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

ти серпентинизированными перидотитами и дунитами, а на пери­ ферии — породами серии пироксенит-якупирангит-мельтейгит- ийолит. Большая часть южного концентрического центра образо­ вана якупнрангитами, в западной части располагается полуколь­ цевое тело пйолитов, а в центральной — овальный шток карбонатитов.

В плане карбонатитовый шток имеет размеры 1000X400 м. Контакт карбонатитов с якупнрангитами резкий, видимого изме­ нения якупирангитов вблизи контакта не наблюдается. По составу карбонатиты соответствуют сёвптам. Структура их средне- и круп­ нозернистая. Довольно типична структура типа офитовой: лейсто­ видный кальцит играет роль пироксена, а апатит или доломит — роль плагиоклаза. Темноцветные минералы группируются в поло­ сы, вытягивающиеся параллельно контактам штока. В полосах присутствуют магнетит, форстерит, флогопит, серпентин, клиногумит, пирит, пирротин, галенит, ильменит, доломит, апатит, барит, перовскит, пирохлор, бадделеит. Апатит представляет собой наи­ более важный акцессорный минерал карбонатитов. Он в большин­ стве взятых штуфов составляет 5— 15% объема породы. Выделя­ ются два морфологических типа апатита: а) мелкие зерна оваль­

б) идиоморфные кристаллы призматической формы (1—5 мм), группирующиеся в параллельно ориентированные агрегаты в про­

выполнены образованиями, состоящими из магнетита и апатита. В среднем в карбонатитах содержится 6,5% Р О . Запасы оце­

ниваются в 150 млн. т руды. Ведутся работы по вовлечению по­ добного типа руд в добычу.

Прочие месторождения. Месторождение Озерное (провинция Сетте-Дабана) по своему характеру близко Нижнесаянскому мес­ торождению. Массив на 85% сложен карбонатитами, среди кото­ рых выделяются сёвиты, крупнозернистые и пегматоидные сёвиты, бефорситы, анкеритовые бефорситы. Апатит относительно равно­ мерно распределен в карбонатитах в количествах до 5— 10%. Он может представить интерес при комплексной эксплуатации место­ рождения. В месторождении Арбарастах в дайковых телах карбо­ натитов, занимающих в целом около '/з площади выходов масси­ ва, содержатся относительно повышенные концентрации апатита (от 2—3 до 10%). Апатит может представлять интерес как по­ путный компонент при комплексной разработке месторождения.

Апатитоносные карбонатиты известны также в массивах Ока (Монтеригийская провинция), Гренендал-Ика (Гренландская про­ винция), Чилва (провинция Чилва), Нууитгедахт и ТвиривьерБулхоек (провинция Трансвааля). С генетической точки зрения интересна минерализация бедного Р 2О 5 месторождения Фён (Нор-

80

шлиры, прожилки, наложенные зоны. Его часто характеризует за­ грязненность тонкой железной пылью. Особую разновидность об­ разуют микрокристаллические игольчатые агрегаты апатита в кап­ левидных или линзовидных обособлениях.

4. Содержания апатита в карбонатитах в среднем невелико (часто 1—4%, реже 5—7% Р 20 5). Более высокие содержания от­ мечаются там, где карбонатнты насыщены нельсонитовыми жил­ ками (Якупнрапга), и в индивидуализированных апатитовых те­ лах (Тундулу). Месторождения комплексные. В принципе возмож­ на полная утилитаризацня руд с получением апатитового, магнетитового, слюдяного, редкометального концентратов и большого количества извести.

5. Апатиты в карбонатитах по составу относятся к типу окси- фтор-апатитов и окси-гидроксил-фтор-апатитов. Встречающийся скрытокристаллический апатит по некоторым данным [59] мо­ жет быть отнесен к фтор-гидроксилапатитам. Кроме того, в кар­ бонатитах нередок штаффелнт (франколит).

Нельсонитовый тип месторождений

Месторождение Ессей [48, 70, 74] *. Массив Ессей (Маймеча-

Котуйская провинция) залегает среди карбоиатно-терригенных от­ ложений ордовика и силура. Форма массива в плане овальная. Большая его часть закрыта наносами (рис. 26). Сложен массив карбонатитами, фоскоритами, нельсонитами. Встречены также якупирангит-мельтейгиты, которые слагают два крупных блока на севере массива. В якупирангит-мельтейгитах и нельсонитах отме­ чаются ксенолиты оливинитов. Якупирангиты секутся жилами ийолитов, фоскоритов, карбоиатитов. Фоскориты приурочены к тектоническому блоку, ограниченному разломами северо-западного простирания. Карбонатнты представлены сёвитами и бефорситами. Сёвиты тяготеют преимущественно к периферии массива, бефорситы — к его ядру. И те, и другие бедны акцессориями (апа­ титом, магнетитом, флогопитом).

В контакте бефорситов ядра с сёвитами периферии и вмещаю­ щими породами расположено неполнокольцевое дайкообразное тело иельсонитов. По наземным магнитометрическим данным оно прослеживается на западе и юго-западе. На севере аномалия над телом затушевана магнитным полем над фоскоритами. На восто­ ке и юго-востоке кольцевая аномальная зона выражена также не четко, что, возможно свидетельствует о погружении нельсонитового тела под слабо намагниченные породы (карбонатнты?). Кроме того, здесь же наблюдается наиболее мощная толща наносов. Тело иельсонитов пересечено несколькими профилями мелких буровых скважин1.2 Мощность его колеблется от 0,2 до 0,5 км, протяжен-

82

ность около 5 км. Нельсониты образуют также штокообразмое тело диаметром 0,5 км и еще несколько более мелких выходов среди карбонатитов ядра. Судя по геофизическим данным, тела нельсонитов имеют крутые четкие контакты и значительную протяженность

магнетитового составов мощностью до первых метров. Однако в преобладающем типе мелкополосчатых нельсонитов объемные от­ ношения магнетита и апатита довольно устойчивы и близки 2 : 3. Местами нельсониты локально обогащены флогопитом (до 10— 25%), иногда они содержат амфибол типа тремолита. Весьма ха­ рактерными являются акцессорный бадделеит и вторичные мине­ ралы: штаффелит, вермикулит, гематит и гидроокислы железа.

Структуры нельсонита средне- и мелкозернистые. Их рисунок

5 мм) выделения магнетита. Очертания последних преимуществен­ но неправильные (узорчатые, зубчатые), обусловленные неполны­ ми включениями в магнетит сопредельных кристаллов апатита. Встречаются и аллотрпоморфные агрегаты апатита. Иногда в шлифах отмечаются флюпдалы-іо-линенная текстура: апатит в большинстве сечений имеет призматический габитус и обтекает магнетит. Флогопит (вермикулит) представлен мелкими, короткопризматическими индивидами, ассоциирующимися с магнетитом и часто полностью замещенными гематитом. Вторичный штаффелит петельчато развивается в апатите по периферии или внутри зе­ рен, подобно серпентину в оливпнптах. Наблюдается несколько генераций штаффелпта, различающихся по морфологии зерен: криптокристаллпческая, тонкопрпзматпческая, сферолптовая. При интенсивной штаффелптпзацнн нельсонпты приобретают мпкробрекчиевый облик, обусловливаемый угловатыми реликтами зерен свежего апатита во вторичном фосфате.

На отдельных ограниченных по площади участках нельсонитам присущи и истинно брекчиевые текстуры. Брекчированные породы (магнетмт-апатптовые брекчии) состоят из крупных (до нескольких метров) и мелких (вплоть до микроскопических) об­

штаффелита и гидроокнслов железа. В некоторых случаях облом­

(зоны мощностью от нескольких сантиметров до первых метров) аномально обогащены магнетитом и апатитом. Нередко в них от­ мечаются тонкие прожилки нельсонитового состава, обрамляемые зонами доломитизации.

Особенностью месторождения является наличие сравнительно мощной (около 30 м) коры выветривания, представленной в ниж­ них частях продуктами механической дезинтеграции нельсонитов и магнетит-апатитовых брекчий, а в верхних — пестроокрашенны­

необходимо учитывать возможное продолжение кольца нельсони­ тов под наносами. Месторождение комплексное, оно очень богато железом.

84

Месторождение Ыраас ([70], данные Е. Л. Данилина, Л. С. Его­ рова). Массив Ыраас (Маимечу-Котуйская провинция) прорывает II метаморфизует кварцевые песчаники верхнего протерозоя мощ­ ностью 600 м, залегающие с резким несогласием на кристалличе­ ских породах архея. Почти вся поверхность интрузии заболочена и задернована. Обнаженные вмещающие породы несут признаки

выходит за пределы 15—20%, т. е. доля апатита в полосчатой ру­ де составляет 40—60%. Помимо собственно нельсонитов в мас­ сиве выделяются небольшие по площади участки почти мономпиеральных апатитовых (апатитолиты) и магнетнтовых (магнети­ толиты) пород. Два относительно крупных тела существенно магнетитовых руд залегают в северо-восточной части массива. Фор­ ма их в плане линзовндная, размер 20x50— 100 м. Магнетитовая порода, слагающая эти тела, массивная средне- п крупнозерни­ стая, местами пегматпидная (октаэдрические кристаллы магнети-

85

проявленными процессами вторичных изменений. Магнетит заме­ щен мартитом, апатит в топ пли иной мере штаффелитизпрован. Имеются участки полностью измененных нельсоинтов, в которых апатит полностью вытеснен штаффелнтом, а магнетит — гидроокислами железа охристого облика. Апонельсонитовые штаффелептовые породы часто сохраняют унаследованную от исходного субстрата полосчатую текстуру. В некоторых случаях нм свой­ ствен ноздреватый, кавернозный облик вследствие выщелачива­ ния охристых псевдоморфоз по магнетиту. Встречаются и их брекчневые разновидности. По-впдпмому, к наиболее поздним минералообразованиям (наряду с гидроокислами железа) принадлежат друзы мелкокристаллического кварца; ими инкрустированы поло­ сти выщелачивания в магнетитолнтах.

Подавляющая масса ксенолитов родственных пород образова­ на сёвитамн и бефорситами. Контакты нельсоинтов с карбонатнтами резкие. Карбонатиты близ контакта обогащены апатитом и магнетитом. Новообразования в карбонатнтах концентрируются чаще всего в форме согласных и секущих (относительно сланце­ ватости) тонких прожилков. Наблюдающиеся на поверхности бефорситы интенсивно обохрены, местами штаффелитнзированы.

Несколько иной характер носят изменения ксенолитов вмещаю­ щих пород массива. Гиперстеновые гнейсы фундамента слабо фенитнзпрованы, пересечены альбит-эгнриновыми прожилками. Для кварцито-песчаников характерна пятнисто проявленная амфиболизация. Долериты флогопитизированы и пирнтизпрованы.

Месторождение Ыраас находится в начальной стадии разве­ дочных работ. Оно разбурено до глубины в 30 м. Однако анализ геофизических магнитных наблюдений свидетельствует о продол­ жении магнетитсодержащих пород на глубину порядка 2—3 км. Если при этом не меняется их состав, то учитывая высокие содер­ жания Р20 5 в подобных породах, можно говорить о большом бо­ гатстве апатитового месторождения Ыраас, но это предположение требует проверки.

Месторождение Немегос-Лэкнер1[137]. Комплекс Немегос-Лэк-

нер (провинция Ниписсинг — оз. Верхнее) представляет собой сложную интрузию, прорывающую бмотитовые гнейсы, которые в экзоконтакте превращены в фениты. Она образована концентри­ ческими кольцами щелочных пород. Внешнее кольцо диаметром примерно в 5 км сложено разнообразными крупнозернистыми не­ фелиновыми сиенитами, внутреннее кольцо также сложено нефе­ линовыми сиенитами. Между внешними и внутренними сиенитами.

1 В литературе массив фигурирует под разными названиями — массив Лэкнер [21], .массив ІІемегос [137].

86

залегают перемежающиеся тела ийолитов и малиньитов, рассе­ каемые карбонатитами и нельсонитами. Породы внешнего и внут­ реннего кольца имеют падение, близкое вертикальному, а породы среднего кольца падают к центру массива под углом 50—60°.

Месторождение образовано несколькими дайкоподобными те­ лами магнетит-апатитового состава в западной части массива, где они приурочиваются к зоне конического разлома между нефели­ новыми сиенитами внешнего и внутреннего колец (рис. 28),

сиениты

К этой же структуре приурочены и дайки карбонатитов. Наилуч­ шим образом изучено одно из тел. Оно имеет в плане эллиптиче­ скую форму, протяженность его 150 м, мощность в 60 м. Бурени­ ем тело прослежено на глубину до 150 м. Залегает тело в нефе­ линовых сиенитах. Контакты его очень резкие. Изменения в экзо­

87

контактах незначительные: в сиенитах отмечается вкрапленность магнетита, в нельсонптах — присутствие примеси полевого шпа­ та. Внутри тела встречаются многочисленные включения ийолнтов крупных размеров и более мелкие включения нефелиновых сиени­ тов. Все включения резко отделяются от вмещающей породы.

Нельсонпт представляет собой крупнозернистый агрегат магне­ тита и апатита. Большая часть породы (около 60% от ее объема) сложена магнетитом, на долю апатита приходится около 40% объема породы. Акцессорные минералы: эгирпн-авгит, пирохлор, сульфиды. Текстура породы полосчатая. Полосчатость вызвана се­ грегацией апатита и магнетита в слойки мощностью около 10 см. Сама полосчатость конформна контактам тела. Отмечается также брекчиевая разновидность магнетпт-апатптовон породы, в кото­ рой цементом является чистый апатит.

Общие запасы апатита в теле на глубину в 150 м оцениваются примерно в 1 млн. т. Кроме того, здесь же имеется 4 млн. т БегОз. Порода может использоваться так же, как ниобиевая руда со средним содержанием NboOs 0,173%. В других телах того же типа предполагается наличие еще примерно двух миллионов тонн

апатита и восьми миллионов тонн Fe20 3 при содержании 0,223% NbaOs.

Месторождение Серроте [28, 133]. Комплекс Серроте (Бразиль­ ская провинция) перекрыт мощной толщей наносов и знания о его строении весьма приблизительны. Он сложен (рис. 29) перидоти­ тами и якупирангитамп (холм Морро-де-Ферро), а также пі'іолитами, биотнтовыми ийолитами и нефелиновыми сиенитами. Карбонатиты комплекса (холм Морро-де-Серрот) состоят в основном из доломита. Кальцит встречается в подчиненном количестве. Обычные акцессорпи — апатит, барит, магнетит.

Апатитовые тела имеют форму полукольцевых даек. Одно из них окаймляет холм Морро-де-Серрот, другое — кольцевую ин­ трузию нефелиновых сиенитов на контакте с ультраосновными по­ родами. Мощность тел невелика — всего 10— 15 м. Однако про­ тяженность значительная, у большего до 1800 м. Бурением тела прослежены на глубину 50 м, действительная же протяженность тел по падению неизвестна. Они сложены магнетпт-апатитовымн породами и секутся множеством баритовых жил.

Среднее содержание Р2О5 — 20—22%. Запасы исчисляются в несколько миллионов тонн. Месторождение эксплуатируется. * Прочие месторождения. К этому типу могут быть отнесены апатит-магнетитовые и апатит-перовскптовые дайки комплекса Паудерхорн (провинция плато Колорадо), рассекающие пироксениты и апопироксенитовые слюдиты [157] и состоящие из примерно равных количеств апатита, перовскнта и магнетита. Нередко в них присутствует и пироксен. Размеры тел небольшие — до 30 м по простиранию. Практическое значение вряд ли велико, хотя воз­ можно попутное извлечение апатита при отработке перовскитового

месторождения.

88

Достаточно условно отнесено к этому же типу месторождение Араша {21, 63, 133]. Массив Араша (Бразильская провинция) име­ ет округлую форму и диаметр около 6 км. Залегает ом в докембрийских кварцитах и филлитах. Его строение и состав изучены

провинция) дапкоподобное тело магнетит-апатитового состава, а также штокверковая зона флогопит-магнетпт-апатитовон породы в южном экзоконтакте массива Ковдор.

Заключение по нельсончтовому типу месторождений.

1.Этот тип месторождений особо выделен совсем недавно [52], после работ на месторождениях Ессей и Ыраас, разведка кото­ рых еще не закончена. Поэтому не все особенности месторожде­ нии выяснены достаточно полно.

2.Месторождения образованы самыми молодыми породами щелочио-ультраосновных комплексов, которые метасоматнзируют

89