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

Крупно- и гигантозернистые сёвиты состоят из кальцита (90— 99%) и акцессорных магнетита, апатита, флогопита, дизаналита. Мелко- и среднезернистые сёвиты имеют сходный состав, только среди акцессориев характерен пирохлор. Бефорснты представляют собой средне- и крупнозернистые породы из доломита: акцессор­ ные — апатит, магнетит, пирохлор и флогопит. Все разновидности карбоиатитов друг с другом и с вмещающими породами связаны преимущественно резкими контактами. Фиксируются зоны доломитмзированных сёвптов, в которых кальцит замещен доломитом, и весьма крупные тела перекристаллизованных и метасоматизиро-

или серпентинизнроваиные. Особенности полосчатости, сланцева­ тости и микроструктурных характеристик карбоиатитов свидетель­ ствуют о том, что главные их разновидности слагают геологически самостоятельные тела с резко очерченными границами и авто­ номной внутренней структурой.

В карбонатитах Тулинского массива различаются три типа выделений апатита. Первый составляют мелкие (1—30 мм) округ­ лые или неправильной формы микрокристаллические сегрегации, имеющие резкие границы с вмещающими карбопатитами. Апатит в сегрегациях представлен игольчатыми тонкопрпзматическими зернами, которые расположены хаотично или субпараллелыю согласно ограничениям. Ко второму типу относятся скопления ко­ роткостолбчатых кристаллов апатита (0,1—0,3 мм), часто ассо­ циирующихся с магнетитом, флогопитом, сульфидами. Кристаллы

иих агрегаты располагаются в плоскостях сланцеватости карбонатитов и на стыках зерен кальцита, формируя струи и полосы, особенно обильные в линейных зонах разломов. Третий тип апа­ титовых концентраций — это сахаровидные агрегаты, приурочен­ ные к узким (мощность — десятки сантиметров) эндоконтактпым зонам карбоиатитов на границах с силикатными породами «рамы»

ивокруг ксенолитов последних. Апатит образует мелкие округ­ лые зерна, а иногда радиально-лучистые сростки. Количество апа­ тита в экзоконтактных зонах составляет 5—20%.

В его пределах выделяются три интрузивных центра, каждый из которых представляет собой жерло, выполненное карбопатитами и связанными с ними брекчиями. Наибольший интерес представ­ ляет центр 2 в районе холма Натач (рис. 24). Здесь широко раз­

70

титы, которые образуют дугообразные дайки мощностью от не­

представляют собой агрегат зерен темпо-бурого сидерита, рассе­ каемый лейкократовыми прожилками из скоплений зерен апатита

6

руглой в плане формы с пло­ щадью выходов свыше 30 км2.

Оно образовано кольцевыми интрузиями биотитовых пироксенитов, ийолитов и уртитов, фойяитов, а также штоком карбонатитов. В связи с формированием комплекса имела место переработка вмещающих пород бушвельдского комплекса (граниты, гранофиры) и образование экзоконтактового кольца фенитов.

Апатитовое месторождение приурочено к карбонатитам, обра­ зующим эксцентрическое по отношению к массиву в целом тело, имеющее в плане сердцеобразную форму, диаметром около 1,6 км (рис. 25). Выделяются три разновидности карбонатитов: белые крупнозернистые сёвиты, серые доломитовые сёвиты, параанкеритовые бефорситы.

Крупнозернистые сёвиты обнажаются в периферической части карбонатитового тела. Их дайки (или апофизы от основного те­ ла) обнаруживаются и в экзоконтакте. Это массивные практичес­

72

ки мономинеральные породы, сложенные индивидами кальцита ромбоэдрического габитуса размером 2—5 мм в поперечнике, но с участками и более грубозернистого строения, когда кристаллы кальцита достигают размера 2—3 см в поперечнике. Повсеместно отмечаются признаки замещения кальцита по стыкам зерен до­ ломитом. Второстепенные и акцессорные минералы: апатит, на­ тровый амфибол, эгирин, магнетит, пирит. Апатит иногда образу­ ет округлые скопления размером до 25 см в поперечнике.

Серые доломитовые сёвиты секут белые сёвиты, имея с пос­ ледними резкие контакты. Встречаются, однако, и постепенные переходы. Структура пород мелкозернистая. Кальцит присутству­ ет в виде ромбоэдрических зерен размером 1—3 мм в попереч­ нике, окруженных узкой каймой доломита. Второстепенные и ак­ цессорные минералы: эгирин, апатит, магнетит, флогопит, мона­ цит, пирит. Породы обычно сланцеватые с полосчатой текстурой, обусловленной неравномерным распределением минералов-приме­ сей. В частности, полосы формируют ленточные скопления апати­ та и струйки магнетитовых индивидов.

Бефорситы содержат включения доломитовых сёвитов и име­ ют с ними извилистые контакты. Породы представляют собой средне- и крупнозернистые агрегаты с массивной текстурой и бес­ порядочным распределением акцессориев. Основной минерал бефорснтов — параанкерит, переходящий иногда в ядерной части зерен в железосодержащий доломит. Акцессорные минералы: апа­ тит в виде агрегатов в округлых гнездах размером до 2 см в диа­ метре, магнетит в скелетных выделениях. .Встречается вторичный кальцит.

В карбонатитах выделяются три концентрических зоны, кон­ формных общей структуре карбонатитового штока и содержащих повышенные концентрации апатита.

Внутренняя зона имеет в плане вид кольца с относительно четкими, но не резкими ограничениями мощностью около 40 м и диаметром около 400 м. В этом кольце бефорситы содержат боль­ шое количество шлиров апатита, придающих породе четкое по­ лосчатое строение. Полосчатость согласна с общей кольцевой структурой и имеет вертикальное падение. Каждый шлир состоит

отдельные островки карбоната. Апатит в шлирах окрашен в ко­ ричневый и даже черный цвета вследствие загрязнения железной пылью. Мощности шлиров — от первых сантиметров до первых метров. Бефорситы в межшлировых участках характеризуются не­ сколько повышенным преломлением параанкерита. Акцессории в зоне: магнетит, пирит, флогопит, хлорит (?) и вторичный кальцит. В северной части кольца встречается голубой амфибол, парал­ лельные сростки его кристаллов еще явственнее подчеркивают полосчатость породы.

Средняя зона имеет форму полукольца шириной около 170 м,

73

и протяженностью ее до 1300 м. От бефорситов ограничена менее четко. В остальном аналогична внутренней зоне.

Внешняя зона имеет полукольцевую форму. Ее мощность — около 100 м, а протяженность — около 500 м. Главная особен­ ность зоны состоит в том, что она пересекает контакт бефорситов и доломитовых сёвитов. Переход зоны из породы в породу никак не отражается на ее особенностях. И в той, н в другой апатитовая минерализация представлена агрегатами относительно грубозер­ нистого строения, обособляющимися в округлых скоплениях и линзах, диаметром до нескольких сантиметров; агрегаты вместе с отдельными кристаллами апатита концентрируются вдоль от­ дельности в карбонатитах. Здесь же вместе с апатитом присутст­ вуют магнетит, эгнрин и натриевый амфибол. Вмещающие сёвиты характеризуются интенсивно проявленным явлением замещения кальцита магнезиодоломитом и парааикернтом с полным сохра­ нением всех особенностей апатитовой минерализации в участках с различной степенью замещенности.

Еще один тип апатитовой минерализации представлен опал- апатит-амфиболовой породой, образующей несколько тел среди сёвитов в зоне, закрытой наносами и потому плохо изученной.

Степень разведанности месторождения Шпицкоп весьма сла­ бая. Его положительными качествами являются большие разме­ ры апатитоносных зон. Среднее содержание Р 2О 5 в зонах с учетом разубоживания бефорсптами составляет 7,9%. Прогнозные запасы Р2О5 по месторождению можно оценить примерно в 350 тыс. т па глубину в 100 м.

Месторождение Калкфельд [158, 159]. Массив Калкфельд

(провинция Дамараленда) имеет в плане форму овала размером до 5 км в диаметре. Комплекс внедрен в толщу системы Дамар, образованную мраморами и полевошпатовыми кварцитами, интруднрованными телами порфировых биотитовых гранитов (система

и карбоиатитов. Однако В. Фервурд убедительно доказывает, что граниты не входят в состав комплекса.

Апатитовое месторождение приурочено к карбонатитам, обна­ жающимся на площади в 2,6 км2. Внешние их контакты закрыты наносами. Отдельные выходы карбоиатитов вне этой площади к западу и северо-востоку свидетельствуют, что карбонатитовый шток больше или что он окружен кольцевыми дайками карбопатитов. Общая структура карбонатитовых тел — концентрическая с вертикальным падением. Тела карбоиатитов окружают ядро комплекса, образованное железной гематитовой рудой типа рёдберг. По периферии карбонатитового кольца встречаются тела аг­ ломератов, блоки сиенитов.

Карбонатиты — это сёвиты, среди которых особо выделяются слюдяные и апатитовые разновидности. Апатитовые сёвиты обра­

74

зуют несплошную округлую зону вокруг железного ядра, преры­ ваемую двумя полями слюдяных сёвитов. Это существенно кальцнтовые породы, в которых выделяется система тонких темножелтого цвета жилок из апатита мощностью несколько милли­ метров (см. табл. 3). На выветрелой поверхности они выступают из образцов. Прожилки сливаются в эллипсовидные, веретенооб­ разные и ленточные сегрегации, достигающие нескольких санти­ метров в поперечнике и напоминающие по облику включения. Од­ нако в шлифах видно, что апатитовые жилки замещают кальцит, а реликты кальцитовых зерен включены в апатит. Апатитовые обо­ собления состоят из одноразмерных удлиненных зерен (размер 0,1 мм), ориентированных во всех направлениях. Характерная не­ прозрачность и коричневая окраска апатита в штуфах объясняют­ ся его насыщенностью пылевидными частицами гидроокислов же­ леза. Местами в основной массе кальцита встречается полупроз­ рачные зеленый и желтый апатиты. Их индивиды расположены субпараллелыю и имеют средний размер до 1 мм. Выполненные апатитом трещины секут сёвит и скопления коричневого загряз­ ненного апатита, резко контактируя с последними. В апатитовых сёвитах обычен желтый лимонит, развитый по трещинкам и стен­ кам зерен. Кроме того, отмечаются кварц, анкерит, магнетит, био­ тит,.хлорит, сфалерит (?).

Практическое значение месторождения не определено.

Месторождение Ондуракоруме [159]. Массив Ондуракоруме

(провинция Дамараленда) имеет округлую форму и представляет собой карбонатнтовый шток диаметром 1,5 км, образованию кото­ рого предшествовала интрузия сиенитов и нефелиновых сиенитов. Вмещающие породы. относятся к системе Дамар, мраморы, квар­ циты, граувакки и сланцы которой интрудированы гранитоидами системы Салем, фенитизированными вблизи массива. Карбонатитовое тело сформировано в ходе развития трех последовательных интрузий: слюдяных сёвитов, серых сёвитов и бефорситов. В сё­ витах и бефорснтах наблюдаются тела железных руд типа рёдберг.

Апатитовое месторождение приурочено к бефорситам, слага­ ющим систему кольцевых даек. Некоторые дайки секут вмещаю­ щие породы вне карбонатитового тела, по и они подчинены общей кольцевой структуре. Бефорситы (см. табл. 3) состоят из параан­ керита, образующего ромбоэдрические зерна, покрытые темно-ко­ ричневыми пленками гидроокислов железа особенно вблизи интер­ стициального апатита, содержание которого достигает 10 и даже 17%. Апатит слагает также шлиры и сеточку белых опаковых микрокристаллических жилок. В виде мелких зерен или прожил­ ков в апатите развивается поздний кальцит, с которым ассоцииру­ ется аи кил ит, кварц в жилках и мозаичных агрегатах, мелкие сфероиды монацита, пирит и галенит.

Еще один оригинальный тип апатитовых руд встречен в сёви­ тах западной части массива. Здесь плотная коричневая порода

75

слагает серию параллельных плитообразных тел, выклинивающих­ ся в серых сёвитах. Серия протягивается на 1550 м, а тела имеют ширину от 5 до 15 см и длину до 7,5 м. Микроскопическое изуче­ ние и химические анализы доказали, что материал в породе — это практически чистый микрокристаллический апатит, насыщен­ ный железной пылью и отдельными кристаллами кальцита. В. Фервурд особо отмечает горизонтальное залегание апатитовых сегрегаций, хотя все структурные элементы карбонатитов верти­ кальные.

Месторождение содержит 7% Р2О5, запасы могут быть оцене­ ны в несколько миллионов тонн Р2О 5 на глубину в 100 м.

Месторождение Осонгомбо [159]. Массив Осоигомбо (провин­ ция Дамараленда) описывается как диатрема. Он имеет несколь­ ко неправильные изометрические ограничения и средний диаметр 450 м. Вмещающие породы — кальцитовые мраморы системы Дамар и граниты системы Салем. Диатрема состоит из вулканичес­ кой брекчии, но центральная треть площади тела приходится на бефорситы, содержащие участки радиоактивных железных руд и обогащенные апатитом. Бефорситы секут и брекчию, и вмещаю­ щие мраморы, образуя в них апофизы. Их дайки местами напол­

тактов. Включения — это фрагменты красных частично фепнтизпрованных гранитов, а также кварцитов, слюдяных карбонатных пород и сильно измененных основных пород. Хорошо выраженно­ го ореола фенитизацни не наблюдается, но граниты лишены квар­ ца, обогащены апатитом и пересечены по трещинам агрегатом призматического эгирина, замещающего кварц в контактах тре­ щин. В тонких трещинах присутствует карбонат.

Бефорситы Осонгомбо (табл. 3) сходны с апатитовыми бефорситами Оидуракоруме, но богаче последних железом. Основной карбонат — анкерит. Апатит образует призматические кристаллы и главным образом микрокристаллические агрегаты, имеющие низкое двупреломление. Агрегаты слагают сеточку тонких белых непрозрачных жилок в бефорситах. Они выступают наружу на выветрелой поверхности, что в породе подчеркивает структуры те­ чения. Наблюдаются и более крупные скопления апатита — до 0,3 м в поперечнике. Вторичный пнстоцит из ряда магнезит — си­ дерит заполняет интерстициальные промежутки между ромбоэд­ рами анкерита и образует тонкие оторочки вокруг зерен в изме­ ненных образцах. Характерно присутствие в породе кварца в иитерстициях в мозаичных агрегатах вместе с апатитом, а иногда с полисинтетически сдвойникованными зернами плагиоклаза. Ак­ цессорные минералы: пирохлор, рутил, барит, кальцит (поздний).

Апатитовое проявление Осонгомбо из-за его размеров нельзя отнести к разряду экономически перспективных,- Однако оно ин­ тересно с точки зрения минералогической и генетической.

Месторождение Луэш [28, 40]. Массив Луэш (провинция гра-

76

7 7

ное (?) тело бефорситов. Сёвиты — крупнозернистые породы, со­ держащие в качестве акцессориев эгирии, апатит, пирохлор, по­ левой шпат, пирротин. В тонкозернистых бефорситах главный ак­ цессорный минерал апатит. В контактах сёвитов с сиенитами и породами экзоконтакта массива наблюдается повышенное содер­ жание биотита и вермикулита. Эти же участки обогащены апати­ том, амфиболом, пирохлором, луэшитом, а в зоне внешнего экзо­ контакта ожелезнены. Ожелезнеиие приурочено также к толще остаточных рыхлых отложений.

Месторождение Луэш содержит крупнейшие запасы ниобия. Этот элемент в пирохлоре и луэшите концентрируется в эгприновых сёвитах, контактных слюдяных породах и во вторичных желе­ зистых частично рыхлых отложениях. Апатит присутствует в от­ носительно низких концентрациях, но он может добываться в су­ щественных количествах как попутный компонент.

Месторождение Мбея [28, 40]. Массив Моея (провинция Руква — Карема) прорывает и фенитизирует докембрийскпе гнейсы. Форма массива в плане неправильная с размером в поперечнике около 2 км. Массив сложен сёвитами и в меньшей степени бефорситами. В контакте сёвитов с вмещающими породами располага­ ются тела полевошпатовых брекчий, а также зоны контактных слюдистых пород, обогащенных пирохлором. Сёвиты представля­ ют собой полосчатые породы. Полосы падают вертикально и рас­ полагаются согласно общей структуре массива. Полосы сложены

Апатит месторождения Мбея может представлять интерес как побочный продукт при добыче пирохлора. Несмотря на невысо­ кие содержания, запасы апатита в месторождении велики.

части карбонатитами, прорывающими тела пород серии пироксенит — ийолит. Сиениты и нефелиновые сиениты включены внутрь карбонатитов в виде крупных блоков.

Апатитовое проявление приурочено к карбонатитам — сёвитам. Это массивные породы из ромбоэдров кальцита и непосто­

78

янных количеств второстепенных минералов — магнетита, апати­ та, биотита, эгирина, эгирин-авгита, арфведсонита. Местами по­ рода состоит только из кальцита и магнетита. Однако в северной части комплекса (холм Бипе) сёвиты обогащены апатитом и маг­ нетитом. Карбонатиты здесь грубозернистые со средним размером зерен кальцита 0,4—0,9 см в поперечнике. Они секутся многочис­ ленными жилами магнетит-апатитового состава. Крупные жилы имеют крутое падение и довольно резкие контакты, а более мел­ кие тонко инъецируют карбонатит, как бы раздвигая при этом кристаллы карбоната. В карбонатитах, секущихся такими жилама, между кальцптовыми зернами располагается красного цвета агрегат из агата, кварца по халцедону и маленьких скелетных кристаллов апатита голубоватого цвета с мутной непрозрачной ядерной частью. В центральной части комплекса (холм Чишанья) встречен и другой тип апатитовой минерализации. Жила опал-апа- тит-крокидолитового состава сечет сёвит. Практическое значение месторождения не выяснено.

Месторождение Мвамбуто [8]. Массив Мвамбуто — один из своеобразных карбонатитовых комплексов (провинция Замбези — Луангва). Он имеет округлую форму и окружен зоной метасома­ тически измененных аргиллитов системы Карру, перекрываемых конгломератами и песчаниками, образующими в целом куполо­ видную структуру вокруг массива. Сам массив имеет по диаметру (в плане) размер около 1,5 км и представляет собой вулканичес­ кое жерло, выполненное во внешней зоне полевошпатовыми брек­ чиями, а в ядерной части — карбонатитами. Брекчии сменяются интрузивными карбонатитами через промежуточную зону, в кото­ рой смешаны оба типа пород. Интрузивные карбонатиты образуют по краям и внутри жерла небольшие неправильной формы тела, разделяемые пирокластическими карбонатитами. Состав интрузив­ ных карбонатитов изменчив. Наиболее распространены окремиенные мелкозернистые анкернтовые бефорситы, в меньшей степени развиты средне- и крупнозернистые сёвиты, перемежающиеся меж­ ду собой. Все карбонатиты имеют полосчатую текстуру. Полосча­ тость падает вертикально или очень круто. Согласно с полосами вытягиваются прослои или цепочковидные скопления ксенолитов полевошпатовых брекчий. Часть тонких полос обогащена мартитом, апатитом и баритом. В крупных телах карбонатитов эти обо­ собления особенно четко выражены. Мартит-апатитовые агрегаты имеют трахнтоидную и флюидалы-іую структуру с цепочковидны­ ми скоплениями апатитовых призм, огибающих зерна мартита. Практического значения месторождение пока не имеет.

Месторождение Якупиранга [77, 133]. Массив Якупираига

(Бразильская провинция) имеет в плане овальную бифокальную форму с площадью выходов около 65 км2. Он прорывает толщу слюдистых сланцев и гранодиоритов докембрнйской серии Асуига, в экзоконтакте фенитнзированных и нефелинизированных. Север­ ный концентрический участок массива сложен в центральной час-

79