Тема 5. Карбонатитовые месторождения

Карбонатиты являются источником руд ниобия, редких земель, цирко­ния, тантала, флогопита, фосфора и некоторых других полезных ископаемых.

Карбонатиты - существенно карбонатные породы эндогенного проис­хождения, пространственно и генетически связанные со сложными интрузиями концентрически-зонального строения, имеющими ультраосновной-щелочной состав.

Массивы ультраосновных-щелочных пород, содержащие карбонатиты, являются типичными образованиями активизированных зон платформ и при- мыкающих к ним участков завершенной складчатости. Подавляющее большин- ство массивов имеет в плане округлую или овальную форму (массивы цен- трального типа) с радиальными и кольцевыми дайками. Среди массивов можно выделить "открытые", представленные вулкано-плутоническими комплексами (Белозиминское в Восточном Саяне), которые венчаются вулканическими по- стройками, и "закрытые" - интрузивные комплексы, не имеющие выхода на дневную поверхность. Размер массивов в плане от одного до десятков квадрат- ных километров, а в отдельных случаях до 2000 км² (Гулинский массив на Анабарском щите). . ... ...

Количественные соотношения ультрабазитов и щелочных пород в мас- сивах самые разнообразные, как и пространственное распределение их в пре- делах отдельных массивов. Однако в общем случае можно отметить, что име- ются массивы, в которых более ранние ультрабазиты занимают перифериче- ские части, а более поздние щелочные породы - центральные зоны массивов (прямая зональность). В других случаях, наоборот, в центре преобладают ульт- рабазиты, а на периферии - щелочные породы (обратная зональность). Карбо- натиты локализуются преимущественно в центральных частях массивов. Мас- сивы с карбонатитами могут залегать в любых породах, нередко подвергаю- щихся процессам фенитизации. ......

Ст<ШЙнгшь_фр£ми£^ Массивы

ультраосновных-щелочных пород являются многофазными и формируются в несколько этапов. Схема последовательности их образования такова:

1. Гипербазиты - оливиниты, пироксениты, дуниты, перидотиты. С ними могут быть связаны небольшие магматические месторождения перовскит- титано-магнетитовой формации (Ковдор на Кольском полуострове).

2. Щелочные породы - мельтейгиты, ийолиты, уртиты, щелочные и не­фелиновые сиениты. Промышленный интерес могут представлять уртиты -руды алюминия (Одихинча в Сибири).

3. Скарноподобные породы. Развиваются по гипребазитам, ийолит-мельтейгитам и другим породам вдоль ослабленных зон. Протягиваются на сотни метров и даже первые километры. Их минеральный состав: диопсид, флогопит, гранат, волластонит, магнетит, перовскит, апатит, кальцит. Структу­ра до гигантозернистой. Со скарноподобными породами связаны крупные ме­сторождения флогопита (Ковдор и Вуорви-Ярви на Кольском полуострове; Ту­линское и Одихинча в Сибири).

4. Апатит-магнетит-форстеритовые породы. Содержат бадделеит, часто присутствует в значительных количествах флогопит. Эти породы могут пред­ставлять месторождения апатит-магнетитовой формации (Кольский полуост­ров).

5. Карбонатиты - обычно на 80-99 % состоят из карбонатов: кальцита, доломита, анкерита. Остальные минералы, а их более 100, относятся к второ­степенным или акцессорным, но именно они представляют наибольший прак­тический интерес. Из них типоморфными являются: флогопит, флюорит, апа­тит, магнетит, реже сульфиды меди, свинца, цинка, молибдена. Остальные встречаются реже: пирохлор (желтовато-бурый минерал), перовскит, бадделе­ит, паризит, бастнезит, колумбит и др.

Среди массивов ультраосновных-щелочных пород карбонатиты залега­ют в виде штоков и жил, имеющих, как правило, резкие контакты. Размер што­ков в поперечнике от сотен метров до 7-8 км, а длина жил достигает 1-2 км при мощности до десятков метров. На долю карбонатитов приходится до 75 % площади массивов ультраосновных-щелочных пород. В процессе формирова­ния карбонатитов выделяется несколько стадий. В начальную стадию возника­ют кальцитовые карбонатиты с примесью пироксена, форстерита, флогопита, апатита, пирохлора, бадделлита. Во вторую стадию - кальцит-доломитовые карбонатиты со щелочными амфиболами и пирохлором. В последнюю стадию образуются существенно доломит-анкеритовые карбонатиты с колумбитом, бастнезитом, паризитом, флюоритом, сульфидами свинца, цинка, молибдена, меди. Ранние карбонатиты формировались при температуре 600-430°, поздние -400-150°.

Текстура карбонатитов чаще массивная, реже полосчатая, узловатая, плойчатая. Структура от мелко- до крупнозернистой. Последняя более харак­терна для ранних кальцитовых карбонатитов. Среди карбонатитовых месторо­ждений встречается ряд рудных формаций.

В рудной коллекции на кафедре имеются образцы из карбонатитовых месторождений Восточного Саяна (Белозиминское), севера Красноярского края - Маймеча-Котуйская провинция (Гулинское, Одихинча, Ессей и Маган) и Кольского полуострова (Ковдор, Вуорви-Ярви).

Образцы карбонатитов из месторождений Восточного Саяна характери­зуются преимущественно мелкозернистым строением и полосчатой, реже мас­сивной текстурой. Преобладают образцы амфибол-кальцитового состава, со­держащие магнетит, апатит, флогопит, пирит, пирохлор, редко другие минера­лы. Наибольший промышленный интерес из перечисленных минералов пред­ставляет пирохлор, который сравнительно легко узнается по своему светло-коричневому или красно-коричневому цвету. Размер его зерен от долей мил­лиметра до 5-7 мм. Зерна от ксеноморфных до идиоморфных октаэдрического габитуса. Они образуют рассеянную вкрапленность, реже отмечаются их срав­нительно небольшие скопления.

В коллекции из Маймеча-Котуйской Провинции кальцитовые карбона­титы сопровождаются флогопитовой, магнетитовой и апатитовой минерализа­цией. Среди образцов имеются почти чисто кальцитовые и флогопитовые, а также существенно магнетитовые и апатит-магнетитовые карбонатиты. В большей части образцов в значительном количестве присутствует кальцит. Структура образцов от мелко- до крупнозернистой, иногда радиально-лучистая. Текстура - массивная, полосчатая.

Из магматических пород в коллекции представлены гипербазиты и не-фелин-пироксеновые породы.

В коллекции имеется несколько образцов Ковдорского месторождения. Среди них почти чисто кальцитовые (белые среднезернистые) карбонатиты и такие же карбонатиты, но с большим или меньшим содержанием магнетита.

Комплекс рудных формаций ультраосновных-щелочных пород с карбонатитами (по А.И. Гинзбургу и Е.М. Эпштейн)

Формации	Рудонос­ные по­роды	Основные ценные минералы	Генезис	Формы рудных тел	Месторож­дения
1 .Гатчеттол ит-пирохло- ровая (Nb205 0,1-1%)	Кальци­товые карбона­титы	Пирхлор, гатчеттолит, (бадделеит)	Гидротер­мальный вы-соко- температур-ный	Зоны, штоквер­ки	Тапира (Бра­зилия), Ока (Канада), Мбея (Танза­ния), Бело-зиминское (В.Саян)
2. Колум- бит-бастне- зитовая (Та205 0,01-0,3%, TR203- 0,1 - 1 %	Анкери-товые карбона­титы	Бастнезит, паризит, ко­лумбит, ино­гда флюорит	Гидротер­мальный	Зоны, штоквер­ки, жилы	Рангва (Ке­ния), Томтор (Якутия) ..;!..
3. Флогопи-товая* ■ *>■	Авторе­акцион­ные скар­ны	Флогопит и вермикулит	Гидротер­мальный вы­сокотемпе­ратурный	Зоны, жилы, линзы	Вуорви- Ярви, (Коль­ский п-ов), Гулинское (Анабар)
4. Апатит- магнетито- вая*.	Апатит- магнетит- форсте- ритовые породы	Магнетит, апатит (бад­делеит)	Гидротер­мальный вы­сокотемпе­ратурный	Штоки, штоквер­ки, зоны	Ковдор (Кольский п-ов), Ессей, Маган (Ана­бар)