Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДИ Лекция по курсу «Промышленные типы месторождений (рудных)» Грановская Н.Н. 1 ТЕМЫ ЛЕКЦИИ Общие сведения и области применения Промышленные минералы и типы руд Грановская Н.Н. Промышленные типы месторождений 2 Общие сведения и области применения «Бронзовый век» С IV по II тысячелетие до н.э. Это период широкого освоения плавки меди и бронзы Медь - один из первых металлов, освоенных человеком Сегодня по объему производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия Грановская Н.Н. 3 Сплавы меди С цинком С оловом бронза латунь С никелем С алюминием мельхиор Алюминиевые бронзы Грановская Н.Н. 4 Полезные свойства, применение Промышленное использование меди определяется ее ценными природными свойствами: высокой электро- и теплопроводностью, достаточной химической устойчивостью, способностью давать высококачественные сплавы с другими металлами, легкостью в обработке, отличными монтажными качествами • Электротехника и средства связи • Транспорт • Строительство (Трубы, сантехника, кровельные материалы) • Машиностроение • Монеты, Ювелирное дело Грановская Н.Н. 5 БРОНЗА Грановская Н.Н. 6 ЛАТУНЬ Грановская Н.Н. 7 МЕЛЬХИОР Грановская Н.Н. 8 Природные запасы и добыча • Уникальные месторождения имеют запасы более 5 млн. т • Наиболее крупные месторождения сконцентрированы в Южной Америке • Пример – Чукикамата в Чили (общие запасы меди - 92 млн. т, с 1915 г. добыто более 10 млн. т ) • Рудник располагается на высоте 2840 метров в центральных Андах и является самым большим в мире Грановская Н.Н. 9 Медный рудник Чукикамата глубина 850 м http://yaneznal.ru/facts/3518 Грановская Н.Н. 10 Грановская Н.Н. 11 Грановская Н.Н. 12 Промышленные минералы и типы руд Медь извлекается из сульфидных руд (до 80%) Остальная добыча приходится на карбонаты, оксиды, силикаты и самородную медь • Наиболее важные промышленные • Малахит Cu3(OH)2[CO3] минералы: • Азурит Cu3(OH)2[CO3]2 • Халькопирит CuFeS2 • Борнит Сu5FeS4 • Халькозин Cu2S Минимальное промышленное содержание Cu в руде - 1% • Ковеллин CuS В комплексных рудах – десятые процента Грановская Н.Н. 13 Халькопирит (V.Slyotov, http://mindraw.web.ru/) Борнит http://www.catalogmineralov.ru/sample/6968.html Азурит, образованный в коре выветривания по медно-колчеданным рудам (м-е Балта-Тау, Южный Урал) Малахит из железной шляпы Меднорудянского месторождения (Средний Урал) http://www.webois.org.ua/jewellery/stones/katalog-mineralov-malachite.htm Грановская Н.Н. 14 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ • • • • МАГМАТИЧЕСКИЕ (ЛИКВАЦИОННЫЕ) СКАРНОВЫЕ МЕДНО-КОЛЧЕДАННЫЕ ПЛУТОНОГЕННО-ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ (МЕДНОПОРФИРОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ) • СТРАТИФОРМНЫЕ (МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДИСТЫХ ПЕСЧАНИКОВ) • В России наибольшее промышленное значение имеют ликвационные медно- никелевые, медно-колчеданные месторождения, месторождения медистых песчаников, запасы которых удовлетворяют спросу на российском рынке Грановская Н.Н. 15 Скарновые месторождения • Один из самых древних разрабатываемых типов меднорудных месторождений на Урале. Собственно отрабатывалась зона окисления этих месторождений – с малахитом!!! • Гумешевское месторождение - в 60 км от Екатеринбурга. Оно разрабатывалось с I тысячелетия до н.э.. Здесь неподалеку от рудника на горе Думная сохранились остатки печей, в которых плавили руду • В начале XVIII века Петр I, заботясь о славе и величии России, определил направление развития государства, и «уральские кладовые» открылись перед российскими промышленниками • Открытие скарновых медных месторождений на Урале (Гумешовское, Меднорудянское, Турьинская группа) и выплавка медной руды связана с промышленниками Демидовыми. Основной потребитель – монетный двор. • В Казахстане – пример скарнового месторождения Саяк Грановская Н.Н. 16 Медно-никелевые месторождения • Месторождения приурочены к магматическим формациям основных-ультраосновных пород • Образуются в результате ликвации сульфидной магмы в расслоенных интрузивах габбро-пироксенитового состава • Руды комплексные представлены сульфидной ассоциацией – халькопирит+пентландит+пирротин • Рудные тела – пластообразные залежи вкрапленных и массивных руд • Примеры – в Канаде Садбери, в России Норильский район (в балансе запасов и добыче меди в России около 45%) • Талнахское и Октябрьское месторождения Норильского района - относятся к числу уникальных по запасам меди Грановская Н.Н. 17 Схема строения ликвационных сульфидных медно-никелевых месторождений Породы, вмещающие рудоносный интрузив Верхние линзообразные залежи убоговкрапленных (медных медью) пирротиновых руд Близповерхностные габбро (габбро-долериты) Боковые линзообраз ные залежи густовкрап ленных медноникелевых руд Нижние пластовые залежи густовкрапленных сравнительно богатых медью никелевых руд Донные залежи Грановская Н.В. Пироксениты 18 Медно-никелиевые руды (Норильское месторождение) Пентландит Халькопиритовая Ассоциация Н.В.Грановская 19 Ликвация в каплях сульфидов халькопирит пентландит Н.В.Грановская 20 Колчеданные месторождения • – это месторождения сульфидных руд, пространственно и генетически связанные с океаническими базальтоидными формациями • генезис колчеданных руд связан с вулканогенногидротермальными процессами однако данные месторождения обладают рядом специфических черт часто являются полигенными Н.В.Грановская - вулканогенногидротермальными и вулканогенноосадочными 21 Медно-колчеданная руда. Гай, Южный Урал Н.В.Грановская 22 1 - рыхлые мезо-кайнозойские отложения; 2 - крупнообломочные туфоконтломераты плагиопорфиритовых базальтов; 3 - лавы пироксен-плагиопорфиритовых базальтов; 4 - игнимбритовидные витрокластшеские породы липаритового состава; 5 - кварцевые липаритодациты: 6 - обвальные крупнообломочные агломераты андезитодацитового состава; 7 - эксплозивная брекчия; 8 - порфирокластические игнимбриты; 9 - поздние габбро-диабазы; 10 - шлаковые туфы плагиопорфировых базальтов; 11 -жерловые вулканические и вулканокластические породы; 12 - участки тех же пород, подвергшиеся интенсивному гидротермальному преобразованию; 13 - убогие медноколчеданные руды вулканогеннометасоматического происхождения; 14 - богатые цинково-мсдноколчеданные руды вулканогенно-осадочного происхождения Схематизированный геологический разрез Гайского колчеданного месторождения Н.В.Грановская 23 Гайский карьер по добыче медно-колчеданных руд (Южный Урал). Глубина 330 м Н.В.Грановская 24 МЕДНО-КОЛЧЕДАННОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ СИБАЙ (Южный Урал), глубина карьера 500 м Н.В.Грановская 25 ПЛУТОНОГЕННО-ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕДНОПОРФИРОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ • Наиболее крупные в мире промышленные месторождения меди • Приурочены к гранитоидным порфировым интрузиям (гранитпорфирам, гранодиорит-порфирам) • Рудные тела – штокверки, представленные прожилкововкрапленными рудами с невысокими содержаниями меди, но занимающими огромные объемы!!! • Это уникальные месторождения - Чили, Перу, Казахстана (Коунрад), Монголии (недавно открытое месторождение Ою Толгой) • Разработка – открытым способом • Руды комплексные с молибденом, золотом. • Наиболее богата – зона окисления, где содержание меди повышается до 2,5 раз по сравнению с первичными рудами. • В первичных рудах – халькопирит, в зонах окисления – халькозин, ковеллин Грановская Н.Н. 26 Медно-порфировое месторождение Коунрад (Казахстан) Грановская Н.В. 27 Строение рудного штокверка в форме «Конского хвоста» Месторождение Чукикамата, Чили Грановская Н.Н. 28 Медно-порфировое месторождение Ою Толгой • Ою Толгой («Бирюзовый холм») одно из крупнейших месторождений меди и золота на юге Монголии в пустыне Гоби. • Название «бирюзовый холм» этой местности дали неспроста, огромные залежи меди в пустыне со временем покрываются медным купоросом, в результате порода приобретает бирюзовый оттенок. • Запасы - 30 млн тонн меди и 1 тыс. тонн золота планируется производить 450 тысяч тонн меди в год . Срок работы месторождения оценивается в 50 лет (как минимум) Грановская Н.Н. 29 Медная руда с золотом (из зоны окисления медно-порфировых руд), месторождение Ою Толгой, Монголия Грановская Н.Н. 30 СТРАТИФОРМНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДИСТЫХ ПЕСЧАНИКОВ Крупнейшие месторождения Центральноафриканского пояса - Замбии и Катанги – «Медный пояс Африки» Месторождение Джезказган в Центральном Казахстане Удоканское месторождение (Россия) Они характеризуются пластовой формой рудных тел, согласных с вмещающими осадочными породами, "вкрапленной" текстурой руд Медные руды ассоциируются с породами определенного литологического состава и образуют серии выдержанных пластообразных тел Главные рудные минералы - сульфиды меди и железа пирит, халькопирит, борнит, халькозин пропитывают всю массу породы и концентрируются вдоль плоскостей напластования Грановская Н.Н. 31 Пластообразные рудные залежи на схематическом разрезе стратиформного месторождения медистых песчаников Джесказган 1- красноцветные песчаники и алевролиты, 2 - рудоносные слои сероцветных песчаников, алевролитов, конгломератов, 3 - рудные залежи Вкрапленные руды (халькозин, борнит, халькопирит) Прурочены к сероцветным песчаникам Н.В.Грановская 32 Месторождение Нчанга, медный пояс Африки) Полоса пластовых месторождений медных руд на границе Замбии и Заира, протягивающаяся в северо-западном направлении на 160 км при ширине до 50 км. Главные месторождения — Чилилабомбве, Нчанга, Нкана, Рон-Антелоп, Муфулира (в Замбии), Кипуши, Камбове, Мусоной, Руве, Дикулуве, Мусошн (в Заире) — образуют два параллельных ряда, отстоящих один от другого на 25—30 км. Н.В.Грановская 33 Удоканское месторождение медистых песчаников • открыто в Забайкалье в 1949 году • До 1992 года на его территории продолжались геологоразведочные работы, которые проводились различными российскими НИИ и зарубежными компаниями вплоть до 2000 года • Удоканское месторождение станет одним из крупнейших когда-либо освоенных месторождений меди в мире. Но ряд географических и технологических причин до этого времени не позволяли начать его промышленное освоение. Месторождение находится в труднодоступном регионе – в Читинской области Забайкалья Грановская Н.Н. 34 Перспективы освоения Удоканского месторождения • В рамках программы геолого-разведочных работ в 2010–2012 годах на месторождении пробурено более 50 тыс. погонных метров геологических, геомеханических, гидрологических и инженерногеологических скважин, созданы электронная геологическая база данных по месторождению и специализированные геологические модели • Впервые были задекларированы рудные запасы Удоканского месторождения, которые оценены в 795 млн тонн руды со средним содержанием меди 1,24 % (количество меди – 9,88 млн тонн) • Промышленный комплекс, который будет построен на месторождении, рассчитан на переработку 36 млн тонн руды в год. Его производительность составит 474 тыс. тонн катодной меди в год при попутном извлечении до 277 тонн серебра Грановская Н.Н. 35 Каркасы надрудной, рудной и подрудной пачек Удоканского месторождения PR1sk31 PR1sk32 PR1sk33 PR1nm Н.В.Грановская 36 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ И ТЕРПЕНИЕ Грановская Н.Н. 37