Медные руды

Медные руды — природные минеральные образования, содержащие медь в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно.

Классификация медных руд

Медные руды разделяют на сульфидные, оксидные и смешанные. В первичных рудах большинства промышленных месторождений медь присутствует в сульфидной форме. В зоне окисления она представлена карбонатами, силикатами, сульфатами, оксидами и др. соединениями. Известно свыше 200 медьсодержащих минералов, промышленные скопления образуют прим. 20. Главные минералы меди в сульфидных рудах, на долю которых приходится свыше 90 % мировых запасов и добычи меди: халькопирит (34,5% Cu), борнит (52-65% Cu) и халькозин (79,8% Cu). В медно-никелевых месторождениях в существенных количествах встречается кубанит (22-24% Cu), в месторождениях самородной меди — медь самородная (98-100% Cu). Главные минералы меди в окисленных рудах: малахит (57,4% Cu), азурит (55,5% Cu), хризоколла (36,1% Cu), брошантит (56,2% Cu), куприт (88,8% Cu). В медных рудах часто присутствуют минералы Fe, Mo, W, Pb, Co, As. В значительных количествах есть Au и Ag, а также V. Месторождения меди разделяют на 9 геолого-промышленных типов (медно-никелевые, железо-никелевые в габброидах, карбонатитовые, скарновые, медно-порфировые, кварцево-сульфидные, самородной меди, медистых песчаников и сланцев), входящих в 6 генетических групп (I. Магматическая; II. Карбонатитовая; III. Скарновая; IV. Гидротермальная; V. Колчеданная; VI. Стратиформная). В перспективе как самостоятельный геолого-промышленный тип могут оформиться месторождения медьсодержащих морских железо-марганцевых конкреций и мулов, а также ураново-золото-медные месторождения. Среднее содержание меди в различных типах руд колеблется в пределах 0,3-5 %. Медь присутствует в комплексных рудах Ni, Co, Pb, Sn, W, Bi, Au. Главные добывающие страны в конце XX — начале XXI века — Чили, США, Канада, Замбия, Конго (Браззавиль), Конго (Киншаса), Перу.

Отдельные разновидности медных руд

Медно-порфировые руды занимают первое место по запасам и добыче меди (около 40 % мировой добычи меди). Высокая промышленная ценность этих руд определяется крупными размерами рудных тел, неглубоким их залеганием, равномерным распределением металла. Содержание меди в медно-порфировых рудах колеблется в пределах 0,4 — 1,2%. Рудные минералы — малахит, азурит, куприт, брошантит, хризокола, халькозин, пирит. Иногда в рудах присутствуют магнетит, сфалерит, борнит, галенит, гематит.

В кварц-сульфидных или жильных рудах рудные минералы представлены магнетитом, халькопиритом и иногда молибденитом, а нерудные — кальцитом, кварцем, серицитом и хлоритом, а также иногда баритом и флюоритом. Для этих руд характерна жильная, прожилковая и вкрапленая текстура. Залегают они на глубины 30 — 40 м, содержание окисленных руд не превышает 5% всех кварц-сульфидных руд. Кварц-сульфидные руды имеют второстепенное значение.

Месторождения самородной меди обычно образуются в зоне окисления некоторых медно-сульфидных месторождений вместе с окисленными минералами меди — купритом, малахитом и азуритом. Самородная медь может также встречаться в медистых песчаниках и сланцах.

Медно-колчеданные руды характеризуются большим разнообразием форм, размеров и типов взаимоотношений рудных и породных минералов. Главный рудный минерал — пирит, есть также халькопирит, сфалерит, иногда пирротин, галенит, борнит, халькозин, арсенопирит. Нерудные минералы — серицит, хлорит, кварц, а также барит, кальцит и сидерит. Согласно минеральному составу колчеданные руды подразделяются на медные и медно-цинковые, полиметаллические и серные. В серно-колчеданных рудах основное значение имеет сера; медь, свинец, цинк — подчинённое.

Стратиформные руды представлены медистыми песчаниками и сланцами. Медистые песчаники и сланцы являются вторым крупным источником для получения меди (около 30 % всех запасов меди) после руд медно-порфирового типа. Основным медным минералом этих руд является халькозин, а также борнит и халькопирит, иногда присутствуют ковелин, самородная медь. В виде примесей могут присутствовать свинец, цинк, серебро, кобальт и др.

По текстурным особенностям медные руды подразделяют на сплошные, массивные и вкрапленные.

Сплошные сульфидные медно-пиритные руды, конечно, богаче вкрапленных, характеризуются высоким содержанием серы (до 90 — 95%), которая представлена пиритом в сростках с сульфидами меди и цинка. Соотношение меди, цинка и серы в сплошных медно-колчеданных рудах достигает 1:1:20.

Основные запасы меди сосредоточены во вкрапленных рудах. Наиболее распространёнными являются медно-порфировые руды и медистые песчаники. Медно-порфировые руды обычно содержат халькопирит и пирит, а как ценные сопутствующие компоненты — молибден и золото. Медистые песчаники, как правило, имеют незначительное содержание пирита, а медные минералы в них часто представлены халькозином и борнитом, что позволяет при их обогащении получать концентраты с высоким содержанием меди. В медистых песчаниках серебро связано с халькозином и в меньшей степени с борнитом.

Месторождения медных руд в мире

Медный карьер Чукикамата в Чили Медный карьер Чино в США

Уникальные месторождения имеют запасы более 5 млн т меди (Эль-Теньенте, Чукикамата в Чили и др.), очень большие — 1-5 млн т, средние — 0,2-1 млн т и мелкие — менее 0,2 млн т меди. Богатые руды содержат Cu 2,5-3%, рядовые — 1-2,5% и бедные — меньше 0,5%.

Среди промышленных месторождений меди выделяются: магматические, карбонатитовые, скарновые, плутоногенные гидротермальные, вулканогенные гидротермальные, колчеданные и стратиформные типы.

Магматические месторождения представлены сульфидными медно-никелевыми рудами и медно-ванадиевыми комплексными рудами, из которых, кроме меди (содержание 1-2%) и никеля, добывают также кобальт, золото, платину и рассеянные элементы. Нерудные минералы представлены главным образом плагиоклазом и пироксеном.

К таким месторождениям относятся в России: Печенга, Аллареченское, Мончегорское (Кольский полуостров); Талнах, Октябрьское, Норильск (Красноярский край); в Финляндии — Пори; Швеции — Клевая; Канаде — Садбери, Томпсон; США — Стиллуотер и в ЮАР — Бушвельд, Инсизва.

К группе вулканогенных гидротермальных месторождений относятся редкие проявления формаций самородной меди (месторождения озера Верхнего, США). Такие рудопроявления известны в Азербайджане, на Урале, Кольском полуострове, в Казахстане и Горной Шории. Медные и медно-цинковые колчеданные месторождения известны на Урале (Гай, Сибай), в Мугоджарах (Приорское), на Кавказе (Уруп, Кафан), в Турции (Эрганы), на Кипре (Скуршо-Тисса), в Болгарии (Радка), Испании (Рио-Тинто), Норвегии (Леккон), Швеции (Болиден), США (Юнайтед Верде), Канаде (Кидд-Крик), Японии (Бесси) и др. Руды сложены сульфидами железа (на 80-90%) и содержащих S до 40%, Cu 3-5%, Zn 2-4%. Попутно изымают Cd, Se и Te.

Карбонатитовые медные руды очень редки, в них кроме меди содержится магнетит, а породы представлены карбонатами, оливином, апатитом. Представителем карбонатитовых руд является месторождение Палабор (ЮАР). Месторождение комплексное, содержит медь (в среднем 0,68%), железо и фосфатное сырье. Запасы меди оцениваются в 1,5 млн т.

Скарновые месторождения меди — комплексные, в них присутствуют молибден, кобальт, висмут, селен, теллур, железо, свинец, сурьма, мышьяк, никель, олово, вольфрам. Сульфидные минералы в этих рудах имеют неравномерные вкрапления или ассоциированные с эпидотом, кварцем, кальцитом. Эти месторождения известны в Казахстане (Саяк), РФ — на Урале (Турьинская группа), в Западной Сибири (Юлия), США (Клифтон, Бисби), Мексике (Долорес) и др. Содержание меди в них высокое, но неравномерное (1-10%, в среднем 1,5-3%). Руды, кроме меди, содержат Mo, Au, Hg, Co, Bi, Se, Te.

Среди плутогенных гидротермальных месторождений выделяются медно-порфировые и жильные. К первым относятся месторождения крупных скоплений небогатых медных или молибден-медных прожилково-вкрапленных руд штокверкового типа в порфировых интрузиях. Они известны в Казахстане (Коунрад), Узбекистане (Кальмакир), Закавказье (Каджаран), на территории стран бывшей Югославии (Медет, Асарел), Чили (Эль-Теньенте), Перу (Токепала), Панаме (Сьерра-Колорада), США (Бингем-Каньон, Моренси, Мануэль), Канаде (Вэлли-Коппер) и др. Среднее содержание меди в первичных рудах 0,2-0,7%, в зоне повторного обогащения он увеличивается до 1-1,5%. Попутно добывается Мо (0,005-1,05%), Se, Te и Re. Жильные месторождения распространены, но крупные объекты встречаются редко. К ним относятся Чатыркульское и Жайсанское (Казахстан), Рсен и Вирли Бряг (Болгария), Бьютт, Магма (США), Матаамбре и Эль-Кобре (Куба). Рудные жилы при мощности 0,3-10 м. прослеживаются на глубину до 500-600 м. и в длину до 10 км. Содержание меди достигает 4-5%. Попутно добываемые благородные и рассеянные металлы.

К гидротермальным месторождениям относят медно-порфировые, кварц-сульфидные месторождения и месторождения самородной меди.