23. Генетические типы и важнейшие месторождения фосфоритов и апатитов

Фосфор – один из важнейших химических элементов Вселенной. Он входит в число 20 наиболее распространенных элементов Солнечной системы и занимает по своей распространенности 11 место среди элементов земной коры.

Апатиты. Месторождения апатитов связаны с изверженными и метаморфическими породами и образуются в результате эндогенных процессов. В апатитовых рудах фосфат обычно четко раскристаллизован, его индивиды гораздо крупнее, обособлены от фосфатных минералов. Среди промышленных руд апатита выделяют собственно апатитовые руды, в которых апатит является главным промышленным минералом, и комплексные апатитсодержащие руды, в которых апатит извлекают попутно с другими компонентами.

Фосфориты. Они являются продуктом литогенеза морских осадков, образовавшихся химическим, биологическим и механическим путем. Подчиненную роль играют остаточные и инфильтрационные образования в корах выветривания.

Основные разновидности фосфоритов. По составу минеральных компонентов, насыщенности фосфоритами и структурно-текстурным особенностям выделяют следующие основные разновидности фосфоритов: желваковые, зернисто-ракушечниковые, массивные и др. Желваковые фосфориты представляют собой скопления округлых, овальных и неправильных конкреций, состоящих из различных нефосфатных минералов, сцементированных аморфным или кристаллическим фосфатным веществом. Залегают они в песках, глинах , мелу, конгломератах и других породах. Конкреции иногда сливаются в сплошную массу – фосфоритовую плиту. Содержание Р₂О₅ в исходной руде 8–14 %.

Зернисто-ракушечниковые фосфориты состоят из мелких отложений (оолитов) и галек фосфатов или из фосфоризированных раковин и их обломков, содержащихся в песках и песчаниках. Фосфориты этой разновидности легко обогащаются, и при содержании Р₂О₅ более 5 % в руде они являются промышленными.

Массивные фосфориты представляют собой однородные осадочные породы темно-серого, бурого и черного цвета. Они характеризуются высоким содержанием Р₂О₅, достигающим 26–28 % и более.

Классификация фосфоритовых месторождений. Различают платформенные и геосинклинальные месторождения. Для платформенных месторождений характерно: 1) широкое площадное распространение фосфоритоносных отложений; 2) небольшая мощность фосфоритовых пластов (несколько метров); 3) присутствие в разрезе фосфоритоносной толщи обычно одного-двух фосфоритовых пластов; 4) определенный состав вмещающих отложений – пески, глины, мергели, мел и опоки; 5) горизонтальное или слабонаклонное залегание фосфоритовых пластов.

Месторождения геосинклинального типа сложены чередующимися пластами кремнистых пород, известняков и доломитов, а также фосфоритов. Мощность фосфоритоносных толщ достигает 50–75 м. В них выделяется обычно до 7–10 фосфоритовых пластов, причем отдельные из них имеют мощность до 10–14 м. Фосфоритоносные толщи отличаются сложными условиями залегания: смяты в складки, разбиты разломами, сдвигами, иногда прорваны интрузиями, на контакте с которыми фосфориты бывают метаморфизованными до кристаллических апатитов.

Геология месторождений фосфоритов. В СНГ наиболее крупные месторождения фосфоритов находятся в Казахстане в Каратауском бассейне. Он расположен в Джамбульской и Чимкентской областях и приурочен к северо-восточным отрогам хребта Малый Каратау, вытянут в северо-западном направлении на 120 км при ширине 20–25 км.

В сроении бассейна принимают участие палеозойские и кайнозойские осадочные образования, залегающие на мощной докембрийской толще (метаморфические кварц-хлоритовые и тальк-хлорит-серицитовые сланцы, песчаники и др.). Протерозойские образования трансгрессивно с угловым несогласием перекрыты нижнепалеозойскими (нижний кембрий-средний ордовик) отложениями, в составе которых выделяются продуктивная кремнисто-карбонатная чулуктауская свита мощностью 50–100 м и перекрывающая ее карбонатная шабактинская свита. Породы смяты в складки, имеют, как правило, моноклинальное залегание, местами поставлены вертикально, нарушены многочисленными продольными, поперечными и диагональными разломами.

В Каратауском бассейне известно несколько десятков месторождений микрозернистых фосфоритов. Наиболее крупными из них являются Чулактау, Аксай, Коксу, Джанатас и Кокджон. Число продуктивных пластов обычно один-два, а на месторождении Коксу – три. Средняя их мощность 3–17 м, содержание Р₂О₅ 23–27 %.

Апатит-нефелиновые месторождения Хибинского массива. Хибинский массив щелочных пород находится в центральной части Кольского полуострова между крупными озерами Имандра и Умбозеро. В плане он имеет эллипсоидальную несколько вытянутую в субширотном направлении форму (45x35 км) общей площадью 1327 км². Многочисленные апатит-нефелиновые месторождения массива пространственно и, вероятно, генетически связаны с коническим интрузивом ийолит-уртитов, вытянутым в длину на 75 км при максимальной мощности около 2 км.

Месторождения фосфоритов Беларуси. В Могилевской области разведаны два месторождения – Мстиславльское и Лобковичское. Стратиграфически фосфориты связаны с отложениями сеноманского яруса верхнего отдела меловой системы.

На Мстиславльском месторождении мощность продуктивной пачки варьирует от 0,1 до 4,1 м (чаще 1,1–1,8 м). Содержание Р₂О₅ по подсчетным блокам составляет 6,0–7,6 %. Запасы фосфоритовых руд по категориям С₁+С₂ оцениваются в 175 млн т. Средняя мощность вскрышных пород в пределах различных блоков изменяется от 27,9 до 36,2 м.

Лобковичское месторождение расположено в 10 км севернее г. Кричева. Полезное ископаемое залегает на глубине 20,6–79,0 м. Мощность продуктивной пачки в среднем 0,75–0,98 м. Содержание Р₂О₅ в руде колеблется от 2,5 до 14,5 % (в основном 4,9–6,3 %). Запасы фосфоритовых руд по категориям С₁+С₂ составляют 245 млн т.

В конце 1990-х гг. выявлены два относительно небольших месторождения фосфоритов в Брестской области – Ореховское и Пограничное. Продуктивны палеогеновые отложения (желваковые фосфориты) и кора выветривания верхнемеловых образований (глинистые фосфориты).