Промышленные типы месторождений апатита

В геоисторическом плане апатитовые и комплексные апатитсодержащие месторождения принадлежат к различным минерагеническим эпохам и связаны с различными формациями горных пород. Наиболее благоприятными для формирования месторождений были условия активизации древних платформ с типоморфными формациями агпаитовых нефелиновых сиенитов и щелочно-ультраосновных карбонатитовых комплексов. С режимом протоактивизации (в раннем протерозое) связано формирование древних щелочно-ультраосновных комплексов с апатитовой и апатит-редкометальной минерализацией.

Среди промышленных месторождений апатита выделяется ряд генетических типов: магматические, карбонатитовые, скарновые, гидротермальные, метаморфогенные, месторождения выветривания. В России наибольшую промышленную ценность представляют магматические и карбонатитовые месторождения.

Апатитовые руды разнообразны. По минеральному составу они подразделяются на силикатно-оксидные, силикатные, карбонатно-силикатные, карбонатные и гидросиликатно-гидрооксидные. Наиболее легко обогащаются силикатные (апатит-нефелиновые) руды. Наиболее трудно – карбонатные и гидросиликатно-гидрооксидные. В легкообогатимых рудах извлечение P₂O₅ в апатитовый концентрат превышает 90%, в труднообогатимых – составляет менее 70%.

Магматические (позднемагматические) месторождения. Среди этих месторождений выделяют три формации: апатитовую, апатит-нефелиновую, апатит-магнетитовую.

Месторождения апатитовой формации связаны с габбро-сиенитовыми интрузиями, которые приурочены к участкам пересечения глубинных разломов. Это сложные многофазные тела с бедными апатитовыми рудами (содержание P₂O₅ 2-4%), однако руды хорошо обогащаются и в концентрате содержание P₂O₅ 35%, запасы руд значительные. Примером является Ошурковское месторождение в Бурятии.

Месторождения апатит-нефелиновой формации являются главнейшим геолого-промышленным типом месторождений, с которым связана подавляющая часть запасов и добычи этого сырья. Месторождения приурочены к крупным многофазным концентрически-зональным интрузиям агпаитовых нефелиновых сиенитов и ийолит-уртитов. Это месторождения Хибинского и Ловозерского массивов (Кукисвумчорр, Юкспор, Расвумчорр и др.). За рубежом массивы нефелиновых сиенитов известны в Гренландии, Бразилии, Канаде.

Рис. 22. Геологическая схема продуктивного ийолит-уртитового комплекса Хибинского массива и типичные разрезы месторождений апатит-нефелиновых руд:

1 — хибиниты трахитоидные; 2 — рисчорриты массивные; 3 — уртиты, ийолиты, ювиты, малиньиты, мельтейгиты, луявриты трахитоидные; 4 — уртиты массивные, пегматоидные, неравномерно- и среднезернистые; 5—6 — апатит-нефелиновые руды: 5 — массивные, пятнистые, пятнисто-полосчатые, полосчатые, линзовидно-полосчатые, сетчатые, блоковые, 6 — брекчиевые; 7 — луявриты массивные; 8 — фойяиты трахитоидные. Месторождения: I — Партомчорр, II — Куэдьпор, III — Кукисвумчорр, IV — Юкспор, V .— Апатитовый цирк, VI — Плато Расвумчорр, VII — Эвеслогчорр, VIII —Коашва, IX — Ньоркпахк, X — Олений ручей

Массивы представляют интрузии, развитые на щитах и краевых зонах платформ. Их площади варьируют от первых десятков до первых тысяч квадратных километров. Рудные тела представляют собой протяженные (несколько километров) пластовые и линзовидные залежи, осложненные раздувами и пережимами, с закономерным пространственным распределением различных типов руд, либо менее крупные, кулисо расположенные залежи сложной формы, объединяющиеся в зоны, с широким развитием брекчиевых руд. Залежи и зоны выполняют центриклинальные конические разломы, залегая согласно с вмещающими ийолит-уртитами. Промышленные руды месторождений Хибинского массива (рис. 22), составляют ¾ запасов России при среднем содержании 14-18% P₂O₅. Руды хорошо обогащаются, в концентрате содержание P₂O₅ 39,4%. Характерны повышенные содержания P, F, Cl, Ti, Zr, Nb, Sr, TR. Руды сложены преимущественно апатитом, нефелином, эгирином, менее распространены сфен и титаномагнетит. Текстуры сетчатые, линзовидно-полосчатые, пятнистые, пятнисто-полосчатые, встречаются также сплошные апатитовые руды. Промышленное значение кроме апатита имеет нефелин, практический интерес могут представить сфен и редкие земли.

Месторождения апатит-магнетитовой формации связаны с габбро-сиенитами, габбро-пироксенит-дунитами (месторождение Кирунаваара и другие в Северной Швеции). Руды комплексные: апатит ассоциирует с магнетитом. Промышленные руды содержат 58-70% железа и 0,01-3,6% P₂O₅.

Карбонатитовые месторождения приурочены к массивам центрального типа ультраосновных щелочных пород, штокам и дайкам карбонатитов. Размещение массивов контролируется зонами глубинных разломов, чаще приуроченных к краевым частям платформ. Руды часто комплексные: апатит-магнетитовые, апатит-флогопитовые, апатит-редкоземельные. В России на долю этих месторождений приходится 11,8% запасов P₂O₅ (по апатитовым рудам). Содержание P₂O₅ в среднем составляет около 7%, иногда достигает 20%. Наиболее изученными месторождениями этого типа являются Ковдорское на Кольском полуострове, Белая Зима, Большое Саянское, Томптор в Сибири, Палабора в ЮАР, Сукулу в Уганде. Сокли в Финляндии и др.

Апатитоносные тела разнообразны по форме и условиям залегания. Это кольцевые и конические дайки, линзо-, серповидные и линейно вытянутые крутопадающие тела, штоки и др. Эти тела выполняют кольцевые, конические, дуговидные, радиальные и линейные разломы и трещины в составе карбонатитовых комплексов. Запасы P₂O₅ первые сотни миллионов тонн. Полезными компонентами, кроме апатита, являются флогопит, нефелин, редкометальные минералы (бадделеит, пирохлор и др.), магнетит, фторкарбонаты редких земель.

Э к з о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я

Месторождения выветривания связаны с корами выветривания карбонатитовых массивов. Плащеобразные залежи гипергенных апатитовых руд представлены лимонит-франколитовыми рудами, залегающими в нижней части коры выветривания на частично карстообразной поверхности коры. Руды рыхлые, глинистые и каменистые. В составе руд : апатит, франколит, вермикулит, глинистые минералы, редкометальные минералы.

Среднее содержание P₂O₅ около 16%. Подобные месторождения известны на Ковдорском, Томпторском, Нижнесаянском, Белозиминском месторождениях в России (рис. 23).

Рис. 23. Геологический разрез апатитоносной коры выветривания Белозиминского массива (по В. Г. Кузнецову):

1 — аллювий; 2 — делювий; 3 — карбонатная охра; 4 — обохренная «сыпучка»; 5 — необохренная сыпучка; 6 — карбонатиты кальцитовые; 7 — карбонатиты анкеритовые; 8 — ийолиты; 9 — буровые скважины.