20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Месторождение Чукикамата (Чили)

11.07.2018
Месторождение Чукикамата, расположенное в пустыне Атакама на севере Чили, — одно из крупнейших месторождений меди в мире. Рудник расположен в 130 милях северо-восточнее Антофагасты, примерно в 90 милях от побережья океана, на высоте 9500 футов над уровнем моря в предгорьях главного хребта Анд. Поскольку району свойствен резко выраженный аридный климат, в зоне окисления в большом количестве сохраняются растворимые в воде сульфаты. Чукикамата представляет собой яркий пример прожилково-вкрапленного, «порфирового» медного месторождения и наряду с другими месторождениями этого типа может быть отнесено к мезотермальным. Медные украшения, обнаруженные в местных индейских погребениях, свидетельствуют о том, что месторождение разрабатывалось, конечно, в незначительном объеме, еще до прихода в Америку испанских конкистадоров. В незначительном количестве вдоль поверхностных выходов рудных тел обнаружены также веерообразные агрегаты бирюзы. Промышленная разработка руд, сосредоточенная в первый период главным образом на неглубоких, но богатых жилах, начата английскими и чилийскими компаниями между 1879 и 1912 гг. В настоящее время основную массу добываемых руд составляют рассеянные медновкрапленные руды, разрабатываемые «Чили эксплорэйшн компани», филиалом «Анаконда майнинг компани».

Развитие процессов минерализации относится к позднемезозойскому или раннетретичному времени, т. е. ко времени развития складок, образования разломов и проявления интрузивной активности. Верхнеюрские осадки и более древние метаморфические породы первоначально были смяты в пологие складки и затем в результате ряда последовательных извержений вулканов перекрыты потоками лавы. В последующий период породы были интенсивно деформированы вследствие внедрения батолита Анд. После значительной эрозии, обнажившей изверженные породы, район вновь претерпел поднятие, сопровождавшееся мощными вулканическими извержениями и отложением эффузивов. Слабые вертикальные перемещения и вулканизм продолжались и в течение новейшего периода геологической истории.

Вблизи Чукикаматы батолитовый комплекс Анд представлен тремя обособленными штоками, которые, возможно, соответствуют трем фациям единого батолита. Интрузивные породы, внедряясь вдоль гребня и восточного крыла широкой антиклинали, образовали вытянутый массив меридионального или северо-восточного простирания длиной около 20 миль и шириной 4 мили. Сходные выходы гранитных пород вдоль узкого пояса, прослеживающегося на протяжении 95 миль, позволяют предполагать, что это отдельные куполы глубоко залегающего батолита и что в настоящее время мы наблюдаем начало его эрозии. Среди трех типов гранитных пород Чукикаматы известны две резко различающиеся разновидности гранодиоритов — гранодиориты Фортуна и гранодиориты Елена. В районе рудника (фиг. 13.10) между ними залегают сильно измененные кварцевые монцониты, или так называемые порфиры Чукикамата, образующие вытянутое плоское тело. Между кварцевыми монцонитами и гранодиоритами наблюдаются либо тектонические контакты, либо измененные зоны постепенного перехода от одной породы к другой, что не позволяет выяснить генетические соотношения между ними. Гранодиориты Фортуна не затронуты изменениями и отделены от измененных порфиров Чукикамата мощной зоной разлома. Восточнее этого разлома, известного под названием Западного, порфиры Чукикамата, а часто и гранодиориты Елена минерализованы. Наиболее интенсивная разработка руды производится открытым способом в пределах зоны повышенной трещиноватости, т. е. в порфирах Чукикамата, между двумя массивами гранодиоритов.

В порфирах Чукикамата можно выделить несколько типов изменения. Одни участки характеризуются содержанием фенокристаллов плагиоклаза или ортоклаза, другим свойственна почти аплитовая структура. Эти последние пронизаны сетью прожилков ортоклаза и кварца. Измененные порфиры Чукикамата в целом чрезвычайно похожи на вмещающие породы других прожилково-вкрапленных медных месторождений.

Две резко выраженные зоны скалывания ограничивают участок проявления минерализации с востока и запада. Простирание зон меняется от северо-восточного 10° до северо-восточного 76°, в связи с чем рудное тело в плане имеет как бы форму скрипки, обращенной грифом к югу. Между основными зонами скола расположено несколько второстепенных зон, а также сложная система трещин растяжения, большая часть которых представляет собой ответвления типа конского хвоста, направленные к северо-востоку от зон скола. Лопес предположил, что сколы и трещины растяжения возникли в результате действия простой пары сил, ориентированной горизонтально в меридиональном направлении. В этом случае максимальные напряжения должны были быть ориентированы в направлении северо-восток — юго-запад, т. е. так же, как ориентированы наиболее распространенные трещины растяжения. Другая заметная система трещин растяжения имеет северо-западное простирание; она располагается под прямым углом к трещинам, образующим структуру конского хвоста. Во время формирования основных зон скола второстепенные напряжения растяжения должны были проявиться с противоположной стороны плоскости скалывания. Весьма вероятно, что эта вторая система трещин растяжения обусловлена действием этих второстепенных сил; особенно это относится к тем случаям, когда трещины загибаются в сторону зоны скола.

На месторождении Чукикамата описано несколько взаимосвязанных типов изменения вмещающих пород — окварцевание, серицитизация, хлоритизация, альбитизация и эпидотизация (фиг. 13.11). Тейлор выделил здесь пять групп пород по характеру их изменения: 1) окварцованные, 2) серицитовые, 3) нормальные неизмененные, 4) насыщенные кварцем и 5) переходные. Окварцованные породы почти нацело сложены кварцем и серицитом, следов первичной структуры в них совершенно нет. Повторное окварцевание выражается в формировании интерстициального кварца, а также секущих кварцевых прожилков. Широкий пояс окварцованных пород тянется почти параллельно Западному разлому вдоль западной границы порфиров Чукикамата. Серицитовые породы приурочены к периферическим частям зон окварцевания; обычно это порфиры Чукикамата с серицитизированными полевыми шпатами и прожилками кварца. Нормальные породы характеризуются первичной порфировой структурой, несмотря на то что некоторая часть полевого шпата альбитизирована или серицитизирована. Считают, что крупные кристаллы ортоклаза и «глазки» кварца, свойственные неизмененным породам, скорее следует относить к первичным реликтовым образованиям, чем к продуктам последующего изменения порфиров. Породы, насыщенные кварцем, сходны с нормальными, но в отличие от последних пронизаны множеством жилок гидротермального кварца. Между неизмененными гранодиоритами Елена, залегающими на востоке месторождения, и нормальными фациями порфиров Чукикамата протягивается узкая зона переходных пород. Это гранодиориты, в которых магнезиально-железистые минералы подверглись хлоритизации, а полевые шпаты слабо альбитизированы и серицитизированы; в переходных породах в незначительном количестве присутствуют эпидот и прожилки спекулярита. Если рассматривать участок месторождения в целом, окажется, что наиболее интенсивному изменению подверглись породы, залегающие вдоль западной границы порфиров Чукикамата, и что в восточном направлении интенсивность изменения постепенно ослабевала.

Доступное для открытой разработки рудное тело достигает в длину 2 мили, а его максимальная ширина равна 3600 футам. Минералы меди отложились после того, как породы были разбиты трещинами, изменены и вновь деформированы с образованием новых трещин. Эти минералы выполняют системы открытых трещин, а также пронизывают всю массу пород сетью мелких прожилков. Основная масса руд, добытых за весь прошедший период, получена из зоны окисления, но на месторождении известны как первичные гипогенные руды, так и руды из зоны вторичного сульфидного обогащения. Если перечислять минералы гипогенных прожилков в парагенетической последовательности, первым следует назвать кварц, а затем пирит, энаргит, халькопирит, борнит и тетраэдрит — теннантит. Основная масса гипогенной меди сконцентрирована в энаргите. В пределах рудного поля установлено зональное распределение различных типов минерализации: молибденовая минерализация сосредоточена на западе, энаргит — в серицитизированных породах, а теннантит и тетраэдрит преобладают на востоке. Подобный характер распределения рудных компонентов, по-видимому, можно объяснить тем, что рудоотложение началось на западе, а затем распространилось к востоку. В процессе формирования зоны вторичного сульфидного обогащения за счет всех сульфидных минералов образовывались халькозин и ковеллин. В зоне окисления обнаружено множество редких минералов; большая их часть растворяется в воде, но сохраняется лишь благодаря исключительно засушливому климату Атакамы. Для зоны окисления характерны сульфаты, окислы и карбонаты. Минералы меди представлены здесь купритом, теноритом (CuO), самородной медью, брошантитом [Cu4SO4(OH6)], антлеритом [Cu3SO4(OH)4], крёнкитом [Na2Cu(SO4)2*2Н2O], халькантитом (CuSО4*5H2О), натрохальцитом [NaCu2(SO4)2OH*H2O], купрокопиапитом [CuFe4(SО4)6(ОH2*nH2О], салезитом (CuIO3OH), бирюзой, лейтонитом [K2Ca2Cu(SО4)4*2H2О], линдгренитом [Cu3(MoO4)2(OH)2], дженевикситом ICu2Fe2(AsO4)2(OH)4*H2O], беллинджеритом [ЗСи(IO3)2*2Н2О], атакамитом [Cu2Cl(OH)3] и многими другими. Столь же широко распространены в зоне окисления сульфаты железа. Наличие хлора и иода в составе ряда соединений объясняется, с одной стороны, переносом их ветром с океана, с другой — недавними вулканическими извержениями.

Для месторождения Чукикамата характерна сложная история окисления, выщелачивания и вторичного сульфидного обогащения. В период общего поднятия района в позднетретичное время гумидный климат сменился аридным, что, естественно, сопровождалось резким изменением уровня грунтовых вод. Медь, выщелоченная в зоне окисления, переносилась вниз до этого уровня и переосаждалась в результате реакции медьсодержащих растворов с первичными рудами. По мере развития на поверхности процессов эрозии уровень грунтовых вод и связанные с ним пространственно гипергенные руды перемещались вниз и все глубже проникали в первичные руды. Резкий переход к аридному климату привел к быстрому понижению уровня грунтовых вод, в результате чего обезвоженная зона окисления оказалась расположенной значительно выше этого уровня. В последующий период процесс выщелачивания меди, вообще говоря, протекал медленно, но там, где в рудах было столько пирита, что он мог вступать в реакцию с водой и давать серную кислоту, и где было мало полевошпатового материала, чтобы эту кислоту нейтрализовать, выщелачивание меди продолжалось. Именно поэтому в полосе окварцованных пород, следующей вдоль западной границы порфиров Чукикамата, нет руды. В тех же участках, где порфиры были нацело серицитизированы, они стали относительно непроницаемыми и способными предохранять отдельные участки гипогенных руд от выщелачивающего воздействия нисходящих водных растворов. Зона вторичного сульфидного обогащения, сформировавшаяся в период, непосредственно предшествовавший последнему поднятию района, по сравнению с гипогенными рудами содержит меньше пирита, так как в последнем случае отложение меди происходило метасоматическим путем за счет железа пирита. Когда же породы указанной зоны были обезвожены и приподняты выше уровня грунтовых вод, прекратилось образование серной кислоты в количестве, достаточном для растворения минералов меди и переноса их вниз, к горизонту, который соответствовал бы новой зоне вторичного сульфидного обогащения. Вместо этого медь в значительной мере окислялась на месте до сульфатов, слагающих в основном современные рудные тела зоны окисления. В гипогенных рудах, некогда подстилавших зону окисления, пирит содержался в таком количестве, что из руд могло происходить выщелачивание меди; действительно, в ряде мест богатые руды зоны окисления отделены от зоны вторичного сульфидного обогащения безрудным горизонтом, сложенным окислами железа. Кроме того, высота поднятия древней зоны сульфидного обогащения была различной: при общем наклоне пород северные участки месторождения оказались расположенными выше южных. В настоящее время уровень грунтовых вод пересекает эту наклонную поверхность, в результате чего граница зоны окисления и первичных сульфидов на севере обезвожена, а на юге частично насыщена водой.

Концентрация руд на месторождении Чукикамата зависела от ряда факторов. Во-первых, необходимо допустить сильное обогащение медью магматического источника — батолита. Во-вторых, большое значение имел Западный разлом, соединивший месторождение с этим источником и способствовавший движению рудоносных растворов вверх, в область купола. В-третьих, к существенным факторам подготовки участка рудоотложения относятся процессы окварцевания и брекчирования, которые чередовались между собой; рудоносные растворы поднимались по Западному разлому, а затем, достигнув участков, подвергшихся гидротермальному изменению и рассеченных многочисленными трещинами, распространялись в восточном направлении. И, наконец, в-четвертых, медь была выщелочена и переотложена при участии метеорных вод; не будь этого последнего фактора, медь присутствовала бы в зонах минерализации в рассеянном состоянии.

Говоря о горных работах, которые велись на месторождении Чукикамата в последнее время, следует сказать о дренажной штольне, пройденной на глубине 1300 футов от поверхности. Благодаря этой штольне уровень грунтовых вод понизился и стала возможной разработка зоны вторичного сульфидного обогащения. Теперь горнодобывающие работы сосредоточены в зоне сульфидных руд ниже зоны окисления. Все это говорит о том, что рудник «Чукикамата» на многие годы вперед обеспечен большими запасами меди.