Эдвард Эрлих.

Месторождения и история



скачать книгу бесплатно

При обсуждении вопроса о связи колчеданных месторождений с различными членами ряда вулканических формаций типа базальт-риолит важной является проблема: с какими именно членами ассоциирует рудообразование.

В этом отношении показательны результаты исследования месторождений Армении. В противоположность ранее существовавшим воззрениям, связывавшим колчеданные месторождения Армении с третичными гранитоидными интрузиями или субвулканическими малыми интрузиями альбитофиров, была установлена связь медных месторождений с глубинными очагами базальтовой магмы. Доказана тесная пространственная, временная и парагенетическая связь разнообразных по морфологии рудоносных участков с дайками диабазового и габбро-диабазового состава. На этой основе утверждается мантийный генезис рудного вещества, подтвержденный изотопным составом серы месторождений Алаверди, Шамлуг, Ахтала (Зограбян).

Авторы говорят, что широкие вариации отношения железа к марганцу в кремнисто-железистых породах, ассоциирующихся с колчеданными рудами, отражают неравномерность глубинной сульфуризации, с которой связано их окисление, порождающее кварц-магнетитовые или кварц-гематитовые расплавы. Более того, при вовлечении в реакцию CO2 генерируются углеводороды, как и в процессе дисульфидной сульфуризации.

По представлениям А. А. Маракушева и его соавторов (Маракушев, Панеях и Зотов, 2011) после расслоения первичного расплпава на две несмешивающихся жидкости – силикатную и рудную происходит сульфуризация. Авторы говорят, что широкие вариации отношения железа к марганцу в кремнисто-железистых породах, ассоциирующихся с колчеданными рудами, отражают неравномерность глубинной сульфуризации, с которой связано их окисление, порождающее кварц-магнетитовые или кварц-гематитовые расплавы. Более того, при вовлечении в реакцию CO2 генерируются углеводороды, как и в процессе дисульфидной сульфуризации. Дисульфидная сульфуризация ультражелезистых дифференциатов сопровождается генерацией углеводородов.

Наибольшую контрастность создают ультракислые риолиты, комплементарные наиболее щелочным (бедных кремнеземом) ультражелезистым дифференциатам, проявляющим сильное химическое сродство к сере и широкому спектру халькофильных металлов, экстрагируемых при флюидной сульфуризации, протекающей с максимальным размахом. Этим и определяется уникальность месторождений типа Куроко, не имеющих себе равных по размаху и разнообразию металлического состава.

Медно-порфировые месторождения

Месторождения этого типа поставляют в настоящее время большую часть медной руды. Хотя в Южной Америке они были известны с древнейших времен, по-настоящему исследование и разработка их началась в начале XX века. Главные месторождения этого типа располагаются в пределах меденосного пояса Южной Америки. Узкая полоса месторождений медно-порфировых руд протягивается в Чили вдоль Главной Кордильеры между 360 и 180 градусами южной широты, распространяясь на севере в пределы Перу.

Общая длина полосы достигает 2100 км. Крупнейшим медно-порфировым месторождением в этом поясе является Чукикамата. Запасы его оцениваются в 900 млн. тонн руды со средним содержанием меди 1.75 %. Приурочено оно к крупному меридионально вытянутому интрузиву, общая длина которого 20 км при ширине 3–4 км. Промышленные руды связаны с мощной (300 метров) зоной окисления; они формируют крутопадающий штокверк размером 0.8?3 км.

Минерализация представлена халькопирит-халькозиновыми рудами. Совместно с ними встречаются барит, галенит. Оруденение локализуется в трех зонах, несколько различающихся по характеру минерализации: западная зона медно-молибденовая, центральная содержит медные руды с каолинизированными порфирами, восточная зона характеризуется полиметаллическим оруденением, породы в ее пределах хлоритизированы.

Другое крупное месторождение в Чили – Эль Теньенте. Рудное тело имеет форму полой трубки. В рудном теле отмечается четкая зональность. Оруденение образует в плане почковидное тело длиной 1800 метров и шириной 400–700 метров.

В центральной части рудного тела преобладает халькопирит с подчиненным количеством пирита; по периферии пирит концентрируется в кварцевых жилах. Общие запасы меди на месторождении при содержании 1 %. Добыча руды производится здесь на глубине 400–800 метров. Рудник был национализирован в 1971 году правительством С. Альенде.

В США к этому типу месторождений принадлежат медные месторождения Аризоны. К нему же принадлежат крупнейшие проекты развития медедобывающей промышленности Урала, такие как Михеевское месторождение меднопорфировых руд (эксплуатационные запасы руды – 400 млн. тонн), Томинское месторождение меднопорфировых руд (эксплуатационные запасы руды 300 млн. тонн (Что для Чили хорошо, то для Урала…).

К тому же типу принадлежит и существенная часть месторождения Коунрад в Казахстане.

Коунрад

Надо подчеркнуть, что в Прибалхашье, как и в другом меденосном месторождении Джезказгане, геологи не начинали с нуля. Здесь также издавна были известны остатки древних горных работ, относимые к так называемой андроновской культуре, датируемой второй половиной второго тысячелетия до нашей эры. Были и находки изделий из меди, относимые к четвертому тысячелетию до нашей эры. В двадцатых годах историю горно-металлургического промысла в Казахстане описал профессор Томского политехнического института В. А. Пазухин в книге «Металлургия в Киргизской степи», вышедшей в 1926 году. А уже в 1928 году М. П. Русаков по сведениям, полученным от краеведа Г. П. Амосова, жившего на территории нынешнего города Балхаш, выявил и оценил развитую здесь минерализацию как огромное месторождение меднопорфирового типа Конырат, сравнив его по размерам с крупнейшим меднопорфировым месторождением США Санта Рита. Он назвал его русским Коунрадом.

Коунрадское месторождение вкрапленных медных руд расположено среди огромного гранитного поля. Только к северо-западу от месторождения на сравнительно большой площади залегают нижнепалеозойские аркозовые песчанико-сланцы – наиболее древние породы района. Более молодыми породами являются излившиеся на поверхность песчанико-сланцев диабазы, диабазовые порфириты их туфы и туфо-брекчии, кварцевые альбитофиры, их туфы и туфо-брекчии. Первичными сульфидными минералами были: молибденит, пирит, халькопирит и борнит. В зоне окисного обогащения шло разрушение первичных сульфидов меди и образование малахита, азурита, брошантита, хризоколлы, цианотрихита и очень редко окислов меди. Ниже уровня подземных вод происходило формирование зоны вторичного сулфидного обогащения и превращение халькопирита и частично пирита в халькозин, реже в ковеллин. Переход между зоной вторичного сульфидного обогащения и зоной первичных руд постепенный (Коунрадское месторождение).

Открытие группы месторождений в Прибалхашье связано с именем замечательного геолога М. П. Русакова. Это он на основании отрывочных данных правильно оценил огромные масштабы развитой здесь минерализации и определил его генетическую модель.

Партия Русакова начала работы в 1928 году, и уже в 1929 году работы близ озера Балхаш стали самым крупным геологоразведочным проектом Геолкома. Заместитель Русакова Н. И. Наковник в своем очерке «Рождение Коунрада» вспоминает слова М. П. Русакова в 1929 году об этом открытии: «Можно сказать с уверенностью, что открытые в Прибалхашье медно-порфировые месторождения имеют масштаб до сего времени невиданный, приближающийся к американскому масштабу этого типа месторождений. Что против них колчеданные месторождения Урала, хранящие главные запасы меди нашего отечества! Представляете себе, что станет с пустыней Прибалхашья, если Конур-Ат окажется вторым Санта Рита?» (Экспедиция М. П. Русакова 1929 года). Помимо правильного казахского написания названия месторождения, в этом монологе нам открывается процесс открытия – создание в первый же год модели месторождения.

Осознав масштабы открытия, Русаков немедленно приступает к действиям. По завершении полевых работ 1929 года он телеграфирует в геологический комитет в Ленинград: «Открыто мощное медно-порфировое месторождение Коунрад близ озера Балхаш». Значение этого открытия было сразу же оценено. В 1930 году в район была направлена экспедиция под руководством Н. И. Наковника. Председатель ВСНХ В. В. Куйбышев сообщил об этом открытии XVI съезду ВКП(б). И вскоре приступили к освоению Коунрада. В октябре 1931 года было создано управление Прибалхашстрой, главной задачей которого было строительство медеплавильного комбината. 29 июня 1932 года было принято решение коллегии Наркомтяжпрома СССР «О строительстве Прибалхашского медеплавильного комбината». Местом сооружения основных производственных сооружений и города был утвержден берег бухты Бертыс. Начальником стройки был Василий Васильевич Иванов. В 1938 году он был арестован и расстрелян, как «враг народа». Во время Второй мировой войны Прибалхашский комбинат было одним из основных поставщиков молибдена, без которого невозможно было производство орудий. Нужда в меди в СССР в конце 20-х годов была так велика, что параллельно с работами на известном уже Джезказгане развернулись исследования в пустыне юго-восточного Казахстана близ озера Балхаш. Руководил ими замечательный геолог М. П. Русаков (1892–1954). Он окончил Ленинградский Горный в 1921 году. В 1930 – 31 годах находился в командировке в США для изучения рудных месторождений и постановки геологоразведочного дела. В 1934 году выпустил подробнейший отчет об этой поездке, в котором знакомил коллег с американским опытом (Русаков Михаил Петрович. Доктор геолого-минералогических наук, академик АН Казахской ССР). Был арестован по «Красноярскому делу» в 1949 году. По его рассказам «на первом же допросе признался, что я матерый шпион, и меня не били». Около года просидел в камере-одиночке. В заключении работал в геологическом отделе ОТБ-1 (город Красноярск). Реабилитирован в 1954 году. Он был серьезно болен и умер примерно в 1954 году еще в заключении или вскоре после освобождения. О том, что ему пришлось испытать, рассказывает он сам:

«Психическое потрясение от этого сверхстрогого режима, от унизительных процедур, от хронической бессонницы и кошмаров короткого полусна, от допросов с применением пыток, от бесконечной площадной ругани, от катастрофического истощения, от сердечных припадков и т. д., а также упадок сил достигли такой степени, что, во-первых, все показания я стал писать под диктовку следователей со стереотипной фразы: «я, нижеподписавшийся, признаю себя виновным в том, что вредительски … или из-за ненависти к Советской власти» и т. д. А после вызова некоего «специалиста по физкультуре» я согласился подписывать любые протоколы и подписывал их, не читая, наперед зная, что в них искажено все от начала до конца… Все обвинения велись с невероятными клеветническими измышлениями, смешанными с невесть откуда добытыми «агентурными» данными и с полным игнорированием фактов, без вызова свидетелей. Все эти сведения выстраивались в заранее составленную следователем схему. И сопровождались так называемыми «очными ставками».

В 1963 году в поселке Балхаш имя М. П. Русакова присвоено школе. В 1964 году установлена мемориальная доска на здании Института геологических наук в Алма-Ате, а в 1982 году – на доме, в котором он жил в Ленинграде. К столетнему юбилею ученого в Балхаше установлен памятник, отлитый из коунрадской меди. Его именем названы слои в толщах нижнего карбона Казахстана и минерал – русаковит.


Рис. 1.3.2. М. П. Русаков – первооткрыватель Коунрада, Алмалыка и оловянных месторождений Приморья.


Рис. 1.3.3. Карта, показывающая положение крупнейших медных месторождений Казахстана (Джезказгана – 1 и Коунрада – 2).


Условия работы на Балхаше были совершенно экстремальными. Это была настоящая пустыня. Бревна приходилось таскать волоком на верблюдах за 150 км. Вода была «дурная», то есть горько-соленая. На подходе к участку работ кочевники установили щит, на котором написали предупреждение для тех, кто шел следом, что дальше идти нельзя. Откуда брали рабочих, работавших на разведке и на стройке, источники умалчивают, но замечают, что казахи идти на стройку не хотели. Не иначе везли тех же раскулаченных из России.

Об условиях жизни рабочих на разведке лучше всего пишет сам М. П. Русаков: «Это были первые кошмарные страницы будущей истории Прибалхашского медеплавильного комбината». В убогих холодных, плохо отапливаемых бараках и землянках оставшиеся труженики перенесли и многодневные бураны и лютые морозы с ветрами. Надо ли говорить о том, что есть было практически нечего, а вода была «дурной» (Разведка Коунрадского штокверкового месторождения).

Разведка велась в основном шурфами глубиной до 3 метров по сети 20?20 м. всего в каменистой земле пустыни было пробито 1100 шурфов, позволивших составить металлометрическую карту масштаба 1:25 000 и выделить на ней площади с повышенным содержанием меди. Для подтверждения и увеличения запасов позднее пробурили девять колонковых скважин глубиной 100–150 метров, шесть из которых подтвердили распространение промышленного оруденения на глубину (Разведка Коунрадского штокверкового месторождения).

М. П. Русаков определенно говорит о типе месторождения, с которым он здесь столкнулся, называя его медно-порфировым. Но на Кунар Ате перед ним было не одно месторождение, а целая серия их – это было настоящее рудное поле, в пределах которого было несколько совершенно разнородных типов месторождений. В течение последующих десятилетий их один за другим вводили в эксплуатацию. Таковы были Восточный Коунрад с его штокверком вкрапленных существенно молибденовых руд (Восточный Коунрад) и Саяк (Саяк – земля, находящаяся в стороне).


Рис. 1.3.4. Прибалхашский медеплавильный комбинат. Вид с востока


Рис. 1.5.5. Карьер на Коунрадском месторождении.


Некоторые комментарии. Северо-Коунрадское месторождение руд редких металлов залегает в гранитном массиве, оно представлено крутопадающими кварцево-грейзеновыми жилами средней мощностью около 0.7 метров, протяженностью по простиранию от 10 до нескольких сот метров. Рудные минералы представлены молибденитом, вольфрамитом и висмутином.

В 1931 – 34 годах проводилась систематическая разведка до глубины 650 метров по правильной сети со средней площадью одна скважина на 10 000 м2. Геолог Николай Григорьевич Сергиев собрал у местных казахов точные сведения об описанных В. Пазухиным древних копях и назвал их Саяк. По его инициативе в 1930 году для проверки собранных данных И. С. Гапановичем было проведено бурение.

В 1936 году Н. И. Наковник (петрограф, но не разведчик) не смог по материалам проведенного бурения оценить истинные размеры минерализации в скарново-рудном поле Саяк-I, считая, что запасы не превысят 50 тысяч тонн меди (по сегодняшним оценкам они составляют 250–400 миллионов тонн). На фоне разведанного в то время Коныратского миллиона тонн запасов это выглядело невзрачно. Но времена меняются и в 1939, когда Балхашскому комбинату потребовалось использовать магнетитовый флюс, была произведена переоценка этой части месторождения. Эти работы проводились будущим министром геологии Казахстана А. С. Богатыревым и В. Г. Ли – ныне доктором наук. На Саяке-I они обнаружили кобальт, в котором была острая нужда в первые месяцы Великой Отечественной войны. Организовали оперативную развелку и в 1944 году подсчитанные запасы кобальта составили 18 тонн и, по материалам И. С. Гапановича, 2 миллиона тонн медно-магнетитовой руды. В 1941–1942 годах разведки вел Д. Г. Сапожников. Западнее Саяка-III он выявил небольшое кварцевожильное проявление меди Саяк-IV и кварц-турмалиновое медное рудопроявление Саяк-V.


Рис. 1.3.5. Работы на Саякском рудопроявлении в 30 годы.

Стратиформные месторождения медистых песчаников и сланцев

Месторождения этого типа были крупнейшими поставщиками меди в Европе и с ними связаны перспективы удовлетворения потребностей в меди в ближайшие столетия.

Характерные черты этих месторождений:

Крупные (часто уникальные) размеры;

Простая пластовая форма рудных тел, их значительная протяженность и обычно пологое и неглубокое залегание, позволяющее разрабатывать их открытыми карьерами;

Равномерное распределение рудных компонентов при сравнительно высоких содержаниях металла.

Вмещающие оруденение толщи как правило залегают в зонах смены орогенных (молассовых) комплексов геосинклиналей толщами основания древних платформенных чехлов. Все известные крупные месторождения этого типа залегают в пределах платформ, развивающихся по «алданскому варианту» (Стратиформные месторождения). В этих структурах в краевых и внутренних частях платформ архейско-протерозойского возраста развиваются прогибы, близкие по особенностям к геосинклиналям неогея (протогеосинклинали). Известные месторождения локализуются в краевых зонах этих прогибов.

Отмечаются два максимума образования этих месторождений во времени:

протерозойское время;

средне-верхнепалеозойское время.

Эти периоды совпадают с эпохами стабилизации (кратонизацией) тектонического режима крупных блоков земной коры – образованием древних платформ и эпигерцинских стабильных блоков. К первой возрастной группе относятся Удоканское месторождение в Восточной Сибири, месторождения так называемого медного пояса Замбии и Демократической Республики Конго (Заир: Муфулира, Нчанга, Люашиа, Камбове, Комото и др.). Ко второй возрастной группе относится Джезказганское месторождение в Казахстане, Мансфельд в Германии, Предсудетская моноклиналь в Польше (Попов, Новиков, 1967).

При обсуждении генезиса этих месторождений рассматриваются две группы гипотез:

Осадочное синегентическое накопление руд;

Эпигенетическое (гидротермальное) образование месторождений.

Одним из крупнейших районов развития месторождений этого типа является меденосный пояс Центральной Африки. Он образован полосой пластовых месторождений длиной 160 км и шириной до 50 км, вытянутой в общем направлении на северо-запад. Полоса располагается на территории двух стран – Замбии и Демократической республики Конго. (Медный пояс Африки). Она образована двумя параллельными рядами месторождений, отстоящих друг от друга на 25–30 км. На продолжении ее располагаются медные кобальтовые и урановые месторождения Катанги, ассоциирующиеся с вулканическими центрами. Среднее содержание меди здесь на уровне 2 %, но часто достигает 6 %. Недаром чешские путешественники Ганзелка и Зикмунд, говоря о здешних медных месторождениях, называют их «скандал в Катанге», имея в виду необычно высокие, скандальные содержания металла.


Рис. 1. 3.6. Район расположения меденосных месторождений Замбии.


Месторождения залегают в верхнепротерозойских отложениях, представленных аргиллитами, доломитами, полевошпатовыми кварцитами, смятыми в дугообразные складки. Руды образуют серию выдержанных пластовых тел. Главные рудные минералы – пирит, халькопирит, борнит, халькозин, Большинство рудных тел окислено и выщелочено на глубину 50–60 метров. Рудные минералы зоны окисления представлены малахитом, халькозином, купритом, хризоколлой.

Эксплуатация месторождений Замбии началась в начале XX века, но интенсивные разработки датируются началом 20-х годов того же века. В предвоенные годы в Замбии начало разрабатываться месторождение Роан Антелоп, в годы войны месторождения Нкано и Муфукили. Непосредственно после войны начало интенсивно разрабатываться месторождение Нчанга, а в 60-х годах XX века – Чибулунга. В Демократической республике Конго (ДРК) расположено одно из крупнейших в мире месторождений Тенке Фангарами. Это самое крупное месторождение Африки и одно из крупнейших месторождений в мире по запасам меди. В 2008 году из его руды было произведено 400 тысяч тонн меди. Другие крупные месторождения в ДРК Кинсевере, Фронтиер, Кашиме и Кибамба.

Предполагается, что меденосный пояс Центральной Африки содержит 5 млрд. тонн медной руды. Здесь производится около 90 % меди, добываемой в Африке.


Рис. 1.3.7. Карьер на Нкане, одном из медных месторождений Замбии. На заднем плане – копры шахт и завод по производству черновой меди.


Геология и минералогия этих месторождений рассматривается на примере гигантского Джезказганского месторождения в Казахстане.

Джезказган

В начале 20-х годов ситуация с добычей меди на Урале пришла в полный тупик. Хищническая добыча малахита как легкоплавкой руды на медь прекратилась в связи с отработкой зон окисления. Коренные же колчеданные месторождения характеризовались низкими содержаниями меди, к тому же связанной с тугоплавкими сульфидами. А предстоящая индустриализация требовала большого количество меди. И тогда российские геологи обратились к известному с конца XVIII века рудопроявлению меди, расположенному в самом центре Казахстана – Джезказгану.

Медные руды в районе были известны с доисторических времен. Первое письменное упоминание об этом месторождении находим в «Дневных записках капитана Рычкова в Киргиз-кайсацкой степи в 1773 году». Записки послужили толчком к посылке в район нескольких экспедиций, одна из которых была организована Г. С. Волконским, отцом декабриста С. Волконского. Она подтвердила наличие больших запасов в центральном Казахстане руд меди, свинца и цинка. В честь этого открытия была выпущена медаль из серебристого свинца из Джезказгана с надписью «Европа венчает Россию славой, Азия отверзает ей свои сокровища». В 1846 году екатеринбургский горнопромышленник Н. А. Ушаков начал разведочные работы. Лицензию на разведку и отработку взяла компания Рязановых. Но денег у компании не хватило и в 1909 году она была перекуплена англичанами. Одновременно англо-французские акционеры взяли в аренду на 30 лет у бая Карсакпая участок земли площадью 1420 гектар в урочище Карсакпай для строительства медеплавильного завода. В 1914 году был заложен первый фундамент заводских сооружений, построили плавильный цех, но после Февральской революции иностранцы покинули завод.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50