книги из ГПНТБ / Ланда Э.А. Апатитовые месторождения карбонатитовых комплексов

Г л а в а 2

МАССИВЫ АПАТИТОНОСНЫХ УЛЬТРАОСНОВНЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД И КАРБОНАТИТОВ

Массивы ультраосновных щелочных пород и карбонатитов яв­ ляются многофазными интрузивами центрального типа и харак­ теризуются присущими этой категории магматических тел струк­ турно-морфологическими особенностями. Очертания их в плане изометрические, овальные, неправильные. Встречаются вытянутые вдоль магмоконтролирующего разлома лиизовндные тела. Кон­ такты, как правило, близкие к вертикальным, бывают и наклон­ ные с падением к центру комплекса (крутым и пологим) или в сторону вмещающих пород (крутым). Геофизические данные и данные глубоких скважин, пробуренных в немногих местах, сви­ детельствуют об общей столбообразной форме массивов и субвертпкалыюм их залегании. Площадь карбонатитовых комплексов в плане различна: от нескольких сотен квадратных метров до 50— 60 км2 (чаще всего 5—35 км2); исключением является Тулинский интрузив (около 1500 км2).

Массивы прорывают и метаморфизуют различные породы фун­ дамента и чехла платформенных областей. Установлено три вида воздействия комплексов на вмещающую среду: механическое, тер­ мальное и химическое. Механическое воздействие выражается в катаклазе, рассланцеванип, брекчировании, блоковых нарушениях и куполовидном воздымании вмещающих пород. Термальный ме­ таморфизм обусловливает превращение кварцевых песчаников в кварциты, известняков и доломитов — в мраморы, базальтов — в пироксеи-плагиоклазовые роговики и т. д. Химическое воздейст­ вие— контактово-инфильтрациоиный щелочной метасоматоз маг­ матической стадии (фенитизация) всегда ярко проявляется в экзоконтактовых зонах массивов, окруженных кварц-полевошпатовыми породами (гнейсами, гранитоидами, песчаниками идр.). Мощность зонального ореола феингпзированных пород нередко соизмерима с поперечным сечением комплексов пли даже превышает его; наи­ более полный разрез ореола экзоконтактовых метасоматитов

29

включает три зоны (постепенно сменяются в сторону интрузив­ ного тела): частично феннтнзированные исходные породы, метасоматнческне щелочные сиениты (щелочные сиенпт-фенпты), метасоматическпе нефелиновые сиениты (нефелиновые снемпт-фепиты), Щелочные метасоматиты по существенно кварцевым песчаникам п кварцитам во внешних зонах представлены почти мономпперальными эгпринптамн и эгирпн-апатитовымп породами, а во внутрен­ них — преимущественно меланократовымп разновидностями — фе- нпт-твейтозитамп.

Внутреннее строение карбонатитовых комплексов определяет­ ся количеством, морфологией и особенностями взаимного разме­ щения последовательно сформированных магматических днфференцпатов (петрографических серий) и продуктов их частичного или полного метасоматпческого преобразования. Главный ряд магматнтов при наиболее полном развитии включает следующие серии геологически индивидуализированных пород (в последова­ тельности формирования): 1) ультрабазиты, 2) мелилнтовые поро­ ды, 3) якупирангиты (пироксениты), мельтейгпты и другие меланократовые щелочные породы, 4) ийолнты, уртиты, 5) щелочные и нефелиновые сиениты, 6) фоскориты (апатпт-кальцит-магнетит- форстеритовые породы), 7) карбонатиты (кальцнтовые, доломито­ вые, анкеритовые, спдернтовые), 8) нельсоннты (магнетпт-апати- товые породы). По близкому минеральному составу п тесному ге­ нетическому родству, подчеркнутому частой пространственной совмещенностью, серии 3 и 4 могут быть объединены в группу якупирангнт-уртитовых, а 6—8 — в группу карбонатитовых серий. Интрузивные взаимоотношения между названными сериями (и такие же соотношения между отдельными разновидностями пород внутри серий) часто завуалированы интенсивно проявленными процессами контактово-метасоматического взаимодействия. Это обусловливает нередко наблюдаемые постепенные переходы меж­ ду всеми ингредиентами сложных массивов.

Ультрабазиты, среди которых резко преобладают олнвиниты, являются первыми производными многофазной интрузивной дея­ тельности. Чаще встречаются почти мономннеральные среднезернпстые разновидности оливиннтов панидиоморфной структуры и сланцеватой, иногда субтрахнтоидной текстуры. Периферические зоны олнвинитовых интрузий сложены тонко- и мелкозернистыми флогопитизированнымн фациями. Главный породообразующий ми­ нерал— оливин с 8—15% фаялитового компонента. Обильный в оливиннтах некоторых интрузий титаномагнетмт (до 30—50%) образует рудные шлиры, с которыми на отдельных участках ассо­ циируются скопления перовскита. Рудные оливнниты характери­ зуются, как правило, шлирово-полосчатой текстурой и нередко вмещают (преимущественно в центральных частях интрузий) лин­ зовидные, жилоподобные и неправильные по форме тела пегматоидных разновидностей (размером зерен до 5— 12 см). Часть их имеет гистеро-магматическую природу (отличается от вмещающих

30

ния, к эндоконтактам приурочиваются мелкозернистые и скрытокристаллические фации. Текстура преимущественно трахптоіГдная. Ведущим процессом контактового изменения более ранних пород

авгит) II титаномагнетита. Заметную роль играют также продук­ ты поздней стадии магматической кристаллизации и автометасо­ матоза: биотит, перовскпт, титанистый гранат, апатит, канкринит, кальцит, сфен, иногда волластоннт. Характерен примерно равный идиоморфизм нефелина и пироксена (чаще выражен несколько лучше у первого). Помимо этой особенности, ийолиты отличаются от сходных с ними дифференциатов из серин меланократовых щелочных пород отсутствием в минеральном составе примеси оли­ вина и щелочного полевого шпата, а также обычно массивной (нетрахитоидной) текстурой. В краевых частях интрузии средиекрупнозериистые ийолиты иногда переходят в порфировпдные ана­ логи — пефелпниты. Весьма типичны для ийолптов обильные ли­ нейные зоны перекристаллизации и автометасоматического изме­ нения — недифференцированные или зональные жилы пегматоидов гребенчатой текстуры и изменяющегося состава: нефелин-пирок- сеновые, биотнт-пироксеновые, пироксеи-апатптовые п др. Часть таких жил, в особенности мощных, по-впдимому, связана с инъ­ екциями остаточных пегматитовых расплавов-растворов. Ийолиты и нйолит-пегматиты во многих массивах рассечены дайками мпкроийолитов. Метасоматическне изменения в эндоконтактовых зонах нйолптовых интрузий значительны и осуществляются глав­ ным образом в магматическую стадию. Наиболее типичны процес­ сы нефелинпзации, флогопитизации, пироксенизацип, апатитиза- цііи и перовскнтизации.

Щелочные н нефелиновые сиениты состоят из щелочного поле­ вого шпата (анортоклаз, ортоклаз, мнкроклин), нефелина, канкринита и эгирин-диопсида, обычны щелочные амфиболы, альбит и биотит. В качестве акцессорной примеси встречаются магнетит, апатит, сфен, циркон ц пирохлор; среди вторичных минералов — цеолиты, кальцит, содалит, волластоннт и пектолит. Помимо резко доминирующих пород миаскитового характера в некоторых мас­ сивах известны немногочисленные жилы пегматоидных сиенитов, содержащих агпаитовую акцессорную минерализацию (эвдиалит, рннколит, ловчоррит, рамзаит). Структура пород в мощных телах крупно- и среднезернистая, текстура массивная или трахптоидная. Контактовый метаморфизм, связанный с сиенитами, незначителен (фельдшпатизация, эпірпннзаціія и сфенпзацня в экзоконтактовых

зонах).

Породы фоскоритовой серии известны сейчас в сравнительно немногих местах. Впервые типичные ее представители были опи­ саны в массиве Палабора. Здесь же они и получили название фос-

32

С. Табер [151]. Первоначально так была названа порода, состоя­ щая преимущественно из ильменита (58%), апатита (31%) и ру­

А. Филпотса, который предложил относить к нельсоиитам любые окснд-апатитовые породы изверженного облика [151]. Этот же петролог первым обратил внимание на две природные ассоциации нельсогштов: с анортозитовыми (рутил-ильменнт-титаномагнетнто- вые разновидности) и карбонатитовыми (магнетитовые разновид­ ности) комплексами [151]. Характеристика нельсоннтов дана ниже.

Петрографические серин главного петрогенетического ряда слагают (в первичном залегании) более или менее мощные кольце­ вые и неполнокольцевые тела, штоки и вещественно близкие нм жильные образования. В некоторых карбопатитовых комплексах главные дифференциаты рассечены диаметрами и маломощными дайками (чаще всего радиальными пли коническими), выпадаю­ щими по петрографическому составу и относительному времени внедрения из единого нисходящего ряда развития. Чаще всего в- таких телах встречаются альнеиты, дамкъериты и пикрмтовые

му, сюда же должны быть отнесены и некоторые дайковые фоно­ литы, трахиты и нефелиниты (Восточная Африка). Дайки и труб­ ки взрыва этой побочной линии образуются непосредственно пе­ ред появлением карбоиатитов, в процессе их формирования (после сёвитов, но раньше бефорсптов) и по его завершении.

Объемные соотношения, число и сочетания сосуществующих главных дифференциатов в разных провинциях и отдельных мас­ сивах одной провинции резко варьируют. Ни один конкретный ще­ лочно-ультраосновной массив, кроме Тулинского, не содержит всех главных петрографических серий. Обычно те или иные из них, чаще всего наиболее ранние (оливиниты и мелилитовые по­ роды), отсутствуют или встречаются в форме мелких трудно об­ наруживаемых включений в поздних породах. Известны некруп­ ные интрузивные тела, образованные только одной петрографиче­ ской серией, чаще всего поздней (ийолитами или карбоиатитами). Существует целая провинция (Замбези — Луангва), все масси­ вы которой состоят исключительно из карбоиатитов.

Центральный тип строения щелочно-ультраосновных комплек­ сов устанавливается по концентрически поясовому расположению разновозрастных дифференциатов, обусловленному доминирую­ щей ролью кольцевых и конических расколов. Не менее важными структурными элементами сложных массивов являются штоки,

34

Г л а в а 3

АПАТИТОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ В МАССИВАХ УЛЬТРАОСНОВНЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД

И КАРБОНАТИТОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Месторождения апатита в комплексах ультраосновных щелоч­ ных пород и карбонатитов достаточно разнообразны по своим минеральным парагенезисам, времени и способу формирования.

и Е. М. Эпштейн [32] указали на существование среди эндогенных месторождений апатит-флогопптового типа (Тулинское, Ковдор,

•Однхинча), апатит-магнетитового типа (Ковдор, Арбарастах) и апатит-редкометального типа (Сибирь), а среди экзогенных ме­ сторождений — апатит-вермикулнтового типа (Ковдор, Красно­ майское) и апатит-редкометального типа. О. Б. Дудкин и Г. С. Курбатова [42] выделили три группы апатитоносных пород

карбонатиты. Вполне аналогичные разновидности перспективных апатмтопроявлений кратко охарактеризованы также в ряде обзор­ ных работ [26, 58]. Ю. А. Багдасаров [41] различает три генети­ ческих типа богатых апатитом пород: 1) докарбонатитовые апа­ титовые метасоматиты (массивы Енисейский и Большетагнинский), 2) апатитовые породы, одновременные карбонатитам и локализованные в экзоконтактах карбонатитовых сел (массивы Восточного Саяна), 3) апатитоносиые породы со специфической

36

редкометальной минерализацией, являющиеся бескарбонатной фа­ цией карбонатитов (Палабора, Арбарастах, Немегос-Лэкнер).

Материалы личных исследований в Маймеча-Котуйском и Ка- рело-Кольском районах и анализ данных по всем другим карбонатитовым провинциям позволили авторам разработать более по­ дробную классификационную схему (табл. I), основанную на том факте, что крупные концентрации апатита в массивах ультраосновных щелочных пород накапливались в основном при формиро­ вании ийолит-мельтейгитов и карбонатитов, в результате чего формировались месторождения 1 ийолитового и карбонатитового мннералогенических этапов.

Месторождения ийолитового этапа приурочивались к зонам метасоматического изменения доийолитовых пород внутри и вне массивов, а также к участкам автометасоматической переработки самих ийолитов. Метасоматиты характеризовались ассоциацией апатита с новообразованными, а частично с устойчивыми мине­ ралами преобразуемых силикатных пород. Поэтому целесообраз­ но выделить ранний апатит-силикатный тип месторождений, а внутри типа различать фенитовый подтип (апатитовые породы экзоконтакта) и пироксенит-ийолитовый подтип (апатитовые поро­ ды массива).

Более разнообразны месторождения карбонатитового этапа, в ходе которого проявились три минерагенические стадии: предкарбонатитовая, карбонатитовая и послекарбонатитовая. В предкарбонатитовую стадию возникали апатитсодержащие породы фоскоритовой серин — фоскориты и пироксен-флогопит-оливино- вые пегматоиды. Соответственно, выделены фоскоритовый и пи- роксен-флогопит-оливиновый типы месторождений. Частично в ту же, а частично уже в карбонатитовую стадию имела место мета­ соматическая переработка вмещающих карбонатиты пород и на­ сыщение последних апатитом. Так возникли месторождения позд­ него апатит-силикатного типа. В карбонатитовую стадию образо­ вывались и сами карбонатиты. Их обогащенные апатитом разно­ видности отнесены к карбонатитовому типу месторождений. В послекарбоиатитовую стадию формировались породы нельсонитовой серии: нельсониты и магнетит-апатитовые брекчии со штаффелитовым цементом. Соответственно выделены нельсонитовый тип ме­ сторождений и тип месторождений магнетит-апатитовых брекчий.

Попадая в зону гипергенеза, ультраосновные щелочные поро­ ды и карбонатиты изменялись (экзогенный минерагенический этап), и на них возникала толща продуктов выветривания, в кото­ рой в существенных количествах мог присутствовать апатит. Та­ кие вторичные остаточные-концентрации апатита составляют тип месторождений кор выветривания. В нем целесообразно различать

37

38