Разведка прожилково-врапленных месторождений меди и молибдена

Прожилково-вкрапленные месторождения меди и молибдена обычно приурочиваются к небольшим массивам интрузивных пород — гранит-порфиров, гранодиорит-порфиров и т. п., а также к окружающим породам, составляющим их кровлю.

Вмещающие породы бывают, как правило, сильно изменены гидротермальными растворами: серицитизированы, окварцованы и превращены в так называемые «вторичные кварциты». По мельчайшим капиллярам и трещинам во «вторичных кварцитах» откладываются отдельные зерна и небольшие скопления рудных минералов, главным образом пирита и халькопирита, образуя вкрапленные (или импреньяционные) руды.

Месторождения рассматриваемой группы по своей морфологии могут соответствовать пластообразным залежам. Иногда форма их приближается к изометричной, т. е. залежи имеют примерно равные размеры по ширине, длине и высоте.

К описываемому типу относятся:

а) Месторождения медных прожилково-вкрапленных руд во всякого рода «вторичных кварцитах», представленные залежами, имеющими значительные размеры в длину и ширину, а в плане — овальную или грубо-эллипсоидальную форму. Площадь рудных залежей обычно составляет 0,5—1,5 км2.

Часть месторождений подобного типа контролируется сложными системами трещин, как, например, Чиквикамата в Чили (рис. 35). Площадь вкрапленного и штокверкового медного оруденения Чиквикамата протягивается на 2,5 км в длину, при ширине 0,3—0,5 км.

Основными полезными компонентами являются медь и молибден. Последний постоянно присутствует в большинстве месторождений в очень небольших количествах, однако технология его извлечения вполне разработана. Кроме меди и молибдена, в рудах обычно содержится небольшое количество золота и серебра.

Часть прожилково-вкрапленных месторождений представлена большими трубообразными телами. Так, Кальмакырское месторождение в Алмалыкской группе является трубообразным телом.

б) Молибденовые штокверковые месторождения, представляющие собой образования однотипные с медными прожилково-вкрапленными месторождениями. Они также связаны с верхними частями малых интрузий и залегают либо в них, либо в сильно измененных вмещающих породах. В качестве примера упомянем месторождение Клаймакс (США), которое имеет трубообразную форму с эллипсоидальным сечением в плане и длинной осью, достигающей по протяжению 3000 м. Внутренняя часть трубы на верхних горизонтах состояла из почти безрудной сильно окварцованной породы. Ширина кольцеобразной оруденелой зоны (в плане) колеблется от 100 до 400 м.

Руды месторождений этого типа представлены вкрапленниками и распространены на очень значительных площадях. Поэтому важное значение, в особенности в первые стадии разведки, приобретают специальные виды съемки поверхности — купрометрическая и молибденометрическая.

Купрометрическая и прочие виды металлометрической съемки имеют целью выявить характер распределения рассеянного оруденения на площади выходов. Хотя контуры обогащенных участков на поверхности не всегда точно совпадают с положением промышленных руд на глубине, а процессы выщелачивания в самых верхних частях месторождения еще более искажают картину действительного размещения рудных участков, тем не менее в целом металлометрическая съемка все же дает приблизительно контуры распределения оруденения. При такого рода съемке обычно используют примитивные способы вскрытия коренных выходов (образцы часто берут даже непосредственно из обнажений), и потому металлометрические съемки позволяют дешево и быстро составить общее представление о месторождении.

Первая операция съемки (для примера — купрометрической) заключается во взятии образцов (штуфов) по равномерной сетке, покрывающей всю изучаемую площадь. Путем глазомерного сравнения отобранных штуфов с коллекцией эталонных образцов, в которых содержание меди установлено точными лабораторными методами, быстро определяют содержание меди в огромном количестве точек, рассеянных на поверхности месторождения, и получают карту, на которой видно распределение богатых, бедных и пустых участков (рис. 36).

В зависимости от размеров изучаемого месторождения штуфные образцы берут по сетке со стороной квадрата 20—50 м. На участках, перекрытых наносами, по той же сетке проводят расчистки, а если наносы глубоки, то задают шурфы. Образцы берут не с самой поверхности коренного выхода, а после снятия верхней, сильно разрушенной корки толщиной 0,2—0,3 м. В каждой точке (или забое шурфа) отбирают пять образцов: один-в центре и четыре по углам забоя шурфа. Окончательное содержание меди для данной точки определяется как среднее арифметическое по всем пяти образцам.

Так как штуфы берут из приповерхностной, окисленной зоны месторождения, они содержат медные минералы в окисленном виде, в форме малахита, азурита, хризоколлы и т. п. Часть меди из них совсем выщелочена, и на месте остались только лимониты как продукты разложения медных минералов, пирита и др. Остаточные лимониты, образовавшиеся за счет медных минералов, отличаются по внешнему виду от остаточных лимонитов, образовавшихся вследствие разрушения пирита и других минералов.

Лимониты медных минералов имеют характерное строение и часто представлены смоляными разностями. При навыке можно довольно точно устанавливать по характерным лимонитам, сколько меди выщелочено из изучаемого штуфа. В результате, для каждого образца, путем сравнения его с эталонными, устанавливаются две важные цифры: 1) процент содержания меди, определяемый по окисленным медным минералам, и 2) процент содержания меди, определяемый по продуктам выщелачивания, т. е. по остаточным лимонитам. Очевидно, что в сумме обе эти цифры дадут общее содержание меди в точке, из которой был взят образец.

Часть месторождений имеет отчетливое вертикальное распределение сортов руд и, таким образом, приблизительно разделяется на несколько, грубо говоря, горизонтальных «пластов», сложенных разными рудами. Это особенно хорошо проявляется в медных прожилково-вкрапленных месторождениях, которые в связи с процессами выветривания приобретают вторичную зональность и сверху вниз разделяются на следующие зоны: а) окисления; б) выщелачивания; в) вторичного окисного обогащения; г) вторичного сульфидного обогащения; д) первичных вкрапленников (рис. 37).

В разных месторождениях и на различных участках одного и того же месторождения зоны окисления и выщелачивания могут меняться местами (по вертикали).

Зоны выщелачивания обычно убоги и не имеют промышленного значения, но это не является отрицательным показателем для более глубоких частей месторождения.

Зона окисления является промышленной только в некоторых случаях. Так как среди окисленных медных минералов имеются соединения, извлечение меди из которых сопряжено с техническими трудностями (например, хризоколла CuSiO3*2Н2О), необходимо проводить не только опробование, но и тщательное минералогическое изучение проб. При этом важно выяснить площадь распространения каждого минералогического сорта руд и процентное содержание медных минералов, влияющих на технологические свойства. Содержание этих минералов показывается на плане рудного тела и в вертикальных разрезах, проходящих через зону окисления. Средняя мощность зоны окисленных руд обычно составляет несколько десятков метров.

Зона цементации (вторичного окисного и вторичного сульфидного обогащения) наиболее ценна в месторождении, так как содержание меди в ней значительно повышается. Главным рудным минералом в зоне вторичного сульфидного обогащения медных месторождений является халькозин (CuS2). Мощность халькозиновой зоны в разных месторождениях составляет 30—50—120 м.

Руды зоны обогащения располагаются на небольшой или средней глубине в виде почти горизонтально лежащего тела, параллельного уровню грунтовых вод.

Зона первичных руд обычно представлена непромышленными вкрапленниками сульфидных минералов, преимущественно пирита. Поэтому часто на этих месторождениях глубина промышленного оруденения не превосходит 100—150 м, что определяет способ их разведки. Однако на некоторых месторождениях встречаются и первичные руды с повышенным содержанием меди.

Наиболее часто на медных прожилково-вкрапленных месторождениях применяется разведка вертикальными буровыми скважинами, контролируемыми шахтами. Бурение осуществляется колонковыми и ударно-канатными станками.

При ударно-канатном бурении опробование прожилково-вкрапленных руд более надежно, чем при колонковом бурении, в связи с тем, что диаметр скважин больше и при помощи желонки более полно извлекается в пробу весь материал, хотя и в раздробленном состоянии. Поэтому в данном случае предпочтение отдается ударно-канатному бурению. Преимущества колонкового бурения, заключающиеся в возможности извлечения неразрушенного столбика породы (керна), отходят на второй план, потому что породы на прожилково-вкрапленных месторождениях до неузнаваемости изменены и изучение их в неразрушенном состоянии менее важно.

Количество контрольных шахт зависит от размеров месторождения и разнообразия сортов полезного ископаемого. При простом составе руд, когда уже пройденные шахты показали полную надежность опробования по скважинам, число контрольных шахт может быть уменьшено. Однако шахты обычно необходимы не только для контроля сведений, полученных по скважинам, но и для изучения физических свойств, текстуры и структуры руд и получения проб большого веса для лабораторных и заводских испытаний.

Буровые скважины и шахты располагаются по квадратной сетке. Только в явно вытянутых месторождениях, контролируемых трещинными зонами, прибегают к прямоугольной сетке, в которой короткая сторона прямоугольника сетки располагается перпендикулярно направлению, по которому вытянуто месторождение.

Расстояния между скважинами при предварительной разведке многих прожилково-вкрапленных месторождений, имеющих равные размеры во всех направлениях в плане, приняты в 100 м с расположением по квадратной сетке. Сгущение при детальной разведке осуществляется путем бурения скважин в центрах квадратов сетки предварительной разведки, что дает сетку густотой в 60 ж. При детальной разведке сетка скважин местами сокращается до 15 ж. На месторождениях удлиненной формы скважины предварительной разведки располагались через 100 м вкрест простирания и через 200 ж по простиранию. При детальной разведке вытянутые оруденелые зоны разведываются скважинами при расстояниях в 30 м вкрест простирания.

Бурение часто осуществляется ударно-канатным способом, скважины проходятся большими диаметрами (начальный диаметр от 660 до 305 мм, конечный 127—75 мм).

Точность разведки зарубежных медных прожилково-вкрапленных месторождений показана в табл. 3. В таблице показано процентное отношение количества фактически добытых руд меди и среднего ее содержания к количеству запасов, ранее подсчитанных на основании разведки.

Если при разведке применяется колонковое бурение, то, кроме керна, в целях контроля и сопоставления результатов производится также опробование шлама.

В зоне окисления некоторых месторождений шлам обычно разубоживается за счет вышележащей зоны выщелачивания. При проходке халькозиновых руд, наоборот, шлам имеет более высокие содержания меди, чем керн. В других случаях шлам во всех зонах по содержанию бывает богаче керна.

При разведке месторождений прожилково-вкрапленных руд необходимо проведение химических экспресс-анализов проб, отобранных из разведочных скважин. При отсутствии своевременно сделанных анализов скважина может быть преждевременно -остановлена, либо, наоборот, перебурена на слишком большую глубину.

На месторождениях со сравнительно частой сменой рудных зон разного состава пробы по скважинам брались с интервала длиной в 1 м. На других месторождениях при большой мощности рудных зон длина интервала, включаемого в одну пробу, была увеличена до 2 и даже до 3 м, так как выделение тонких слоев не вызывалось необходимостью.

Разведка медных прожилково-вкрапленных руд в связи с большими размерами и мощностью рудных тел обходится дешево.