Лекция 6 (2 часа). Карбонатитовые месторождения

Реферат

Общая характеристика. Генетические гипотезы, этапы и стадии формирования рудоносных массивов. Форма карбонатитовых тел, зональность карбонатитовых массивов. Примеры месторождений (апатит-магнетитовых, флогопитовых, медных).

Вопрос 1. Общая характеристика

Карбонатиты на 80−90% состоят из карбонатных минералов. В них также присутствует апатит, флогопит, титаномагнетит, магнетит и редкие минералы бадделит (ZrO 2 ), 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. На территории России подобные массивы выявлены в Карелии, на Кольском полуострове, в Восточной Сибири, Приморье. За рубежом они известны в США, Канаде, Бразилии, ФРГ, Швеции, Норвегии, Финляндии, Гренландии, Австралии, Индии, Афганистане, ряде районов Африки. В плане штокообразные интрузивы ультраосновного — щелочного состава с карбонатитами занимают километры, десятки километров. Например, Кондерский массив (Алдан) в диаметре — 5,5 км. Ковдорский массив (Кольский полуостров) имеет площадь 40 км 2 . Возраст карбонатитов разнообразный: на Алдане — докембрийский, на Кольском полуострове — герцинский, в Бразилии, Канаде — киммерийский, в Африке — альпийский. Образование связано с тектономагматической активизацией древних континентов.

Карбонатитовые массивы относятся к многофазовым интрузиям центрального типа и характеризуются концентрически зональным строением. Среди карбонатитов встречаются «открытые» — когда ультраосновная магма достигает поверхности Земли и изливается, и «закрытые» — не доходившие в момент образования до поверхности. Вертикальный размах карбонатитов не менее 10 км. В СССР карбонатитовые тела вскрывались скважинами на глубинах порядка 0,5 км, при этом они не выклинивались.

Вопрос 2. Генетические гипотезы, этапы и стадии формирования рудоносных массивов.

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 (800−600С), ксенолиты обломков ультраосновных и щелочных пород, изотопы O, C, Mg, Sr, указывающие на мантийный источник, флюидальная текстура карбонатитов.

6 стр., 2828 слов

Редкие металлы-металлы будущего

... части массива, поэтому их добыча не представляет больших трудностей. Таким образом, при нормальной работе Ловозерского комбината Россия будет обеспечена не менее чем двадцатью редкими металлами, и ... по утверждению специалистов, определяется масштабами потребления не столько чугуна и стали, сколько редких металлов. Редкие элементы - это своего рода витамины промышленности. И подобно тому, как ...

Согласно магматической гипотезе ультраосновные магмы формируются на глубинах более 100 км. При их обогащении Ca, Na, CO 2 и остывании до температуры 900С возможна ликвация с отделением карбонатного расплава. Это возможно по пути следования в промежуточных магматических камерах на глубинах не менее 30−40 км.

Вулкан Ол Доньо Ленгаи (Ol Doinyo Lengai).

Фото Clem23.

Высота.

2,960 метров.

Минимальная глубина (для подводных вулканов).

}.

Местоположение.

Танзания.

Координаты.

2°45?5?S, 35°54?8?E.

Геодинамическая обстановка.

Рифт.

Последнее извержение.

Ол Доньо Ленгаи (Ol Doinyo Lengai), Исторические извержения, Ол Доньо Ленгаи

Гидротермальная гипотеза . На всех карбонатитовых месторождениях имеются признаки гидротермально-метасоматического происхождения карбонатов:

  • 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 200С);
  • в) зависимость состава темноцветных и акцессорных минералов от состава замещаемых силикатных пород.

Так, Л. Бородин полагает, что все карбонатиты метасоматические. И только ультраосновные породы в карбонатитовых массивах имеют интрузивную природу. Щелочные разности пород образуются за счет нефелинизации пироксенитов.

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 3. Форма карбонатитовых тел, зональность карбонатитовых массивов.

Вопрос 4. Примеры месторождений (апатит-магнетитовых, флогопитовых, медных).

Полезные ископаемые карбонатитового генезиса можно представить в виде обобщенной модели, где определенный тип полезного ископаемого соответствует разной глубине формирования в трубообразном магматическом теле. На глубине 3−6 км от поверхности формируются железо, ниобий, фосфор. В средней зоне (3−2,5 км) — ниобий, тантал, редкие земли, церий, селен, фосфор, железо, флогопит. В верхней зоне из постмагматических (посткарбонатитовых) растворов образуются флюорит, барит, стронцианит. И в приповерхностной зоне накапливаются торий, редкие земли.

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 P2 O5 10 — 15%;
  • 2) флогопитовые карбонатиты, образованные на контакте железо-магнезиальных пород со щелочными и представленные крупными зонами слюд, флогопитовыми жилами и прожилками, неравномерной вкрапленностью; качество слюды невысокое, содержание её от десятков и сотен килограммов в кубическом метре до сплошных слюдяных масс (Ковдорское месторождение); в коре выветривания по флогопитам на Ковдорском месторождении образовываются богатые залежи вермикулитовых руд;
  • 3) карбонатиты с медными рудами — месторождение Палабора (ЮАР) с запасами меди 1,5 млн. т; массив ультраосновных — щелочных пород представлен трубообразным телом в диаметре 0,5−0,7 км; центральная часть — карбонатиты, периферическая — магнетит-апатитовые руды; в карбонатитах — вкрапленники борнита, халькопирита

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/karbonatitovyie-mestorojdeniya/

: [1] , с. 82−90; [2] с. 66−77; [3], с. 103−108.

Проектные задания студентам по самостоятельной работе по теме 6.

Проанализировать сильные и слабые стороны различных генетических гипотез формирования карбонатитовых месторождений. Дать характеристику строения и практической ценности карбонатитов.

Вопросы для самоконтроля знаний:

  • 1. Из каких минералов состоят карбонатиты?
  • 2. С какими комплексами магматических пород связаны карбонатиты?
  • 3. В каких геологических обстановках образуются карбонатиты?
  • 4. Какое строение имеют карбонатитовые массивы?
  • 5. При каких температурах формируются карбонатиты?
  • 6. В чем заключается магматическая гипотеза образования карбонатитов?
  • 7. Какие данные свидетельствуют о гидротермально-метасоматическом происхождении карбонатитов?
  • 8. Привести пример полезных ископаемых карбонатитового генезиса.