Осадочные месторождения меди протерозойского возраста

Осадочные месторождения меди (типа медистых песчаников) верхнепротерозойского возраста известны лишь в нескольких районах земного шара, но дают, как правило, исключительно крупные скопления меди с запасами, исчисляющимися десятками миллионов тонн. Наиболее крупным районом является так называемый Медный пояс в Африке, на территории Замбии и Заира, запасы которого составляют около 140 млн. т меди. В бывш. СССР крупным рудным районом является район Удоканского месторождения в Восточном Забайкалье. Довольно крупные осадочные месторождения верхнепротерозойского возраста известны на юго-западе КНР, а также в США (Уайт-Пайн). Известны месторождения такого возраста также в Замбабве, Уганде, Израиле, Иордании.

Медный пояс Африки протягивается в северо-восточном направлении на 780 км вдоль границы между Замбией и Заиром по водоразделу рек Конго и Замбези и уходит на территорию Зимбабве. Ширина пояса 20—80 км. Рудоносные осадки находятся среди верхнепротерозойских пород системы Катанга, залегающих с редким угловым несогласием на более древних породах, а приурочены к рудной серии Роан, которая разделяется на две свиты — Нижний и Верхний Роан. При этом в Замбии основная часть месторождений связана с отложениями Нижнего Роана, имеющими мощность 200—500 м, представленными гравелитами, аркозами и кварцитами с подчиненными слоями сланцев. В Заире оруденение связывается с породами Верхнего Роана, имеющими мощность 500—600 м и представленными в основном доломитами и доломитовыми сланцами, причем основная рудоносность связывается с доломитами с Callenia, залегающими в основании свиты.

В тектоническом отношении Медный пояс представляет складчатуго зону северо-западного простирания. В Замбии складки пологие и широкие, причем отложения серии Катанга сохранились от размыва только в синклиналях. В Заире — это крутые складки, причем породы Верхнего Роана слагают ядра антиклинальных складок. В отличие от районов Медного пояса, расположенных в Замбии, здесь широко развиты разрывные нарушения с перемещением блоков до 10—20 км.

Руды на месторождениях Заира, в отличие от руд замбийских месторождений, довольно интенсивно окислены (зона окисления имеет глубину от 15 до 300 м), рудными минералами там являются такие минералы, как малахит, азурит, хризоколла, куприт и тенорит.

В Замбии наиболее крупным месторождением является Нчанга, расположенное у г. Чингола и содержащее более 9 млн. т меди со средним содержанием меди в 4,40 %• Суммарная мощность рудных пластов достигает 90 м. За последние годы в районе этого месторождения найдено крупное рудное тело Нчанга-Уэст с запасами около 4 млн. т меди при ее содержании в руде 6,36 %. Месторождение Муфулира расположено в 40 км к северо-востоку от г. Китве и содержит 5,3 млн. т меди при содержании ее в руде 3,34 %. Запасы меди около 1200 тыс. т. Из других месторождений можно указать Роана-Антелоп — 3,5 млн. т меди при содержании 2,20 %, Банкрофт — 3,0 млн. т меди при содержании 3,30 %, Чамбиши — 1,4 млн. т меди при ее содержании 3,37% и ряд других. В медных рудах обычно присутствует кобальт в количестве 0,13—0,16 %, цинк и часто уран. Кроме того, в 1968 г. введено в эксплуатацию месторождение Мимбула-Фитула в 14 км южнее г. Чингола. Содержание меди в руде 3,9 %. Рудное тело залегает на глубине от 20 до 150 м от поверхности и содержит более 400 тыс. т меди.

В пределах Заира также известно значительное количество медных месторождений, наиболее крупные из которых эксплуатируются. При этом отрабатываются в основном богатые окисленные руды, содержащие до 10 % меди, или сульфидные, содержащие ее в количестве 3—5 %. К числу таких месторождений относятся Камото, с запасами меди 7,0 млн. т при содержании меди 4,1 %, Мусоши — соответственно 2,3 млн. т и 2,11 %, Чинсенда 1,9 млн. т и 5,5 % и т. д. Юго-западнее описанного пояса на территории Замбии в последнее время выявлен еще один пояс, который пока слабо изучен. Он расположен в центральной части Замбии и пересекает ее от границы с Анголой до Зимбабве и частично заходит в пределы последней. Длина этого пояса около 700 км. В его пределах известен ряд месторождений, но эксплуатируется пока только одно месторождение Каленгва с запасами меди 1,2 млн. т при ее содержании в руде 11,66 %. Руды в основном аналогичны рудам основного пояса, но почти не содержат кобальт. Очевидно, к этому же поясу следует отнести месторождение Умкондо в Зимбабве, представленное минерализованными кварцитами и сланцами, содержащими борнит и халькозин. В Намибии находится рудная зона Витвлей, сложенная верхнепротерозойскими глинистыми сланцами и песчаниками, а также доломитами среднерифейско-вендского возраста, с которыми в основном связано оруденение меди. В руде содержится также серебро. Промышленное значение имеют месторождения Матчлес, Оамитес, Витвлей, Очихас. Месторождение Оамитес приурочено к рифовым известнякам, залегающим среди прибрежно-морских образований, и содержит 1,3 % меди и 12,3 г/т серебра. Мощность рудного пласта 16 м. Ho простиранию он прослежен на 600 м. Запасы меди небольшие около 80 тыс. т. На месторождении Очихас оруденение представлено прожилками и вкрапленностью пирита, халькопирита и сфалерита в пластах железистых кварцитов мощностью от 2,5 до 7 м, прослеженных по простиранию на 2 км. Содержание меди 3 %, цинка 1 %, серебра 20 г/т. Запасы меди около 500 тыс. т. Запасы меди в четырех африканских странах составляют 124 млн. т, из них 86 млн. т в Замбии и 36 млн. т в Заире. Следует отметить, что в числе запасов Замбии учтены крупные запасы меди в отвалах отработанных частей месторождения Нчанга, где определено 19,7 млн. т меди в отвалах при ее содержании 1,7% и Бвема-Маубва — 31,5 млн. т меди при содержании 2,14 %.

Удоканское месторождение в бывш. СССР приурочено к толще нижнепротерозойского возраста, представленной кварцитовидными, кварц-полевошпатовыми, реже существенно кварцевыми песчаниками с прослоями кварц-карбонатных пород, алевролитов и аргиллитов. Нижние горизонты этой толщи являются преимущественно прибрежно-морскими образованиями, а верхние — дельтовыми. Горизонт медистых песчаников в пределах месторождения залегает в виде крупной брахисинклинальной складки. Рудные тела имеют пластообразную форму при мощности от 2 до 113 м (в раздувах).

Медистые песчаники состоят из обломочных зерен кварца, плагиоклаза и микроклина с кварц-серицитовым и карбонатным цементом. Медные рудные минералы представлены в первичных Рудах главным образом халькозином, в меньшей степени борнитом, халькопиритом, ковеллином. Верхние горизонты медистых песчаников окислены. Медные минералы в зоне окисления — малахит, азурит, хризоколла. Содержание меди колеблется от 0,2 до 4 % и более.

Район развития нижнепротерозойских терригенных отложений, прилегающий к Удоканскому месторождению, изучен очень слабо. На северо-восток от Удоканского находится месторождение Красное, где мощность медистых песчаников достигает 70 м. Проявления медистых песчаников зафиксированы также к северу и югу на площади, тяготеющей к Удоканскому месторождению. В 1969 г. юго-западнее р. Чары по р. Сюльбан (70 км к северо-западу от Удокана) вскрыты медистые песчаники, дающие пласты мощностью 4—17 м при содержании меди 0,45—1,93 %. Медистые песчаники ближе к Удокану встречены на участке Учкур, где при мощности пласта от 4 до 36 м содержание меди составляет около 1 %.

На юго-западе КИР в пределах развития пород досинийской (верхний протерозой) формации, сложенной карбонатными породами внизу (известковистые филлиты и известняки) и метаморфическими сланцами вверху и перекрывающейся синайскими песчаниками и известняками, установлены два рудных горизонта — доломитизированные известняки или песчаники с вкрапленностью меди. Рудные минералы — борнит, халькопирит и халькозин. Содержание меди колеблется от 0,6 до 1,13%. В районе выделяются две группы месторождении — Дунчуанская (восемь месторождений) к северу от г. Куньмин и Ймыньская (семь месторождений) к югу от первой. Мощность рудоносных пластов колеблется от 6 (месторождение Люсюэ) до 9—14 м (месторождение Шпачин).

Месторождение осадочной меди Уайт-Пайн расположено в США на южном берегу оз. Верхнего в горах Поркьюпайн и связано с отложениями сланцев Нонсач, входящих в докембрийскую (верхнепротерозойскую) серию Кивино. Сланцевая толща Нонсач представлена перемежаемостью глинистых сланцев, алевролитов и песчаников и имеет мощность около 200 м. В районе устанавливаются три горизонта с промышленным оруденением, приуроченным к низам толщи мощностью 20 м. Рудные тела имеют форму тонких пластов площадью по нескольку квадратных километров при мощности 1,2—7,5 м. Содержание меди колеблется от 1 до 4,5 %, составляя в целом по месторождению 1,2 %. Основным рудным минералом является тонкорассеянный халькозин в алевролитах и глинистых сланцах. В нижних пластах встречается самородная медь в количестве 7—9 % от общего количества меди. Кроме того, встречается самородное серебро, сфалерит, грикокит, реже галенит. Пиритизация пород проявлена довольно интенсивно, но пространственно пирит находится в более верхних горизонтах. За время эксплуатации месторождения на нем добыто 420 тыс. т меди, оставшиеся запасы оцениваются в 5,5 млн. т.

На южном берегу оз. Верхнего имеются также очень своеобразные месторождения самородной меди. Скопления самородной меди в промышленных концентрациях локализуются там в лавовой серии Портедж-Лейк, имеющей позднедокембрийский возраст и представленной серией лавовых потоков мощностью от 1 до 450 м (в основном около 25 м), перемежающихся с пластами конгломератов, являющихся, по-видимому, продуктом селей, и имеющих мощность до 70 м. Оруденение приурочено как непосредственно к пластам конгломератов, так и к верхним частям лавовых потоков, в том случае, если они имеют миндалекаменное строение и обломочную структуру. В конгломератах скопления меди обычно имеют форму линз мощностью от 0,3 до 4,5 м, прослеживающихся по длине от 2—3 до 30—40 м. Однако как в конгломератах, так и в миндалекаменных (амигдалоидных) лавах крупные рудные залежи прослеживаются по простиранию на расстояние от 1,5 до 10 км и по падению до 2,5 км. Основным рудным минералом является самородная медь, причем, содержание ее обычно составляет 1—1,5 %. На наиболее крупном рудном поле Калюмет-Хекла, залегающем в конгломератах, среднее содержание меди 1,48 %. Кроме самородной меди в рудах встречается халькозин. За время эксплуатации месторождений добыто около 5 млн. т меди. Оставшиеся запасы оцениваются в 1 млн. т. В связи с невысоким содержанием меди эксплуатация месторождений ведется в небольших объемах.

На генезис месторождения Уайт-Пайн и группы месторождений оз. Верхнего существуют две точки зрения. Одни считают содержащуюся в них медь сингенетичной конгломератам, другие эпигенетической, связанной с перераспределением термальными водами меди, содержащейся в рассеянном виде в лавах. Приведенные выше описания позволяют судить об идентичности образования месторождений района оз. Верхнего, хотя только месторождение Уайт-Пайн носит все черты осадочного происхождения.

По-видимому, к докембрийским осадочным месторождениям можно отнести месторождения Уганды, хотя обычно они трактуются как метасоматические.

В западной части Уганды у границы с Заиром между оз. Альберт и оз. Эдуард находится месторождение медно-кобальтовых руд Килембе. Оруденение приурочено к полевошпат-биотитовым гранулитам, залегающим среди амфиболитов докембрийской серии Килембе. Рудные минералы, представленные халькопиритом и пиритом, образуют неравномерно рассеянную вкрапленность и прожилки. Иногда из-за насыщения рудными минералами образуется сплошная сульфидная руда. Мощность рудного пласта составляет в среднем 6 м, содержание меди 1,95 %, кобальта 0,18 %. Запасы меди определяются в 200—250 тыс. т. Недалеко от Килембе в последние годы выявлено новое месторождение Букангама.

Осадочные месторождения меди известны также в Израиле и Иордании на северо-западной окраине Аравийской платформы. В Израиле эксплуатируется месторождение Тимна, представленное пластом медистых песчаников мощностью 6 м, залегающим среди сланцев и песчаников кембрийского (верхнепротерозойского?) возраста. Рудные минералы — хризолит, малахит, тенорит. Содержание меди в руде 1,4—2,0 %. Запасы меди 900 тыс. т.

В Иордании на продолжении израильских месторождений в районе Вадиэль-Араби обнаружены аналогичные медные руды с содержанием меди 1,2—1,3 %. Запасы меди оцениваются пока в 260 тыс. т.

В последние годы месторождения меди, относимые по возрасту к венду — кембрию, установлены в Афганистане и Иране, Южнее г. Кабула в 140—150 км находится месторождение Айнак, Медное оруденение приурочено к известнякам, залегающим в виде чехла на дислоцированных верхнепротерозойских образованиях. На месторождении установлено до 30 рудных тел мощностью от 1—2 до 20—40 м, площадью от 15x30 до 1000х1500 м, залегающих почти горизонтально. Сульфидные вкрапления руды представлены в основном борнитом и халькопиритом и содержат в виде примеси цинк, никель, кобальт, серебро и золото. Содержание меди от 0,6 до 2,05% в среднем около 1,5%. Вблизи Айнака имеются месторождения Дарбанд и Джевхар. На первом из них вкрапленно-прожилковое оруденение приурочено к карбонатным породам и карбонатно-слюдистым сланцам при содержании меди 0,8—1,5 %, на втором оно связано с альбитизированными и окварцованными породами и представлено рудными линзами мощноностью 1,5—3 м, содержащими от 0,33 до 2,56 % меди.

В южном Иране имеется аналогичное по типу месторождение Ханегах-Реван. Позднедокембрийские известняки и доломиты содержат два горизонта оруденелых окварцованных известняков мощностью 5—10 м. Рудные минералы — халькозин, иногда халькопирит, а в окисленных рудах окислы и карбонаты меди образуют в известняках обогащенные участки длиной 10—30 м и мощностью 0,5—2,0 м с содержанием меди 3,5—6 %.