Złoża rud miedzi i złota tlenku żelaza

Złoża rud miedzi i złota tlenku żelaza ( IOCG ) są ważnymi i bardzo cennymi skupiskami rud miedzi , złota i uranu występującymi w zespołach skały płonnej z dominującym tlenkiem żelaza , które mają wspólne pochodzenie genetyczne .

Te rudy zawierają od około 10 milionów do> 4 000 milionów ton zawartej rudy i zawierają od 0,2% do 5% miedzi, a zawartość złota wynosi od 0,1 do 1,41 grama na tonę. Te złoża rudy mają tendencję do wyrażania się jako stożkowate, przypominające koc arkusze brekcji w granicach granitu lub jako długie wstęgi brekcji lub masywne osady tlenku żelaza w uskokach lub ścinach.

Ogromne rozmiary, stosunkowo prosta metalurgia i stosunkowo wysoka jakość złóż IOCG mogą prowadzić do powstania niezwykle dochodowych kopalń, chociaż powstawanie tych złóż wciąż nie jest w pełni poznane, a płynne pochodzenie złóż światowej klasy jest nadal badane.

Złoża miedziowo-złote tlenku żelaza są również często kojarzone z innymi cennymi pierwiastkami śladowymi, takimi jak uran, bizmut i metale ziem rzadkich , chociaż te akcesoria są zazwyczaj podrzędne pod względem ekonomicznym miedzi i złota.

Niektóre przykłady obejmują złoża Olympic Dam w Australii Południowej i Candelaria w Chile .

Klasyfikacja

Uważa się, że złoża tlenku żelaza i złota miedzi (IOCG) są metasomatycznymi przejawami dużych zmian w skali skorupy ziemskiej, napędzanych przez aktywność inwazyjną. Typ złoża został po raz pierwszy rozpoznany dzięki odkryciu i zbadaniu złoża miedzi, złota i uranu nadolbrzyma Olympic Dam ( kopalnia Olympic Dam ) oraz przykładów z Ameryki Południowej .

Złoża IOCG są klasyfikowane jako odrębne od innych dużych intruzyjnych złóż miedzi, takich jak złoża miedzi porfirowej i inne złoża metali porfirowych, głównie ze względu na ich znaczne nagromadzenie minerałów tlenku żelaza, powiązanie z intruzami typu felsic-intermediate (granitoidy bogate w Na-Ca) i brak strefowania złożonego w przeobrażonych zespołach mineralnych związanych powszechnie z osadami porfiru.

Stosunkowo prosty zespół rud miedzi i złota +/- uran różni się również od szerokiego spektrum złóż porfiru Cu-Au-Ag-Mo-W-Bi, aw uznanych przykładach złóż IOCG często nie ma strefowania metali. Osady IOCG mają tendencję do gromadzenia się również w uskokach jako mineralizacja epigenetyczna dystalna od intruzji źródłowej, podczas gdy porfiry są znacznie bliżej ciał inwazyjnych.

Cechy depozytu

Cechą złóż rud IOCG jest duża zmienność między złożami pod względem klas rudy , stylów przemian i charakterystyki wtrąceń płynnych , co prowadzi do braku pełnego modelu formowania się złóż.

Ważną cechą tych osadów jest głębokość formacji, która waha się od głębokiej górnej skorupy na głębokości ponad 10 km do paleopowierzchni. Ta główna cecha odróżnia osady typu IOCG od osadów porfirowych skarn Cu-Au, które pochodzą z płytkich głębokości formacji (głębokość <5 km). Formacja na głębszych głębokościach ma implikacje, takie jak płyny rudy z głębokiego źródła.

Podobne style wpłat

Złoża IOCG są nadal stosunkowo luźno zdefiniowane i jako takie, niektóre duże i małe złoża różnych typów mogą, ale nie muszą, pasować do tej klasyfikacji złóż. Złoża IOCG mogą mieć do skarnów (np. Wilcherry Hill , Cairn Hill ), chociaż nie są one ściśle skarnami, ponieważ nie są metasomatytami w najściślejszym tego słowa znaczeniu.

Złoża IOCG mogą wyrażać szeroką gamę morfologii złóż i typów zmian w zależności od stratygrafii ich żywiciela, procesów tektonicznych zachodzących w tym czasie (np. niektóre prowincje preferują rozwój w obrębie ścinania i stref strukturalnych) i tak dalej.

Osady IOCG zostały rozpoznane w reżimach epitermalnych ( style kaldery i maar ) aż do reżimów kruchych i plastycznych głębszych w skorupie (np. Prominent Hill , niektóre przykłady Mount Isa , przykłady brazylijskie). To, co jest powszechne w IOCG, to ich geneza w systemach hydrotermalnych o skali skorupy ziemskiej napędzanych magmą.

Geneza

Złoża miedzi i tlenku żelaza zwykle tworzą się w „prowincjach”, gdzie w podobnych warunkach geologicznych tworzy się kilka złóż o podobnym stylu, czasie i podobnej genezie. Geneza i pochodzenie złóż IOCG, ich zespoły zmian i mineralogia skały płonnej mogą się różnić w zależności od prowincji, ale wszystkie są ze sobą spokrewnione;

  • Główne regionalne zdarzenie termiczne, zasadniczo równoczesne z formacją IOCG, reprezentowane przez metamorfizm niskiego do średniego stopnia i/lub intruzje maficzne i/lub granitoidy typu I lub A
  • Stratygrafia żywiciela jest stosunkowo wzbogacona w Fe ( BIF , kamienie żelazne), ale ma stosunkowo mało zredukowanego węgla (np. węgiel itp.).
  • Systemy przemian na skalę regionalną, działające na dziesiątki lub setki kilometrów, polegające na domieszaniu co najmniej dwóch płynów
  • Wielkoskalowe struktury skorupy ziemskiej, które umożliwiają rozległą cyrkulację hydrotermalną płynów mineralizujących

Osady IOCG zwykle występują na obrzeżach dużych ciał magmowych, które wnikają w warstwy osadowe. Jako takie, osady IOCG tworzą w stratygrafii żywiciela przypominające rury, płaszcze lub rozległe arkusze żył brekcji. stratygrafię i strukturę żywiciela .

Złoża IOCG są zwykle związane z dystalnymi strefami określonych wydarzeń magmowych na dużą skalę, na przykład z określonym zestawem lub superukładem granitów, pośrednimi intruzami maficznymi w określonym wieku. Często natrętne zdarzenie mineralizujące staje się asocjacją diagnostyczną dla ekspresji mineralizacji IOCG w danej prowincji.

Mineralizacja IOCG może gromadzić się w metasomatyzowanych skałach ściennych, w obrębie zbrekcjonowanych struktur maar lub kaldery, uskoków lub ścinania lub aureoli zdarzenia intruzyjnego (prawdopodobnie jako skarn ) i zwykle towarzyszy jej znaczne wzbogacenie w minerały tlenku żelaza ( hematyt , magnetyt ) . Złoża IOCG mają tendencję do gromadzenia się w skałach bogatych w żelazo, takich jak formacje żelaza pasmowego , łupki żelazne itp., Chociaż na niektórych obszarach rozpoznaje się również wzbogacanie w żelazo skał krzemoklastycznych przez metasomatyzm.

Chociaż nie wyłącznie proterozoiku , w Australii i Ameryce Południowej uznaje się, że większość złóż IOCG znajduje się w piwnicy od neoproterozoiku do mezoproterozoiku. Na całym świecie wiek uznanych złóż IOCG waha się od 1,8 Ga do 15 Ma, jednak większość mieści się w przedziale od 1,6 Ga do 850 Ma.

Tworzenie się płynów rudnych

Jednym z największych czynników powstawania złóż IOCG jest obecność płynów rudnych. Czynnikiem napędzającym ruch płynów w górnej skorupie są obecne gradienty paleogeotermiczne, a także regionalne systemy hydrotermalne odpowiedzialne za przemiany w obrębie tych osadów. Złoża IOCG mają charakterystyczny zestaw dwóch płynów niezbędnych do ich powstania:

  • Silnie utlenione płyny, takie jak wody meteorytowe lub gruntowe
  • Solanki magmowego płynu hydrotermalnego lub płynów, które przereagowały ze skałami metamorficznymi, które pochodzą z głębokich źródeł i mają wysoką temperaturę

Istnieją również dowody na istnienie innych płynów, które są bogate w substancje lotne w tworzeniu tych osadów.

Czynniki powstawania rudy

Istnieją kontrowersje co do czynników, które kontrolują powstawanie rudy w tych złożach, ponieważ wykazują one duże zróżnicowanie między złożami pod względem klas rudy, stylów przemian, charakterystyki wtrąceń płynnych i ich powiązań z ich ustawieniami tektonicznymi, i pobliskich intruzów. Doprowadziło to do braku kompletnego modelu powstawania złóż.

Wykonano wiele modeli, aby spróbować modelować tworzenie się tych osadów, takich jak osady IOCG jako dolna część korzeni formacji tlenek żelaza-apatyt lub modele złożonych interakcji między więcej niż dwoma płynami magmowymi, powierzchniowymi, osadowymi, lub pochodzenia metamorficznego. Nadal istnieją kontrowersje co do tego pochodzenia, ale śledzenie źródeł płynów otworzyło w ostatnich latach możliwości eksploracji dużych złóż w Australii, takich jak złoże Olympic Dam, gdzie przy użyciu chemii pierwiastków ziem rzadkich fluorytów (REE ) , płyny w zidentyfikowano powstawanie osadów.

Mineralogia i przemiany

Okaz rudy bogatej w chalkopiryt z Olympic Dam
Chalkopiryt w hematyzowanym brekcji z Prominent Hill

chalkopiryt siarczku miedziowo-żelazowego i piryt skały płonnej , stanowiące 10–15% masywu skalnego.

supergenów można opracować powyżej zwietrzałych przykładów złóż IOCG, czego przykładem jest złoże Sossego, stan Para, Brazylia , gdzie występują typowe minerały utlenionej miedzi, np.; malachit , kupryt , miedź rodzima oraz niewielkie ilości digenitu i chalkozynu .

Zmiana jest mieszanką stylu sodowo-wapniowego ( albit - epidot ) do potasowego (K- skaleń ) i może się różnić w zależności od prowincji w zależności od skał macierzystych i procesów mineralizacji. Typowe dla wielkoskalowych hydrotermalnych , rodzaje płynów w systemach IOCG wykazują mieszane pochodzenie wód magmowych, metamorficznych i często meteorytowych. Złoża mogą być podzielone pionowo od głębszych zespołów albitowo-magnetytowych zmierzających w kierunku krzemionki-K-skaleni-parsericytu w górnych partiach osadów.

Minerały skały płonnej to zazwyczaj pewna forma minerału tlenku żelaza, klasycznego hematytu , ale także magnetytu w niektórych innych przykładach, takich jak Ernest Henry i niektóre przykłady argentyńskie. Jest to zwykle związane z siarczkami skały płonnej pirytu, z podrzędnym pirotynem i innymi siarczkami metali nieszlachetnych.

Minerały skały płonnej krzemianowej obejmują aktynolit , piroksen , turmalin , epidot i chloryt , z apatytem , ​​allanitem i innymi minerałami fosforanowymi powszechnymi w niektórych prowincjach IOCG (np. przykłady w Ameryce Północnej), przy czym odnotowano również zespoły węglanowo - barytowe . Tam, gdzie są obecne, metale ziem rzadkich mają tendencję do asocjacji z minerałami fosforanowymi.

Kiedy gatunki tlenku żelaza dążą do magnetytu lub krystalicznego masywnego hematytu, złoża IOCG mogą być ekonomiczne w oparciu o samą zawartość tlenku żelaza. Kilka przykładów złóż IOCG (Wilcherry Hill, Cairn Hill, Kiruna) to złoża rudy żelaza.

Gospodarcze występowanie minerałów

Złoża rud IOCG zawierające ekonomiczne (wysoce opłacalne) ilości miedzi i złota pochodzą z prekambru. Większe złoża o zasobach >100 ton występują w pobliżu kratonów paleopierwotniaczych i archaicznych. Te duże osady utworzone w wyniku podposzycia płaszcza wpływają na metasomatyzowany płaszcz litosfery, a mniejsze osady powstają w wyniku replikacji tego procesu w ustawieniach tektonicznych w czasach bliższych.

Zawartość złota w tych złożach jest w dużej mierze zmienna i może być czynnikiem wpływającym na wartość ekonomiczną złoża. Zawartość złota we wszystkich złożach wynosi średnio 0,41 g/t Au, przy czym większość światowych złóż ma średnio mniej niż 1 g/t Au.

Występowanie mineralizacji rodzimego złota. Przykład z Kalgoorlie w Australii.

Zawartość złota może występować w tych złożach w trzech różnych formach:

  • Rodzime złoto
  • Elektron
  • Stop złota, bizmutu, antymonu i telluru

Światowej klasy złoża IOCG zawierają stałe stopnie Cu, między 0,7-1,5% Cu, wyższe stopnie miedzi niż większość światowych złóż miedzi porfirowej bogatej w złoto.

Badanie

W obszarze olimpijskim kratonu Gawler poszukiwanie złóż IOCG w stylu zapory olimpijskiej opierało się na czterech głównych kryteriach kierowania na odwierty poszukiwawcze;

  • Znacząca anomalia grawitacyjna, uważana za reprezentatywną dla gromadzenia się minerałów tlenku żelaza w skorupie, co jest postrzegane jako związane z klasyczną mineralizacją IOCG w stylu zapory olimpijskiej. Dane grawitacyjne są często interpretowane poprzez inwersję 3D w celu ustalenia kontrastu gęstości i pozycji podpowierzchniowej gęstego ciała skalnego. Bardziej jakościowo, „krawędzie” ciała grawitacyjnego są uważane za bardziej perspektywiczne, ponieważ teoretycznie reprezentuje to zmineralizowane brzegi ciała inwazyjnego.
  • Wysoki magnetyzm w skorupie, ponownie uważany za reprezentatywny dla nagromadzenia znacznych minerałów tlenku żelaza w pobliżu docelowych zdarzeń mineralizujących IOCG
  • Bliskość widocznych cech liniowych w skali skorupy ziemskiej w danych geofizycznych, które są uważane za reprezentujące podstawowe uskoki architektoniczne skorupy ziemskiej, po których wtrącenia i płyny mineralizujące przemieszczałyby się z preferencji
  • Obecność potencjalnego Hiltaba Granite Suite , datowanego na 1570 Ma równowartość z zaporą olimpijską i innymi znanymi przykładami IOCG w prowincji

Ten model eksploracji ma zastosowanie do najbardziej podstawowych kryteriów eksploracji służących do identyfikacji obszarów perspektywicznych, w których mogą powstawać złoża IOCG. Na lepiej odsłoniętych terranach poszukiwanie zespołów zmian i skarnów w połączeniu z eksploracją geochemiczną również może przynieść sukces.

Przykłady

Australia

Pit of Prominent Hill złoża IOCG w 2008 roku

Gawler Craton IOCG, Australia Południowa

  • Olympic Dam : 8,330 mln ton rudy o zawartości 0,8% Cu, 280 ppm U 3 O 8 , 0,76 g/t Au i 3,95 g/t Ag + 151 Mt przy 1,0 g/t Au
  • Kopalnia Carapateena : 203 mln ton przy 1,31% Cu, 0,56 g/t Au, tylko częściowo zbadana. Najlepsze wyniki wiercenia to 905 m przy 2,1% Cu i 1,0 g/t
  • Hillside : 170Mt @ 0,7% Cu i 0,2 g / t Au (zaktualizowane oszacowanie zasobów, grudzień 2010)
  • Prominent Hill Mine : 152,8 Mt przy 1,18% Cu, 0,48 g/t Au, 2,92 g/t Ag + 38,3 Mt przy 1,17 g/t Au
  • Wilcherry Hill : +60Mt @ 31% Fe, powiązane Cu i Au
  • Cairn Hill : Zasoby 14 mln ton przy 50% Fe, 0,2% Cu, 0,1 g/t Au. Rezerwy 6,9 mln ton przy 51,% Fe, 0,2% Cu i 0,1 g/t Au

Dystrykt Cloncurry , Queensland, Australia:

  • Góra Elliotta : 475 Mt przy 0,5% Cu, 0,3 g/t Au
  • Ernest Henry : 122 Mt przy 1,18% Cu, 0,55 g/t Au
    Geologia złoża Olympic Dam tlenek żelaza, miedź, złoto, Australia

Ameryka Południowa

Punta del Cobre IOCG, Chile

  • La Candelaria, Chile Złoże Cu-Au-Ag: zasoby 600 Mt przy 0,95% Cu, 0,2 g/t Au, 3 g/t Ag. Zasoby obejmują 470 Mt @ 0,95% Cu, 0,22 g/t Au, 3,1 g/t Ag
  • Złoże Mantos Blancos: Zasoby > 500 Mt przy 1,0% Cu.
  • Złoże Mantoverde Cu-Au: zasoby tlenku Cu 180 Mt przy 0,5% Cu pokrywające zasoby siarczków > 400 Mt przy 0,52% Cu.

Prowincja Para State IOCG, Brazylia

  • Salobo Cu-Au: Rezerwy 986 Mt przy 0,82% Cu, 0,49 g / t Au przy odcięciu 0,5% Cu (2004).
  • Złoże Cristalino Cu-Au: 500 Mt przy 1,0% Cu, 0,2–0,3 g/t Au. Rezerwy wynoszą 261 Mt przy 0,73% Cu
  • Złoże Sossego Cu-Au: 355 Mt przy 1,1% Cu, 0,28 g/t Au. Rezerwy 245 Mt przy 1,1% Cu, 0,28 g/t Au
  • Alemão Cu-Au-(REE)-(U): zasoby 170 Mt przy 1,5% Cu, 0,8 g/t Au (zubożone).
  • Igarapé Bahia Cu-Au-(REE)-(U): >30 Mt przy 2 g/t Au.

Dystrykt Marcona IOCG w południowym Peru

  • Kopalnia Marcona 1400 milionów ton rudy żelaza
  • Pampa de Pongo 1000 milionów ton 75% magnetytu
  • Złoże miedziowo-złote Mina Justa

Niektórzy autorzy (np. Skirrow et al. 2004) uważają złoża rudy żelaza w Kirunie w Szwecji za złoża IOCG. Podobne style brekcji magnetytowo-hematytowych z uskokami z niewielką mineralizacją miedziowo-złotą i skarnami są rozpoznawane w kratonie Gawler w Australii Południowej, który zostałby uznany za złoża IOCG.

Zobacz też

  1. ^ a b Australia, Australia Government Geoscience (2014-05-29). „2.4 Układ mineralny miedź-złoto tlenku żelaza” . www.ga.gov.au . Źródło 2021-02-09 . {{ cite web }} : CS1 maint: stan adresu URL ( link )
  2. ^ a b c   Zhu, Zhimin (2016-01-01). „Złoto w złożach miedziowo-złotych tlenku żelaza” . Recenzje geologii rud . 72 : 37–42. doi : 10.1016/j.oregeorev.2015.07.001 . ISSN 0169-1368 .
  3. ^   Hitzman, Murray W.; Oreskes, Noemi ; Einaudi, Marco T. (1992-10-01). „Charakterystyka geologiczna i układ tektoniczny proterozoicznych złóż tlenku żelaza (CuUAuREE)” . Badania prekambryjskie . Metalogeneza prekambryjska związana z tektoniką płyt. 58 (1): 241–287. doi : 10.1016/0301-9268(92)90121-4 . ISSN 0301-9268 .
  4. ^ a b c d    Schlegel, Tobiasz U.; Wagner, Tomasz; Fusswinkel, Tobiasz (20.08.2020). „Fluoryt jako minerał wskaźnikowy w układach tlenek żelaza-miedź-złoto: wyjaśnienie różnorodności złoża IOCG” . Geologia chemiczna . 548 : 119674. doi : 10.1016/j.chemgeo.2020.119674 . ISSN 0009-2541 . S2CID 219485362 .
  5. ^ ab Williams, Patrick   J.; Pollard, Peter J. (2001-07-01). „Australijskie proterozoiczne złoża tlenku żelaza-Cu-Au: przegląd z nowymi danymi metalogenicznymi i eksploracyjnymi z dystryktu Cloncurry w północno-zachodnim Queensland” . Geologia poszukiwawcza i górnicza . 10 (3): 191–213. doi : 10.2113/0100191 . ISSN 0964-1823 .
  6. ^ a b c d e   Groves, David I .; Bierlein, Frank P.; Meinert, Lawrence D.; Hitzman, Murray W. (2010-05-01). „Złoża tlenku żelaza, miedzi i złota (IOCG) w historii Ziemi: implikacje dla pochodzenia, ustawienia litosfery i odróżnienie od innych epigenetycznych złóż tlenku żelaza” . Geologia ekonomiczna . 105 (3): 641–654. doi : 10.2113/gsecongeo.105.3.641 . ISSN 0361-0128 .
  7. ^ Richards Jeremy, Mumin Hamid. „Procesy magmowo-hydrotermalne w rozwijającej się Ziemi: złoża tlenku żelaza, miedzi, złota i porfiru Cu Mo Au” . Brama Badawcza . Źródło 2021-02-09 . {{ cite web }} : CS1 maint: stan adresu URL ( link )
  8. ^   Piętro, CD; Smith, poseł (2017-03-01). „Źródło metalu i układ tektoniczny złóż tlenku żelaza, miedzi i złota (IOCG): dowody z badania izotopu Nd in situ tytanitu z Norrbotten w Szwecji” . Recenzje geologii rud . 81 : 1287-1302. doi : 10.1016/j.oregeorev.2016.08.035 . ISSN 0169-1368 .
  9. ^ a b c Australia, c\=AU\;o\=Australia Government\;ou\=Geoscience (2014-05-29). „2.4 Układ mineralny miedź-złoto tlenku żelaza” . www.ga.gov.au . Źródło 2021-02-24 .
  10. ^ Rex Minerals Ltd. - Prezentacja zasobów Hillside Maiden, grudzień 2010
  11. ^ „Ivanhoe ulepsza zasoby Mount Elliott w Cloncurry” (PDF) . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 13.07.2011 . Źródło 2009-04-22 .
  12. ^ „Geofizyka eksploracyjna - geofizyka złoża miedzi i złota Earnest Henry (NW) Qld” (PDF) . Źródło 2009-04-22 .
  13. ^ Społeczność Google Earth , dostęp 14 sierpnia 2010 r
  14. ^ Własność Pampa de Pongo zarchiwizowana 09.08.2010 w Wayback Machine
  • Tlenek żelaza Miedź-złoto w Ameryce Południowej
  • Skirrow, R., 2004. Złoża Cu-Au tlenku żelaza: australijskie spojrzenie na ich jednoczące cechy. W: McPhie, J. and McGoldrick, P. (redaktorzy), 2004. Dynamiczna Ziemia: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość. Streszczenia 17. Australijskiej Konwencji Geologicznej, Hobart, Tasmania. 8–13 lutego, Towarzystwo Geologiczne Australii, Streszczenia nr 73, s. 121

Linki zewnętrzne i dalsze czytanie

  • „Ślady systemów Fe-tlenek (-Cu-Au)”
  •   Porter, redaktor TM, Hydrotermalny tlenek żelaza, miedź-złoto i złoża pokrewne: perspektywa globalna , PGC Publishing oddział Porter GeoConsultancy (2002), 349 stron, ISBN 0-9580574-0-0
  •   Porter, redaktor TM, Hydrotermalny tlenek żelaza, miedź-złoto i złoża pokrewne: perspektywa globalna , tom 2, PGC Publishing oddział Porter GeoConsultancy (2002) 377 stron, ISBN 0-9580574-1-9
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Iron_oxide_copper_gold_ore_deposits&oldid=1138663898 ”