Карбонатитовые месторождения Общая характеристика
 Скачать 4.98 Mb.
|
Карбонатитовые месторожденияОбщая характеристика.
Карбонатиты на 80-90% состоят из карбонатных минералов. В них также присутствует апатит, флогопит, титаномагнетит, магнетит и редкие минералы бадделит (ZrO2), пирохлор (сложный оксид редких и редкоземельных элементов), перовскит (титанат редких земель), монацит (фосфат редких земель), а также карбонаты редких земель (паризит, бастнезит). Карбонатитовые месторождения сравнительно редки и содержат специфический комплекс полезных ископаемых, интерес к которым проявился относительно недавно. К настоящему времени обнаружено около 200 массивов карбонатитоносных ультраосновных – щелочных пород. Из них только 20 служат объектами для разработки. Карбонатитами – называют эндогенные скопления карбонатов, пространственно и генетически связанные с формациями ультраосновных и основных щелочных пород и нефелиновых сиенитов.Региональное геологическое положение МПИ, приуроченных к дифференцированным массивам ультраосновных и щелочных пород:- активизированные участки древних платформ (PR-Ph активизации);- реже в блоках древних пород Ph складчатых областей.Карбонатитовый комплекс в пределах комплексных полифазных интрузий представляет собой совокупность карбонатитов и сингенетических им карбонатитоидов:
По строению различают центробежные (центр сложен у/о породами, а периферия щелочными) и центростремительные (обратное строение) массивы.Рудоносные массивы формируются 10-100 млн. лет в два этапа:1. Раннемагматический в 4 стадии:- гипербазитовую;- щелочную гипербазитовую;- ийолит-мельтейгитовую и нефелиновых сиенитов.2. Позднемагматический, собственно карбонатитовый:- кальцитовая;-магнезиокальцитовая;-доломит-кальцитовая;- доломит-анкеритовая стадии.Форма карбонатитовых тел – системы конических даек и жил, радиальные дайки, линейные жильные зоны, линзовидные штокверки.Полезные ископаемые. С массивами связаны ресурсы тантала, ниобия и редких земель, железных руд (магнетит), титана, флюорита, флогопита, апатита, вермикулита, стронция, меди, в меньшей степени свинца и цинка.Типоморфные рудные формации:- перовскит-титаномагнетитовая;- апатит-форстерит-магнетитовая;- редкометальных пирохлоровых карбонатитов;- редкоземельных пирохлоровых карбонатитов;- флюоритовых карбонатитов;- апатит-нефелиновых руд.Генетическая модельКонкурируют две гипотезы – магматическая и гидротермальная. Предложена общая генетическая модель.1 этап раннемагматический - 1300-16000 С, образование ультрабазитов - 13000 С, мелилитовых пород - 12700 С, ийолитов -10600 С (прерывистый, сопровождался автометасоматозом).2 этап карбонатитовый (гидротермально-метасоматический) – 650-2600 С, рудные фации формировались от ранних к поздним при температурах: 1. - 6500 С; 2. - 4700 С; 3. - 3700 С; 4. 2600 С.Перенос углерода из мантийных источников осуществлялся восстановительными флюидами СН4, СО, Н2 и др. Образование карбонатов происходило в обстановке падения флюидного давления по реакциям типа: СН4+2Н2О=СО2+4Н2 или2CaMgSi2O6+2CH4+3H2O=2CaCO3+Mg2SiO4+3SiO2+8H2Форма карбонатитовых тел, зональность карбонатитовых массивов.Карбонатитовые м-я известны на всех континентах, 200 шт. Широко р. в Восточно-Африканской рифтовой зоне. Форма залежей карбонатитов: штоки, конические дайки, падающие к центру массива, кольцевые дайки, падающие в противоположную сторону, радиальные дайки. Трубообразные карбонатитоносные интрузии у/о – щелочного состава в плане характеризуются концентрически зональным строением за счет многофазового внедрения магмы. Причем зональность может быть различна. Так, на Ковдорском массиве от периферии к центру наблюдаются дуниты-перидотиты, щелочные породы, ореолы метасоматических пород – фенитов, карбонатиты. На Кондерском массиве зональность обратная – в центре у/о породы, на периферии щелочные породы и карбонатиты. Протяженность карбонатных тел по вертикали >3 -5-7 км Текстура – массивная, полосчатая, узловатая, плойчатая. Структура – крупнозернистая. 1 – доломитовые карбонатиты;2 – кальцитовые карбонатиты (а – неправильной формы,б – жильные);3 – кальцит-магнетитовые руды;4 – магнетитовые руды;5 – апатит-магнетитовые руды;6 – апатит-форстеритовые породы;7 – щелочные изверженные породы;8 – пироксениты;9 – фенитыСхематическая геологическая карта Ковдорского мест-я: 1-пироксениты, оливиниты; 2-йолиты, якупирангиты, уртиты; 3-щелочные нефелиновые сиениты; 4-карбонатиты; 5-форстерит-апатит-магнетитовые породы; 6-фениты.
Карбонатиты характеризуются следующими специфифическими особенностями, отличающими их от осадочных и метаморфических карбонатных пород: Генетические гипотезы, этапы и стадии формирования рудоносных массивов.Ведущими являются магматическая и гидротермальная гипотезы.Магматическая гипотеза предполагает, что карбонатиты образуются на позднемагматической стадии из карбонатного расплава, который является продуктом дифференциации щелочно-ультраосновной магмы. Подтверждением являются: экспериментальные исследования, извержения кальциево-углекислых лав на современных Африканских вулканах (Олдонио), высокие температуры гомогенизации флюидных включений в карбонатных минералах (800-600°С), ксенолиты обломков ультраосновных и щелочных пород, изотопы O, C, Mg, Sr, указывающие на мантийный источник, флюидальная текстура карбонатитов.Схема магматической модели образования Карбонатитовых месторождений 1-ультраосновные расплавы верхней мантии; 2-щелочные расплавы; 3-очаги карбонатитовой магмы; 4-карбонатиты I – гипербазитовый этап II – щелочно-сиенитовый III - карбонатитовый Согласно магматической гипотезе ультраосновные магмы формируются на глубинах более 100 км. При их обогащении Ca, Na, CO2 и остывании до температуры 900ºС возможна ликвация с отделением карбонатного расплава. Это возможно по пути следования в промежуточных магматических камерах на глубинах не менее 30-40 км. Олдонио-Ленгаи расположен в рифте Грегори на севере Танзании. Начиная с 1983 года в кратерной части вулкана формируются небольшие конуса, изливающие натрокарбонатные(содовые) лавы при температурах 520-580 С. 30 марта 2006 года, по сообщению IPP-Media над кратером поднялся высокий столб пепла, что обычно предшествует крупным эксплозивным извержениям Олдонио-Ленгаи. Был объявлен "оранжевый уровень" опасности и из окрестностей вулкана эвакуированы 3000 жителей. Последнее эксплозивное извержение вулкана было в августе1966 -июле1967. Пеплы выпадали и за 190 км от вулкана, в Найроби. Олдонио-Ленгаи Гидротермально-метасоматическая модель. Карбонатиты возникли в процессе метасоматоза , путем замещения силикатных пород карбонатитами при воздействии на них углекислых термальных растворов. Экспериментальными исследованиями Н.И. Хитарова и др. (1959) показано, что растворимость СО2 в базальтовых расплавах выше, чем в расплавах кислого состава. Поскольку при формировании у/о- щелочных комплексов происходит последовательное нарастание содержания кремнезема в формирующихся породах, м.доп., что растворимость СО2 непрерывно уменьшается. Высвобождающийся при этом СО2 м обособиться либо с образованием щелочных остаточных, существенно углекислых растворов, либо гомогенной жидкости. Кальций привносился сквозьмагматическими растворами с больших глубин, Другие – высвобождался из пород массива при замещении. а) постепенные переходы от карбонатов к замещаемым породам, наличие типичных гидротермальных прожилков; б) температуры образования карбонатных минералов бывают более низкими, чем в магматических образованиях (от 600 до 200°С); в) зависимость состава темноцветных и акцессорных минералов от состава замещаемых силикатных пород. Так, Л.Бородин полагает, что все карбонатиты метасоматические. И только у/основные породы в карбонатитовых массивах имеют интрузивную природу. Щелочные разности пород образуются за счет нефелинизации пироксенитов. На всех карбонатитовых месторождениях имеются признаки гидротермально-метасоматического происхождения карбонатов: Комплексная гипотеза.Карбонатиты имеют комбинированное происхождение, их образование начинается на магматическом этапе и продолжается на гидротермальном.Каждый этап включает несколько стадий, связанных с последовательным внедрением порций магматических расплавов: ультраосновного, щелочного, карбонатного, а также различных по составу и температурам порций гидротермальных растворов.Внедрение расплавов и растворов осуществляется по цилиндрическим, коническим, радиальным трещинам в остывающем многофазовом интрузиве.Вопрос 4. Примеры месторождений (апатит-магнетитовых, флогопитовых, медных).Карбонатиты имеют важное промышленное значение. С ними связаны основные ресурсы тантала, ниобия, редких земель, существенные запасы титана, железных руд, флюорита, флогопита, апатита и др.Главными типами промышленных месторождений являются следующие:1) апатит-магнетитовые карбонатиты на Кольском полуострове (Ковдорское), в Африке, Канаде, Бразилии; запасы железной руды достигают сотен миллионов тонн при содержании железа от 20 до 70%; запасы апатита сопоставимы по масштабам при содержании P2O5 10 – 15 %;Ковдорский ГОКСхематическая геологическая карта комплексного апатит-бадделеит-магнетитового месторождения, Ковдорский массив, Мурманская область. Условные обозначения: 1-оливиниты, 2-мельтейгиты, ийолиты, 3-полевошпатовые ийолиты, нефелиновые сиениты, 4-карбонатиты; 5-пироксениты и нефелинизированные пироксениты по оливинитам, 6-породы флогопитового комплекса (флогопит-диопсид-форстеритовые), 7-апомелилитовые породы (монтичеллит-амфиболовые, монтичеллит-флогопитовые, диопсид-амфиболовые); 8-13-породы железорудного комплекса (фоскориты, нельсониты): 8-апатит-форстеритовые породы, 9-форстерит-магнетитовые руды, 10-апатит-форстерит-магнетитовые руды, 11-кальцит-форстерит-магнетитовые руды, 12-апатит-кальцит-магнетитовые руды, 13-аномальные руды; 14-апатит-франколитовые руды; 15-фениты. Топографическая основа: 1-магнетитовый карьер, 5-карбонатитовый карьер; 16-Ковдорский ГОК, 18-отвалы, 19-склад аномальных руд Авторы: Сулимов Б.И., Кольцова Т.П., Нечаев С.А., Афанасьева Н.В., Домбровская Т.П. (Ковдорская ГРП).
Палабора (ЮАР)Один из самых глубоких и широких медных карьеров в мире, до закрытия в 2002 г. на нём добывалось порядка 100 тыс. т меди в год. Теперь добыча ведётся только на подземной шахте, и производство рафинированной меди компанией Palabora Mining составляет 80 тыс. т в год, причем около 20 тыс. т меди на рафинирование компания получает от других фирм. В отличие от богатых руд месторождений медного пояса, доля меди в руде здесь не превышает 1%, и после закрытия медной шахты (ориентировочно через 20 лет) позиция ЮАР на медном рынке Африки неизбежно ослабнет, так как это единственное большое медное месторождение в ЮАР.
|