Группа карбонатитовых полезных ископаемых

 

Рудная формация Редкометальная

Месторождение Томтор. Расположено на севере Сибирской платформы на территории Уджинского поднятия: водороздел рек Уджа и Чимаара. Карбонатитовый массив штокообразный, округлый в плане (рис. 5.7) диаметром 20 километров, площадью более 250 км кв. Большую часть массива слагают щелочные и нефелиновые сиениты (153 кв.км), якупирангит – ийолиты – 30 кв. км, карбонатиты кальцитовые – около 17 кв.км, совсем незначительную площадь занимают камафориты – 0,2 кв.км. Внутреннее строение массива неясно выраженное, концентрически-зональное. Массив осложнен дайками, жилами, трубками взрыва пикритов, авгититов и др. Апатитоносные брекчии карбонатоидов приурочены к южному и западному контактам штока карбонатитов, расположенного в структурном центре массива. Возраст массива: интрузивный этап – 800-700 млн.лет, дайки нефелиновых сиенитов – 675 млн.лет. Вулканогенный этап: карбонатиты ядра – 650510 млн.лент, пикриты – 430 – 370 млн.лет.Вмещающими карбонатитовый массив являются доломиты, известняки с прослоями песчанников и алевролитов позднего рифея.

Рудоносный массив включает шток анкеритовых арбонатитов размером в плане 5х6 км. Кора выветривания карбонатитов достигает мощности 250-300 м. Максимальной рудоносностью обладает восточная половина карбонатитового штока. Выделяется три зоны рудных тел: 1) дуговидная зона брекчий кальцитовых карбонатитов шириной до 250 м и протяженностью до 10 км; 2) разобщенные горизонты, пласты и линзы мощностью от 1 – 5 м до 50 м в коре выветривания; 3) линзовидное тело камафоритов размером 350х250 м. Главные рудные минералы: пирохлор, монацит, апатит. Переотложенная кора выветривания является самой продуктивной по ниобию, содержание которого здесь превышает 3% Nb₂O₅.

Запасы и ресурсы Nb₂O₅  - 73,6 млн. тонн, редких земель – 153,7 млн.тонн. Р₂О₅ – 410 млн. тонн. В целом общий потенциал всех типов фосфатных руд массива Томтор оценивается в 1,5 млрд. тонн Р2О5. По размерам и запасам полезных ископаемых Томторское месторождение относится к уникальным [24].

 

 

Рис. 5.7. Геологическое строение массива Томтор (без чехла мезо-кайнозойских отложений). По А.В. Лапину и А.В. Толстову. 

 

 

 

 

Условные на рис. 5.7: Осадочный комплекс. 1 – 3: 1 – пермская систем, 2 – рифей. Интрузивный и метасоматический комплексы. 3 – 9 – карбонатитовая серия: 3 – 6 – поздняя: 3 – эксплозивные карбонатитовые брекчии, 4 – поликарбонатные карбонатиты (доломит-анкеритовые, доломитсидеритовые, кальцит-анкеритовые и др.),5 – калишпат-апатит-слюдистые породы, 6 – слюдистокарбонатные (шамозит-анкеритовые и шамозит-кальцитовые породы); 7 – 9 – ранняя: 7 – доломит-кальцитовые и кальцитовые карбонатиты,8 – калишпат-амфибол-карбонатные (с доломитом, кальцитом и анкеритом) породы, 9 – кальцит-флогопит-магнетитовые породы; 10 – альнеиттингуатитовая серия: пикриты, альнеиты, пикритовые порфириты, лампрофиры; 11 – щелочные и нефелиновые сиениты; 12 – пироксениты, якупирангиты, мельтейгиты, ийолиты, уртиты. Гипергенный комплекс. 13 – каолинит-гидрослюдистые коры выветривания; 14 – лимонитовые; 15 – лимонит-франколитовые; 16 – сидеритизация пород коры выветривания; 17 – площадь развития кор выветривания: а – остаточных (железисто-фосфатных), б – осветленных (пирохлоралюмофосфатных); 18 – зоны скарнирования и мраморизации; 19 – геологические границы: установленные (а), предполагаемые (б); 20 – разрывные нарушения достоверные (а), предполагаемые (б); 21 – границы массива по данным магниторазведки; 22 – границы массива: перекрытые осадочным чехлом (а), по данным гравиразведки (б).

 

Рудная формация флогопит-магнетитовая, апатит-редкометально-магнетитовая.

Ковдорское месторождение. Находится в юго-западной части Кольского полуострова. Ковдорский массив (рис. 5.8) размещается в толще биотит-плагиоклазовых гнейсов и гранито-гнейсов беломорской серии архея.

 

Рис. 5.8. Схема геологического строения Ковдорского месторождения.

 1 – оливиниты; 2 – карбонатиты; 3 – железные руды; 4 – флогопитоносные породы; 5 – гранатовые породы; 6 – пироксеновые породы; 7 – мелилитовые породы; 8 – ийолиты; 9 – фениты; 10 – граниты и гнейсо-граниты.

 

 Представляет собой штокообразное неправильно-овальной формы тело. Размеры в плане – 8х4,5 км, общая площадь около 40 кв.км. Важнейшие породы: пироксениты,флогопитпироксеновые и пироксеновые с нефелином породы (25 кв.км), якупиронгиты и уртиты (8 кв.км), камафориты (0,8 кв.км), мелилитовые породы (6кв.км), кальцитовые карбонатиты (0,2 кв.км). Массив представляет собой сложную многофазную интрузию концентрически-зонального строения. Возраст пород массива оценивается в интервале 373 – 382 млн. лет [24]. Породы пересекаются дугообразными дайками ийолитов, нефелиновых сиенитов. Главное рудное тело апатит-магнетитовых руд приурочено к субрмеридиональной тектонической зоне. Главная флогопитовая залежь расположена в северо-западной части полукольцевой зоны пород флогопитового комплекса.

Железорудная залежь образует крутопадающее трубообразное тело с четкими, но неровными контактами. Главное рудное тело размером 1,3 х 0,5- 0,8 км. Апатитфорстеритовые породы слагают оболочку главного рудного тела. Флогопит содержащая залежь имеет мощность от 50 до 200 м и падение 40-60⁰ на север. Важнейшие рудные минералы: магнетит, флогопит, апатит, вермикулит, франколит и др. По набору промышленно важных минералов Ковдорский массив уступает лишь Хибинскому плутону. Пространственно и генетически с Ковдорским массивом щелочно-ультраосновных пород связаны месторождения: комплексное бадделиит-апатит-магнетитовое, апатитштаффелитовое, флогопитовое, вермикулитовое, оливинитовое, кальцитовых карбонатитов [24]. 

Добыча железа на месторождении составила в 1988 г. 21,5 млн. тонн. Обеспеченность запасами железа на 46 лет. Производство апатитового концентрата достигло 2,5 млн. тонн. Флогопитовая залежь отрабатовалась шахтой и карьером глубиной 140 м.

 

 Группа пегматитовых месторождений

 

Формация мусковитовых пегаматитов

Мамский слюдоносный район.

В России главные области добычи мусковита находятся Мамском районе Сибири, в Карелии, на Кольском полуострове. Мамский слюдоносный район расположен на северовостоке от Байкала в пределах Байкало-Патомского нагорья. Тела метаморфогенных мусковитовых пегматитов залегают, главным образом, среди сланцев и гнейсов слюдянкинской свиты протерозойского возраста (рис. 5. 9). По характеру распределения мусковита в жильных телах выделяются жилы с равномерным, зональным и с гнездовым. Размеры пластин слюды от очень мелких до гигантских с площадью в несколько квадратных метров; промышленное значение имеют пластины площадью более 4 см².

 

 

Рис. 5.9. Схематическая геологическая карта Мамского слюданосного района. По Н.П.

Семенко. 

1 – гнейсы витимской свиты; 2 – гнейсы и сланцы слюдянкинской свиты; 3 – мраморизованные известняки и сланцы согдиондонской свиты; 4 – Чуйские порфировидные граниты; 5 – мигматизированные аплитовидные граниты; 6 – мамские граниты; 7 – щелочные сиениты.

 

За рубежом основными центрами добычи мусковита являются пегматитовые поля

Индии и Бразилии. 

 

 Группа скарновых месторождений

 

Рудная формация магнетитовая известково-скарновая.

Месторождение «Гора Магнитная» находится на восточном склоне южной части Уральского хребта. Оно приурочено к приконтактовой зоне гранитоидной интрузии сложного состава, прорвавшей осадочно-эффузивную толщу нижнего карбона, состоящую из известняков, порфиритов и их туфов (рис. 5.10). Месторождение образовано двумя пластообразными хзалежами – Западной и Восточной, разбитыми системой пострудных сбросов и пронизанными множеством дорудных даек. В настоящее время месторождение практически выработано.

 

Рис. 5.10. Разрез по борту горы Магнитной. По Г. Брауну.

Руды: 1 – окисленные, 2 – первичные; делювий: 3 – безрудный, 4 – рудный; 5 – порфириты; 6 – известняки и мрамор; 7 – скарны; 8 – диориты; 9 – граниты, микрограниты, кератофиры; 10 – атачиты; 11 – наносы; 12 – линии сбросов.

 

 Во время Великой отечественной войны (1941-1945 гг.) Магнитогрский горнометаллургический комбинат, построенный в довоеннный период на базе скарновых железных руд, сыграл решающую роль в обеспечении оборонной промышленности нашей страны важнейшим металлом.

 

Коршуновское месторождение находится близ г. Железногорска Иркутской области, входит в Ангаро-Илимский рудный узел в бассейне р. Илим, правого притока р. Ангары. Комплекс осадочных песчано-глинистых и карбонатных отложений нижнего палеозоя и туфогенно-осадочных пород верхнего палеозоя, составляющий чехол Сибирской платформы, прорван интрузиями габбро-диабазов, диабазов и диабазовых порфиритов формации сибирских траппов. Скарновое месторождение железных руд локализовано в трубке взрыва, заполненной эксплозивной брекчией туфогенных пород. Главным скарновым минералом является диопсид, в меньшей степени развит гранат. Гранат-пироксеновые скарны и брекчированные породы сильно хлоритизированы, серпентинизированы, карбонатизированы, ороговикованы и содержат скоплениямагнетита, гематита и маггемита. 

Морфология рудных тел сложная. Выделяются пластообразные тела магнетитовых руд, залегающие согласно с вмещающими породами нижнего палеозоя, штоко- линзо- столбообразные и пластовые рудные тела в скарнированных пирокластических породах, и крутопадающие жилы сплошного магнетита. В совокупности все эти рудные тела образуют крупную залежь, морфология которой в существенной степени определяется формой трубки взрыва.              

Текстуры руд брекчевидные и вкрапленные; массивные и полосчатые имеют ограниченное распространение. Главный рудный минерал магномагнетит, содержащий до 6% MgO. Коршуновское месторождение разрабатывается карьером. Суммарные запасы составляют более 400 млн. т.

Характерной особенностью месторождений Ангаро-Илимской группы, к которым относится Коршуновское месторождение, является присутствие в нижних горизонтах отложений палеозойского осадочного чехла Сибирской платформы галогенных отложений, включая пласты каменной соли. Взаимодействие трапповой магмы с галогенными породами способствовало процессу рудообразования благодаря высокой транспортирующей роли хлора при извлечении и концентрации железа в оксидных минералах.

 

Формация меднорудных скарнов

Фроловское месторождение (Рис. 5.11) является центральным в группе Турьинских медных рудников на Северном Урале.

         

 Рис. 5.11. Сводный разрез залежи скарнов Фроловского месторождения. По Л. Овчинникову.

 Диориты: 1 – кварцевые, 2 – околоскарновые («контактовые»); скарны: 3 – пироксен-гранатовые, 4 – гранатовые, 5 – салитовые; 6 – мраморизованные известняки; 7 – магнетитовая руда; халькопиритовые руды: 8 – массивные в салитовом скарне, 9 – полосчатые зоны скалывания, 10 – вкрапленные в гранатовом скарне, 11 - в известняке; 12 – положение первоначального контакта.

 

Месторождение приурочено к контакту кварцевых диоритов с известняками среднего девона. Сильно извилистая зона контакта усложняется дайками диоритового порфирита и тектоническими нарушениями. На глубине около 300 м толща известняков сменяется порфиритами. Пологопадающий контакт между ними создал условия для образования так называемых «донных» пластовых залежей скарнов. 

Главным рудным минералом является халькопирит, с которым ассоцируют пирит, реже пирротин, сфалерит, галенит, молибденит и другие сульфиды в комплексе с хлоритом, кальцитом и кварцем, замещающем более ранние гранат-пироксеновые породы.

Тела массивных медных руд возникли вследствие замещения зоны салитовых (диопсидовых) скарнов с образованием пластин, гнезд и труб непосредственно на контакте скарнов и известняков, следуя его весьма изменчивым очертаниям.

В зоне окисления халькопиритовых руд был развит знаменитый колломорфный малахит. В XIX веке ежегодно добывали до 80 тонн прекрасного камня. Русские мастера разработали особый способ изготовления изделий из малахита, называемый «русская мозаика». Малахит с Урала до сих пор считается самым ценным на мировом рынке. В Государственном Эрмитаже есть малахитовый зал, в котором экспонируются более сотни разнообразных изделий из уральского малахита.

 

Рудная формация шеелит-молибденитовая скарновая.

Месторождение Тырныауз (рис. 5.12) расположено на Северном Кавказе, к северу от Эльбруса на склоне Баксанского ущелья. Площадь месторождения сложена метаморфизованными известняками, сланцами и песчаниками палеозоя и юры, собранными в систему широтных складок. Известняки образуют ядро антиклинали и крылья синклинали. Складки осложнены продольными сбросами и прорваны мезозойскими гранитами, с внедрением которых связано образование скарнов и руд. Следуя складчатой структуре месторождения, пластообразная скарновая залежь повторяет контуры антиклинальной складки, образует мощный раздув в ее шарнире и распространяется на крылья синклинали. Вольфрамовое оруденение, представленное шеелитом, тесно ассоциирует с пироксенгранатовыми скарнами. Молибденовое оруденение бролее позднее, связано с волной окварцевания, охватившей как скарны, так и часть роговиков. Кроме молибденита присутствует молибдошеелит, в котором шестивалентный молибден замещает вольфрам.

 

 

 

Рис. 5.12. Схематический геологический план одного из верхних горизонтов (а) и вертикальный разрез (б) месторождения Тырныауз. По А.В. Пэку и др.

 1 – биотитовые роговики; 2 – мраморы слоистые; 3 – мраморы массивные; 4 – сланцы и конгломераты мукуланской свиты; 5 – скарны; 6 – лейкократовые граниты; 7 - эльджуртинские граниты; 8 – зоны разломов (I – Скарнового, II – Слепой залежи); 9 – пироксен-плагиоклазовые и известково-силикатные роговики, местами скарнированные; 10 – скарны и пироксен-плагиоклазовые породы; 11 – сланцы. Песчаники и конгломераты раннеюрского возраста; 12 – кварцевые плагиопорфиры; 13 – разломы; 14 – липариты; 15 – 17 – осевые линии шарниров: 15 – ранних антиклинальных изоклинальных складок, 16 – синклинальных, 17 – поздних наложенных складок; 18 – схематическое изображение складок волочения. 

 

Формация бороносных скарнов.

Дальнегорское месторождение расположено на Дальнем Востоке (рис. 5.27). Известняки верхнего триаса, с которыми связаны промышленные залежи, подстилаются и перекрываются песчано-сланцевыми породами того же возраста. Отложения прорваны гранитоидами (гранит-порфиры, гранофиры, диориты) палеогенового возраста, дорудными и внутрирудными дайками диабазовых и андезитовых порфиритов. Скарны развиты как по известнякам, так и по песчано-сланцевым породам. В скарнах рудные минералы – датолит и данбурит обычно равиты по более ранним скарновым минералам: волластониту, гранату, пироксену, а также по кальциту и кварцу.

Рудные тела имеют форму линзо- и пластообразных залежей, реже неправильную. Структура руд крупно-, средне- и мелкозернистая; текстура полосчатая, пятнистая, друзовая, брекчевидная и др.