месторождения меди - Южный федеральный университет

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