generalno, porfirska ležišta karakterišu niski stepeni mineralizacije rude, porfirski nametljivi kompleks koji je okružen venskim zalihama i hidrotermalnim brečama .[3] Porfirski talozi formiraju se u lučnim vezama i pridružuju se magmi subdukcijske zone. Porfirska ležišta su grupisana u diskretnim mineralnim provincijama, što implicira da postoji neki oblik geodinamičke kontrole ili krucijalni uticaj koji utiče na mesto formiranja porfira. Porfirska ležišta javljaju se u linearnim, paralelnim pojasevima od orogena (poput Anda u Južnoj Americi).[4]

Čini se da postoje i diskretni vremenski periodi u kojima se koncentrišu ili formiraju porfirska ležišta. Za porfirska ležišta bakra-molibdena, formiranje je podeljeno u tri vremenska perioda: Paleocen - eocen, Eocene- Oligocen i srednje miocenskim - pliocenu .[3] I za porfirske epitermalne naslage zlata,obično se radi o vremenskom periodu koji se kreće od srednjeg miocena do recentnog perioda, izuzeci su poznati. Većina velikih porfirijskih ležišta ima starost manju od 20 miliona godina. Međutim postoje značajni izuzeci, poput 438 miliona godina starog ležišta Cadia-Ridgevai u Novom Južnom Velsu. Ovo relativno mlado doba odražava potencijal očuvanja ove vrste ležišta; jer se obično nalaze u zonama visoko aktivnih tektonskih i geoloških procesa, poput deformacija, podizanja i erozije. Međutim, može se dogoditi da je nagnuta raspodela prema većini ležišta manja od 20 miliona godina barem delimično artefakt istraživačke metodologije i pretpostavki modela, jer su poznati primeri u područjima koja su pre bila delomično ili nedovoljno delimično istražena. Prema njihovim starijim starosediocima, ali za koje je kasnije otkriveno da sadrže velike primere svetske klase mnogo starijih porfirskih ležišta bakra. [traži se izvor]

Procesi magme i plašta[uredi | uredi izvor]

Generalno, većina velikih porfirskih ležišta povezana je sa kalc-alkalnim upadima, mada su i neka od najvećih ležišta bogata zlatom povezana sa sastavima visoko-K kalc-alkalne magme.[3] Brojna porfirska ležišta bakra i zlata svetske klase smeštena su u upadima visokog K ili šošonitija, kao što su rudnik bakra i zlata Bingham u SAD, rudnik bakra i zlata u Grasbergu u Indoneziji, rudnik bakra-zlata u Australiji Northparkes, bakar-zlato Oiu Tolgoi rudnik u Mongoliji i prospekt bakra-zlata Peschanka u Rusiji.[5]

Smatra se da su magme odgovorne za formiranje porfira nastale delimičnim topljenjem gornjeg dela postdukcije, zastale ploče koje su izmenjene morskom vodom.[6] Plitko oduzimanje mladih, plutajućih ploča može rezultirati proizvodnjom adakitnih lava delimičnim topljenjem.[2] Alternativno, metasomatizirani klinovi plašta mogu stvoriti visoko oksidovane uslove što rezultira sumpornim mineralima koji oslobađaju rudne minerale (bakar, zlato, molibden), koji se tada mogu prevesti do gornjeg nivoa kore. Topljenje plašta može takođe biti indukovano prelaskom sa konvergentnih na transformatorske ivice, kao i zatezanjem i povlačenjem podvodne ploče. Ipak, poslednje verovanje je da dehidracija koja se dogodi na blushist - eklogit tranziciji utiče na većinu zagušenih ploča, a ne na delimično topljenje.

Nakon dehidracije, tečna sredstva bogata rastvorom oslobađaju se iz ploče i metasomatiziraju gornji klin plašt astenosfere slične MORB-u,obogaćujući ga isparljivim i velikim jonskim elementima litofila (LILE). .[2] Sadašnje verovanje je da je generacija andezita magme višestepeno,i uključuje topljenje i asimilaciju kore primarne bazaltske magme, skladištenje magme na dnu kore (podvlačenje gustom, mafijskom magmom kako se uspinje) i homogenizaciju magme. Podvučena magma će dodati puno toplote na bazu kore, izazivajući tako topljenje kristala i asimilaciju stena donjeg kristala, stvarajući područje sa intenzivnom interakcijom plašta magme i magmatske kosti. Ova progresivno razvijajuća magma će se obogatiti isparljivim elementima, sumporom i nekompatibilnim elementima - idealna kombinacija za stvaranje magme koja je sposobna da stvori ležište rude. Od ovog trenutka do evolucije ležišta porfira potrebni su idealni tektonski i strukturalni uslovi da bi se omogućio transport magme i obezbedilo njeno primanje u gornjim nivoima krsta.

Tektonske i strukturne kontrole[uredi | uredi izvor]

Iako su ležišta porfira povezana sa lučnim vulkanizmom, oni nisu tipični proizvodi u tom okruženju. Veruje se da tektonska promena deluje kao okidač za formiranje porfira.[3] Pet ključnih faktora može dovesti do razvoja porfira: 1) kompresije koja sprečava uspon magme kroz kore, 2) rezultirajuća veća plitka magmina komora, 3) pojačana frakcija magme zajedno sa isparljivim zasićenjem i stvaranjem magmatsko-hidrotermalnih tečnosti, 4) sabijanje ograničava odbojke od razvijanja u okolnu stenu, koncentrišući na taj način tečnost u jednu zalihu, i 5) brzo podizanje i erozija pospešuje dekompresiju i efikasno, eventualno taloženje rude.[7]

Porfirska ležišta se obično razvijaju u regionima koji su zone niskog ugla (ravne ploče) subdukcije .[3] Zona subdukcije koja prelazi iz normalne u ravnu a zatim natrag u normalnu subdukciju stvara niz efekata koji mogu dovesti do stvaranja porfirskih naslaga. U početku će se smanjiti alkalni magmatizam, horizontalno skraćivanje, hidratacija litosfere iznad ravne ploče i mali protok toplote. Po povratku u normalnu subdukciju, vruća astenosfera će ponovo biti u kontaktu sa hidratiziranim plaštom, uzrokojući vlažno topljenje, doći će do topljenja rastvora kristala tokom prolivanja taline plašta i litosfernog stanjivanja i slabljenja usled povećanog toplotnog toka. Podvlačna ploča može se podići aseizmičkim grebenima, podmorskim lancima ili okeanskim visoravnima - koji mogu pružiti povoljno okruženje za razvoj porfirskih ležišta. Ova interakcija između zona subdukcije i pomenutih okeanskih karakteristika može objasniti razvoj više metalogenih pojaseva u datom regionu; kao što svaki put kada zona subdukcije deluje u interakciji s jednom od ovih karakteristika, to može dovesti do stvaranja rude. Konačno, u okeanskim ostrvskim lukovima subdukcija grebena može dovesti do spljoštenja ploča ili preokreta luka; dok u kontinentalnim lukovima može dovesti do razdoblja subdukcije ravnih ploča .

Pokazano je da preokret luka malo unapred formira porfirne naslage na jugozapadnom Tihom okeanu, posle sudara.[8] Preokret luka nastaje zbog sudara između ostrvskog luka i bilo kojeg drugog ostrvskog luka, kontinenta ili okeanske visoravni.[6] Sudar može rezultirati prekidom subdukcije i na taj način izazvati topljenje plašta.

Porfirska ležišta uglavnom nemaju potrebnu strukturnu kontrolu za njihovo formiranje; iako su neki rasedi i oblici tela povezani.[6][9] Prisustvo intra-lučnih sistema grešaka je korisno, jer mogu da lokalizuju razvoj porfira.[4] Pored toga, neki autori su nagovestili da su pojave preseka između prelaznih fragmenata na kontinentu i lučno-paralelnih struktura povezane sa formiranjem porfira. To je u stvari slučaj čilijskih ležišta bakra iz Los Bronces- a i El Teniente-a, od kojih se svaki nalazi na preseku dva sistema grešaka.

Karakteristike[uredi | uredi izvor]

From Cok, (1986) Bilten američkog geološkog zavoda 1693

Karakteristike ležišta bakra uključuju:

  • Rudna tela su povezana sa višestrukim upadima i nasipa od diorita do kvarcmonconit kompozicijaa sa porfirskim teksturama.
  • Zone Breča sa uglastim ili lokalno zaobljenim fragmentima obično su povezane sa uljezima. Mineralizacija sulfida se obično dešava između fragmenata ili unutar njih. Ove zone breča su obično hidrotermalne prirode i mogu se manifestovati kao šljunčane nasipa.[10]
  • Naslage obično imaju spoljnu zonu izmene minerala epidota - hlorita .
  • Zona promene kvarca - sericita obično se javlja bliže centru i može pretisnuti.
  • Centralna kalijumska zona sekundarnih promena biotita i ortoklasa obično je povezana sa većinom rude.
  • Prelomi su često ispunjeni ili prevučeni sulfidima ili kvarcnim žilama sa sulfidima. Usko razmaknuti prelomi više orijentacija obično su povezani sa rudom najvišeg stepena.
  • Gornji delovi naslaga porfirnog bakra mogu se podvrgnuti obogaćivanju supergena. Ovo uključuje metale u gornjem delu koji se rastvaraju i nose do ispod vodene tabele, gde se talože.

Nalazišta porfirnog bakra obično se vade otvorenim metodama.

Primeri[uredi | uredi izvor]

Meksiko[uredi | uredi izvor]

  • Kanejnija
  • La Karidad
  • Santo Tomas

Čile[uredi | uredi izvor]

  • Sero Kolorado [4]
  • Čakvitumata
  • Kolahusi
  • Eskondida
  • El Abra
  • El Salvador
  • El Teniente
  • Los Pelambres
  • Radomir Tomić

Peru[uredi | uredi izvor]

  • Tokuepala
  • Sero Verde, jugoistočno od grada Arekuipa

Amerika[uredi | uredi izvor]

Indonezija[uredi | uredi izvor]

  • Batu Hidžau, Sumbava
  • Grasberg, Zapadna Papua, sa> 3 milijarde tona na 1 ppm Au, jedno je od najvećih i najbogatijih ležišta porfira bilo koje vrste
  • Tudžuh Bukit, Java, još uvek je u istraživanju, ali verovatno će biti veći od Batu Hidžaua [13]
  • Sungai Mak i Tabang Kiri, Gorontalo, sa 292 miliona tona zlata 0,50 ppm i 0,47% bakra [14]

Australija[uredi | uredi izvor]

  • Rudnik Kerdia-Ričvej u Novom Južnom Velsu, ležište bakra i zlata minirano otvorenom jamom i pećinskom blokadom.
  • Nortpaks ležište bakra porfira, Novi Južni Vels, sa 63 miliona tona na 1,1% Cu i 0,5 ppm Au.

Papua Nova Gvineja[uredi | uredi izvor]

  • Ok Tedi
  • Panguna / Bougainville Copper
  • Projekt Vafi-Golpu / Rudnik Vafi-Golpu

Ostalo[uredi | uredi izvor]

Ležišta rufinog tipa za metale koji nisu bakar[uredi | uredi izvor]

Bakar nije jedini metal koji se javlja u porfirnim ležištima. Postoje i nalazišta porfirne rude, iskopani prevashodno za molibden, od kojih mnogi sadrže vrlo malo bakra. Primeri ležišta porfirijskog molibdena su Klajmaks, Urad, Mt. Deponi Emmons i Henderson u centralnom Koloradu ; ležišta Belog bora i borove šume u Utahu [17][18] ; ležište Kuesta u severnom delu Novog Meksika ; i Endako u Britanskoj Kolumbiji.

Američki geološki institut klasifikovao je ležišta Chorolkue i Katavi u Boliviji kao ležišta porfirijskog kala .[19]

Neka ležišta bakra od porfira u okruženjima okeanske kore, poput onih na Filipinima, Indoneziji i Papui Novoj Gvineji, dovoljno su bogata zlatom da se nazivaju ležišta bakra i zlata porfira.[20]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Kesler, S.E. and B.H. Wilkinson, Earth's copper resources estimated from tectonic diffusion of porphyry copper deposits, Geology, 2008, 36(3) pp. 255-258.
  2. ^ a b v Richards, J.P., Tectono-Magmatic Precursors for Porphyry Cu-(Mo-Au) Deposit Formation.
  3. ^ a b v g d Cooke, D.R., P. Hollings, and J.L. Walshe, Giant Porphyry Deposits: Characteristics, Distribution, and Tectonic Controls.
  4. ^ a b v g Sillitoe, R.H., Porphyry Copper Systems.
  5. ^ Müller D., Groves D.I. (2019) Potassic igneous rocks and associated gold-copper mineralization (5th ed.
  6. ^ a b v Sillitoe, R.H., Characteristics and controls of the largest porphyry copper-gold and epithermal gold deposits in the circum-Pacific region.
  7. ^ Sillitoe, R.H. Major regional factors favoring large size, high hypogene grade, elevated gold content and supergene oxidation and enrichment of porphyry copper deposits. in Porphyry and hydrothermal copper and gold deposits: A global perspective. 1998.
  8. ^ Solomon, M., Subduction, arc reversal, and the origin of porphyry copper-gold deposits in island arcs.
  9. ^ Piquer Romo, José Meulen; Yáñez, Gonzálo; Rivera, Orlando; Cooke, David (2019). „Long-lived crustal damage zones associated with fault intersections in the high Andes of Central Chile”. Andean Geology. 46 (2): 223—239. S2CID 199107390. doi:10.5027/andgeoV46n2-3108. Pristupljeno 9. 6. 2019. 
  10. ^ Sillitoe, R.H., 1985, Ore-Related Breccias in Volcanoplutonic Arcs: Economic Geology, v. 80, p. 1467-1514.
  11. ^ Titley, Spencer Rowe (1982). „Geology of the Sierrita-Esperanza Deposit”. Advances in Geology of the Porphyry Copper Deposits: Southwestern North America. University of Arizona Press. ISBN 0-8165-0730-9.  Pronađeni su suvišni parametri: |author= i |last1= (pomoć)
  12. ^ Titley, Spencer Rowe (1982). „Sulfur and Copper in Magma and Rocks: Ray Porphyry Copper Deposit, Pinal County, Arizona”. Advances in Geology of the Porphyry Copper Deposits: Southwestern North America. University of Arizona Press. ISBN 0-8165-0730-9.  Pronađeni su suvišni parametri: |author= i |last1= (pomoć)
  13. ^ Tujuh Bukit – Indonesia | Intrepid Mines[mrtva veza]
  14. ^ „PT Bumi Resources TBK : Stock Market News and Information | BUMI| ID1000068703 | MarketScreener”. 27. 7. 2023. 
  15. ^ Cobre Panama, Inmet Mining Arhivirano 2011-05-10 na sajtu Wayback Machine
  16. ^ „Saindak”. Mineral Resources On-Line Spatial Data. USGS. 
  17. ^ Keith, J.D., Shanks III, W.C., Archibald, D.A., and Farrar, E., 1986, Volcanic and Intrusive History of the Pine Grove Porphyry Molybdenum System, Southwestern Utah: Economic Geology, v. 81, p. 553-587
  18. ^ Jensen, Collin (2019). „Multi-Stage Construction of the Little Cottonwood Stock, Utah: Origin, Intrusion, Venting,Mineralization, and Mass Movement”. BYU Scholars Archive-Theses and Dissertations. 
  19. ^ Bruce L. Reed (1986) Descriptive model of porphyry Sn, in Mineral Deposit Models, US Geological Survey Bulletin 1693, p.108.
  20. ^ R. L. Andrew (1995) Porphyry copper-gold deposits of the southwest Pacific, Mining Engineering, 1/1995, p.33-38.

Literatura[uredi | uredi izvor]

  • Dennis P. Cok, 1986, „Opisni model porfira Cu“, u modelima ležišta minerala, Geološki pregled SAD, Bilten 1693, str.   76, 79
  • Michael L. Zientek, et al., 2013, Procjena bakra od porfira u jugoistočnoj Aziji i Melaneziji, Američki geološki institut, Izvještaj o naučnim istraživanjima 2010-5090-D.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Порфирска_лежишта_бакра&oldid=26978704”