Лекция 7. Карбонатитовые месторождения

Карбонатитовые месторождения представляют собой редкий, но промышленно важный тип оруденения в особых магматических породах – карбонатитах. Последние являются карбонатными выплавами в зонах тектоно-магматической активизации на периферии древних платформ и щитов. Пример современного карбонатного вулкана – Нгоро-Нгоро в Танзании, в зоне Великого Африканского рифта на его пересечении крупным попречным разломом. В Африке обнаружено более 70 таких массивов, Канаде – 15, Бразилии – 6, США – 5, Швеции - 5. В России карбонатиты выявлены на Кольском п-ове, в западной, северной, юго-восточной и восточной частях Сибирской платформы.

Карбонатиты состоят в основном из кальцита, сидерита, анкерита, доломита. В них локализованы богатые руды ниобия и тантала, редких земель, стронция, магнетита, меди, местами урана и тория.

Рудные минералы выделяются в несколько стадий, причем каждая из них существенно отличается по составу от предыдущих. Обычно руда концентрируется в верхней или нижней частях массива. Температура образования наиболее ранних минералов 550-350 градусов. В некоторых карбонатитах распространен барит (BaSO₄), целестин (SrSO₄), флюорит (CaF₂). Температуры этих минералов обычно не превышают 200 градусов. Таким образом, процесс оруденения в карбонатитах является длительным и сложным, с участием постмагматических гидротермальных растворов.

По современным представлениям, некоторые мантийные расплавы обогащены кальцием и углеродом. Очаг мантийного расплава находится под давлением 1500-2500 МПА. По мере продвижения к поверхности он взаимодействует с расплавами более высоких уровней земной коры, обогащается кислородом, окисляется, углеродсодержащие флюиды переходят в углекислую форму, реагирующую с кальцием, магнием, железом. Расплав расслаивается на карбонатный и силикатный, и пути этих разделенных расплавов далее расходятся. Карбонатный расплав застывает на глубине либо вырывается в виде вулканического извержения.

Карбонатиты часто окаймляются ультраосновными и щелочно-ультраосновными породами, вероятно, представляющими собой более ранние силикатные выплавки из того же магматического очага, что и карбонатиты. Каналы продвижения карбонатитов имеют форму воронкообразных, конусовидных и цилиндрических разрывов. В поздних карбонатитовых выплавках с температурой 650-700 градусов накапливаются металлоносные газо-жидкие компоненты. Карбонаты кристаллизуются при остывании расплава до 600- 550 градусов, сначала в верхней части магматического тела. Глубокие части карбонатной магмы непрерывно обогащаются летучими соединениями – водяным паром, углекислотой, фтором, хлором, фосфором, бором. По мере остывания они превращают расплав в раствор, насыщенный металлами. Эти весьма агрессивные растворы поднимаются по трещинам и взаимодействуют с боковыми и ранее застывшими магматическими карбонатами и при этом выделяют рудные минералы.

Главные рудные минералы карбонатитов – пирохлор (Na, Ca, TR, U)₂(Nb, Ta, Ti)₂(OH,F), бастнезит (Ca, La, Pr) F [CO₃], паризит Ca(Ce,La),[CO₃]F, монацит (Ce,La,Th)PO₄. Известны богатые руды магнетитового, апатитового, борнит-халькопиритового состава.

Форма рудных тел – трубообразная, реже жилообразная и прожилково-жильно-вкрапленная штокверковая. Размер рудных труб в поперечнике достигает многих сотен метров, в глубину они прослежены на несколько километров.

В ряде месторождений отмечены следующие стадии минералообразования: 1) безрудная из крупнозернистого кальцита со слюдой и апатитом, 2) пегматоидные гигантозернистые карбонаты с магнетитом, апатитом, ранним пирохлором, 3) мелкозернистый кальцит с роговой обманкой, магнетитом, главной массой пирохлора, 4) анкерит, сидерит с флюоритом, апатитом, сульфидами цветных металлов, карбонатами редких земель. Зональность месторождений часто проявлена в смене от периферии к центру тантал-ниобиевого оруденения чисто ниобиевым и редкоземельным.

Масштаб месторождений в карбонатитах – крупный и гигантский, пригодный для разработки открытым способом. В карбонатитовых месторождениях Аруша и Тапира в Бразилии разведано до половины мировых запасов ниобия, его содержание здесь составляет 4-5 % - чрезвычайно высокое для редкого металла. На месторождении Палабора (ЮАР) добывают медные руды, на Ковдоре (Кольский п-ов) – апатит-магнетитовые. В Восточной Африке и Восточной Сибири (Татарское, Горноозерское, Белозиминское м-ия) разведаны крупные запасы редких земель.

Дата добавления: 2014-01-07