رواسب النحاس البورفيري

تُمثل رواسب النحاس البورفيري مورداً هاماً والمصدر الرئيسي للنحاس المُستخرج حالياً لتلبية الطلب العالمي. ^{[ 6 ]} ومن خلال تجميع البيانات الجيولوجية، تبيّن أن غالبية رواسب البورفيري تعود إلى حقبة الحياة الظاهرة (الفانيروزويك) ، وترسبت على أعماق تتراوح بين كيلومتر واحد وستة كيلومترات تقريباً، بمتوسط ​​سماكة رأسية يبلغ كيلومترين. ^{[ 6 ]} وخلال حقبة الحياة الظاهرة، تشكّل ما يُقدّر بنحو 125,895 رواسب نحاس بورفيري؛ إلا أن 62% منها (78,106) قد أُزيلت بفعل الرفع والتعرية. ^{[ 6 ]} وبالتالي، لا يزال 38% منها (47,789) في القشرة الأرضية، منها 574 رواسب معروفة على السطح. ^{[ 6 ]} ويُقدّر أن رواسب النحاس البورفيري على سطح الأرض تحتوي على ما يقارب 1.7 × ^10¹¹ طن من النحاس، أي ما يعادل أكثر من 8000 عام من الإنتاج العالمي للمناجم. ^{[ 6 ]}

تُمثل رواسب البورفيري مصدرًا هامًا للنحاس، كما أنها تُعد مصادر مهمة للذهب والموليبدينوم، حيث تُشكل رواسب البورفيري المصدر الرئيسي للأخير. ^{[ 7 ]} وبشكل عام، تتميز رواسب البورفيري بانخفاض درجات تمعدن الخام، وتكوين معقدات بورفيرية متداخلة محاطة بعروق متداخلة وبريشات حرارية مائية . ^{[ 8 ]} تتشكل رواسب البورفيري في بيئات مرتبطة بالأقواس البركانية، وترتبط بصهارة مناطق الاندساس. ^{[ 7 ]} تتجمع رواسب البورفيري في مناطق معدنية منفصلة، ​​مما يشير إلى وجود شكل من أشكال التحكم الجيوديناميكي أو التأثير القشري الذي يؤثر على موقع تكوين البورفيري. ^{[ 8 ]} تميل رواسب البورفيري إلى التواجد في أحزمة خطية موازية للسلاسل الجبلية (مثل جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية ). ^{[ 9 ]}

يبدو أن هناك فترات زمنية محددة تركز فيها تكوين رواسب البورفيري أو فضلت. بالنسبة لرواسب بورفيري النحاس والموليبدينوم، يتركز التكوين بشكل عام في ثلاث فترات زمنية: الباليوسين - الإيوسين ، والإيوسين - الأوليغوسين ، والميوسين الأوسط - البليوسين . ^{[ 8 ]} أما بالنسبة لرواسب الذهب البورفيري والإبيثرمالي ، فهي عمومًا تعود إلى الفترة الزمنية الممتدة من الميوسين الأوسط إلى العصر الحديث ، ^{[ 8 ]} مع وجود استثناءات ملحوظة. يبلغ عمر معظم رواسب البورفيري واسعة النطاق أقل من 20 مليون سنة، ^{[ 8 ]} إلا أن هناك استثناءات بارزة، مثل رواسب كاديا-ريدجواي في نيو ساوث ويلز التي يبلغ عمرها 438 مليون سنة. يعكس هذا العمر الصغير نسبيًا إمكانية حفظ هذا النوع من الرواسب؛ حيث إنها تقع عادةً في مناطق ذات عمليات تكتونية وجيولوجية نشطة للغاية، مثل التشوه والرفع والتعرية. ^{[ 8 ]} ومع ذلك، قد يكون التوزيع المنحرف نحو كون معظم الرواسب أقل من 20 مليون سنة هو على الأقل جزئيًا نتيجة لمنهجية الاستكشاف وافتراضات النموذج، حيث توجد أمثلة كبيرة معروفة في المناطق التي كانت سابقًا غير مستكشفة بشكل كامل أو غير كافٍ جزئيًا بسبب أعمار الصخور المضيفة القديمة المتصورة، ولكن تبين لاحقًا أنها تحتوي على أمثلة كبيرة من الطراز العالمي لرواسب النحاس البورفيري الأقدم بكثير.

بشكل عام، ترتبط غالبية رواسب البورفيري الكبيرة بالتدخلات الكلسية القلوية ، على الرغم من أن بعض أكبر الرواسب الغنية بالذهب ترتبط بتراكيب صهارة كلسية قلوية غنية بالبوتاسيوم. ^{[ 8 ]} وتستضيف العديد من رواسب النحاس والذهب البورفيري ذات المستوى العالمي تدخلات غنية بالبوتاسيوم أو شوشونيتية، مثل منجم بينغهام للنحاس والذهب في الولايات المتحدة الأمريكية، ومنجم غراسبرغ للنحاس والذهب في إندونيسيا، ومنجم نورث باركس للنحاس والذهب في أستراليا، ومنجم أويو تولغوي للنحاس والذهب في منغوليا، ومنطقة بيشانكا الاستكشافية للنحاس والذهب في روسيا. ^{[ 10 ]}

يُعتقد تقليديًا أن الصهارة المسؤولة عن تكوين البورفيري تتولد من الانصهار الجزئي للجزء العلوي من الصفائح المتوقفة بعد الانغماس، والتي تتأثر بمياه البحر. ^{[ 11 ]} يمكن أن يؤدي الانغماس الضحل للصفائح الفتية الطافية إلى إنتاج حمم أداكيتية عبر الانصهار الجزئي. ^{[ 7 ]} بدلاً من ذلك، يمكن أن تُنتج أسافين الوشاح المتحولة ظروفًا مؤكسدة للغاية تؤدي إلى إطلاق معادن الكبريتيد لخامات المعادن (النحاس والذهب والموليبدينوم)، والتي يمكن نقلها بعد ذلك إلى مستويات القشرة الأرضية العليا. ^{[ 11 ]} يمكن أيضًا تحفيز انصهار الوشاح عن طريق التحولات من الهوامش المتقاربة إلى الهوامش التحويلية، بالإضافة إلى زيادة انحدار الصفيحة المنغمسة وتراجعها باتجاه الخندق. ^{[ 11 ]} ومع ذلك، فإن الاعتقاد السائد حاليًا هو أن الجفاف الذي يحدث عند الانتقال بين الشست الأزرق والإكلوجيت يؤثر على معظم الصفائح المنغمسة، بدلاً من الانصهار الجزئي. ^{[ 7 ]}

بعد الجفاف، تنطلق سوائل غنية بالمواد المذابة من الصفيحة وتُحدث تحولًا في طبقة الوشاح العلوية للغلاف المائع الشبيه بصخور بازلت قاع المحيط (MORB) ، مما يُغنيها بالمواد المتطايرة والعناصر الليثوفيلية ذات الأيونات الكبيرة (LILE). ^{[ 7 ]} يُعتقد حاليًا أن تكوين الصهارة الأنديزيتية عملية متعددة المراحل، تشمل انصهار القشرة الأرضية واستيعاب الصهارة البازلتية الأولية ، وتخزين الصهارة في قاعدة القشرة ( تراكم الصهارة المافية الكثيفة أثناء صعودها)، وتجانس الصهارة. ^{[ 7 ]} تُضيف الصهارة المتراكمة حرارة كبيرة إلى قاعدة القشرة، مما يُحفز انصهار القشرة الأرضية واستيعاب صخور القشرة السفلى، مُنشئًا منطقة ذات تفاعل مكثف بين صهارة الوشاح وصهارة القشرة الأرضية. ^{[ 7 ]} ستصبح هذه الصهارة المتطورة تدريجيًا غنية بالمواد المتطايرة والكبريت والعناصر غير المتوافقة، وهو مزيج مثالي لتكوين صهارة قادرة على إنتاج رواسب خام. ^{[ 7 ]} من هذه المرحلة فصاعدًا في تطور رواسب البورفيري، تُصبح الظروف التكتونية والبنيوية المثالية ضرورية للسماح بنقل الصهارة وضمان استقرارها في طبقات القشرة الأرضية العليا.

على الرغم من ارتباط رواسب البورفيري بالنشاط البركاني القوسي ، إلا أنها ليست المنتجات النموذجية في تلك البيئة. يُعتقد أن التغيرات التكتونية تُحفز تكوين البورفيري. ^{[ 8 ]} هناك خمسة عوامل رئيسية تُسهم في تكوين البورفيري: 1) الضغط الذي يُعيق صعود الصهارة عبر القشرة الأرضية، 2) مما يُؤدي إلى تكوين حجرة صهارة ضحلة أكبر ، 3) زيادة تبلور الصهارة مع تشبعها بالمواد المتطايرة وتوليد السوائل الصهارية الحرارية، 4) يُقيد الضغط نمو التفرعات في الصخور المحيطة، مما يُركز السائل في كتلة واحدة، 5) يُعزز الرفع السريع والتعرية انخفاض الضغط والترسيب الفعال للخام في نهاية المطاف. ^{[ 12 ]}

تتشكل رواسب البورفيري عادةً في مناطق اندساس الصفائح ذات الزاوية المنخفضة (الصفائح المسطحة) . ^{[ 8 ]} تُحدث منطقة الاندساس التي تنتقل من اندساس عادي إلى اندساس مسطح ثم تعود إلى اندساس عادي سلسلة من التأثيرات التي قد تؤدي إلى تكوين رواسب البورفيري. في البداية، يحدث انخفاض في النشاط الصهاري القلوي، وتقصير أفقي، وترطيب للغلاف الصخري فوق الصفيحة المسطحة، وانخفاض في التدفق الحراري. ^{[ 8 ]} عند العودة إلى الاندساس العادي، يتفاعل الغلاف المائع الساخن مرة أخرى مع الوشاح المُرطَّب، مما يُسبب انصهارًا رطبًا، ويتبعه انصهار القشرة الأرضية مع مرور صهارة الوشاح، وترقق الغلاف الصخري وضعفه نتيجةً لزيادة التدفق الحراري. ^{[ 8 ]} يمكن رفع الصفيحة المندسة بواسطة التلال غير الزلزالية، أو سلاسل الجبال البحرية، أو الهضاب المحيطية، مما يُوفر بيئةً مواتية لتكوين رواسب البورفيري. ^{[ ٨ ]} يمكن لهذا التفاعل بين مناطق الاندساس والخصائص المحيطية المذكورة آنفًا أن يفسر نشأة أحزمة معدنية متعددة في منطقة معينة؛ إذ أن كل تفاعل بين منطقة الاندساس وإحدى هذه الخصائص قد يؤدي إلى تكوّن الخامات. ^{[ ٨ ]} أخيرًا، في الأقواس الجزرية المحيطية، قد يؤدي اندساس الحيد إلى تسطّح الصفيحة أو انعكاس القوس؛ بينما في الأقواس القارية، قد يؤدي إلى فترات من اندساس الصفيحة المسطحة . ^{[ ٨ ]}

أظهرت الدراسات أن انعكاس اتجاه القوس يسبق قليلاً تكوّن رواسب البورفيري في جنوب غرب المحيط الهادئ، وذلك بعد حدث تصادمي. ^{[ 13 ]} يحدث انعكاس اتجاه القوس نتيجة تصادم بين قوس جزري وقوس جزري آخر، أو قارة، أو هضبة محيطية. ^{[ 11 ]} قد يؤدي هذا التصادم إلى توقف عملية الاندساس، وبالتالي تحفيز انصهار الوشاح. ^{[ 11 ]}

Porphyry deposits do not generally have any requisite structural controls for their formation; although major faults and lineaments are associated with some.^[11][14] The presence of intra-arc fault systems are beneficial, as they can localize porphyry development.^[9] Furthermore, some authors have indicated that the occurrence of intersections between continent-scale traverse fault zones and arc-parallel structures are associated with porphyry formation.^[9] This is actually the case of Chile's Los Bronces and El Teniente porphyry copper deposits each of which lies at the intersection of two fault systems.^[14]

Recent research done in the Central Andes focused on the observation that many smaller porphyry deposits tend to be clustered around a giant porphyry of the same age. An analysis was done in two locations, one in Northern Argentina, one in Peru, where structural features like fault orientation, sense of shear, and cleavage directions were recorded over regional and continental scales. Continental-scale magnetic and gravimetric surveys were also conducted. It was found that commonly known orogen-parallel fault systems were intersected by other fault systems called 'structural corridors'. These corridors were likely ancient fault systems created by orogenic events that predated the more recent Andean orogeny. Porphyry locations were then compared to the location of these fault systems. It was determined that orogen-parallel belts are a primary factor in porphyry location, and structural corridors are a close second. The authors suggested that high stress events pushed magma preferentially up vertical channels created by the intersection of these structural features, where it eventually created the porphyry deposits.^[15]

It has been proposed that "misoriented" deep-seated faults that were inactive during magmatism are important zones where porphyry copper-forming magmas stagnate allowing them to achieve their typical igneous differentiation.^[16] At a given time differentiated magmas would burst violently out of these fault-traps and head to shallower places in the crust where porphyry copper deposits would be formed.^[16]

• تومينسكوي، جبال الأورال
• ميخيفسكوي، الأورال
• سالافاتسكوي، جبال الأورال

• كانانيا
• لا كاريداد
• سانتو توماس

• وادي المرتفعات
• منجم جبل طارق

• سيرو كولورادو ^{[ 9 ]}
• تشوكيكاماتا
• كولاهواسي ^{[ 9 ]}
• إسكنديدا
• العبرة ^{[ 9 ]}
• السلفادور ^{[ 9 ]}
• المقبض
• لوس بيلامبريس ^{[ 9 ]}
• رادوميرو توميتش

• توكيبالا
• سيرو فيردي ، جنوب شرق مدينة أريكويبا

• أجو، أريزونا
• بغداد، أريزونا
• حفرة بيركلي ، بوت، مونتانا
• منجم بينغهام كانيون ، يوتا
• لافندر بيت ، بيسبي، أريزونا
• مورينسي، أريزونا
• منجم بيبل ، ألاسكا
• منجم سافورد ، سافورد، أريزونا
• سان مانويل، أريزونا
• سييريتا، أريزونا ^{[ 18 ]}
• شركة ريزوليوشن كوبر ، سوبيريور، أريزونا
• إل تشينو ، سانتا ريتا، نيو مكسيكو
• إيلي، نيفادا
• منجم راي، أريزونا ^{[ 19 ]}

• باتو هيجاو ، سومباوا
• يُعد منجم غراسبرغ في غرب بابوا ، الذي يحتوي على أكثر من 3 مليارات طن من الذهب بتركيز 1 جزء في المليون، أحد أكبر وأغنى رواسب البورفيري في العالم من أي نوع.
• توجوه بوكيت ، جاوة ، لا تزال قيد الاستكشاف، ولكن من المحتمل أن تكون أكبر من باتو هيجاو ^{[ 20 ]}
• سونجاي ماك وكابانج كيري ، جورونتالو ، بـ 292 مليون طن عند 0.50 جزء في المليون ذهب و0.47% نحاس ^{[ 21 ]}

• منجم كاديا-ريدجواي ، نيو ساوث ويلز ، رواسب النحاس والذهب التي تم استخراجها عن طريق الحفر المفتوح والانهيار الكتلي.
• رواسب النحاس البورفيري في نورث باركس ، نيو ساوث ويلز ، مع 63 مليون طن بنسبة 1.1٪ من النحاس و 0.5 جزء في المليون من الذهب.

• أوك تيدي
• بانغونا / بوغانفيل النحاسية
• مشروع وافي-جولبو / منجم وافي-جولبو

• كوكليسيتو، بنما ^{[ 22 ]}
• منجم ماجدانبيك ، صربيا ^{[ 9 ]}
• يُعدّ منجم أويو تولغوي أحد أكبر وأغنى رواسب النحاس البورفيري في العالم، ويقع في منغوليا.
• لا كاريداد ، سونورا ، المكسيك
• ديزون، الفلبين ^{[ 9 ]}
• مشروع ساينداك للنحاس والذهب ، باكستان ^{[ 23 ]}