ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2014, том 56, № 1, с. 70-92
УДК 553.068.36:641
КОВДОРСКОЕ АПАТИТ-ФРАНКОЛИТОВОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ -ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ФОСФАТНЫХ РУД © 2014 г. А. В. Лапин*, А. П. Лягушкин**
*Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов 121357, Москва, ул. Вересаева, 15 ** Государственный институт горнохимического сырья 140000, Люберцы, Октябрьский проспект, 259, корп. "А" Поступила в редакцию 29.04.2013 г.
На основе изучения материалов разведочных работ 2010—2012 гг. Ковдорского апатит-франколитово-го месторождения рассматривается минеральный и химический состав фосфатных руд, их структуры и текстуры, а также распределение в них элементов-примесей. Приведен состав главных, второстепенных и акцессорных минералов. Дается типизация руд в зависимости от их состава, качества, структурно-текстурных особенностей и обогатимости. Обосновывается остаточно-инфильтрационный генезис апатит-франколитовых руд, занимающих закономерное положение в латеритном профиле выветривания карбонатитов в качестве зоны вторичного фосфатного обогащения. Рассматриваются перспективы Ковдорского месторождения и данного типа руд в целом в наращивании сырьевого потенциала фосфора.
Б01: 10.7868/80016777013060051
ВВЕДЕНИЕ
Постепенное исчерпание традиционных источников фосфатного сырья, таких как фосфориты и апатитовые руды Хибин, выдвигает на первый план задачу замещения выбывающих ресурсов новыми перспективными месторождениями и типами руд. Одним из реальных перспективных источников фосфатного сырья могут стать апатит-фран-колитовые руды, достаточно часто встречающиеся в карбонатитовых комплексах.
Месторождения и рудопроявления этого типа известны во многих карбонатитовых комплексах различных провинций мира, расположенных как на территории Российской Федерации — Ковдор в Карело-Кольской провинции, Ессей и Ыраас в Маймеча-Котуйской провинции, Татарское (Восточная рудная зона) на Енисейском кряже, Чук-тукон на Чадобекском поднятии, Томторское в Восточном Прианабарье, так и за рубежом — Сок-ли (Финляндия), Араша, Каталан, Морро де Сер-роте в Бразилии, Мабуни в Габоне, Маунт-Вельд в Австралии и др. (табл. 1).
Вовлечение месторождений этого типа в сферу промышленного освоения является задачей ближайшего будущего. Вместе с тем, при несомненных достоинствах данного типа оруденения, имеется ряд проблем, которые осложняют освоение этих месторождений.
Адрес для переписки: А.В. Лапин. E-mail: lapin@imgre.ru
К достоинствам апатит-франколитовых руд следует отнести сравнительно высокие содержания в них Р2О5, которые нередко достигают значений, близких к предельным в фосфатах апатитовой группы. Освоению этих руд часто благоприятствует их расположение недалеко от поверхности и в непосредственной близости от разрабатываемых или потенциальных месторождений апатита, пи-рохлора, вермикулита и других видов сырья, нередко соседствующих с ними на площади одних и тех же карбонатитовых комплексов.
Это в полной мере относится к Ковдорскому апатит-франколитовому месторождению, которое соседствует с разрабатываемыми в этом же массиве апатит-магнетитовым, флогопитовым и вермику-литовым месторождениями. Поскольку верхние части апатит-магнетитового месторождения уже отработаны и предстоит переход к подземной добыче, апатит-франколитовые руды рассматриваются как сырьевой резерв разрабатываемого апатит-магне-титового месторождения, способный поддержать действующие мощности по производству апатитового концентрата.
Однако подчас даже геолого-генетическая идентификация оруденения этого типа сопряжена с определенными проблемами, а некоторые особенности геологического положения, состава и технологических свойств создают сложности, которые препятствуют освоению апатит-франко-литовых руд.
Одно из существенных препятствий на пути к освоению апатит-франколитовых руд — это весь-
Таблица 1. Главные месторождения апатит-франколитовых руд и их параметры
Месторождение Категория запасов, ресурсов Запасы руды, млн т. Средние содержания Р2О5, % Ресурсы Р2О5, млн т. Попутные компоненты
Ковдор Запасы в контуре предполагаемого карьера (С1 + С2) 43.7 16.77 7.3 Магнетит, вермикулит, бадделеит
Сокли Запасы (С1 + С2): месторождение в целом, в т.ч. богатые руды 92.7 14.8 14.63 21.6 13.6 3.2 Пирохлор
Татарское Восточная рудная зона Ресурсы Р1, франколитовые руды в карстовых полостях известняков 5.45 23.69 1.54
Чуктукон Ориентировочные ресурсы 290 13.75 39.9 —
Томтор Ориентировочные ресурсы 3000 14-20 420-600 Пирохлор
Ессей Ресурсы Р1, Р2 217 13.8 30 Магнетит, лимонит
Ыраас Ресурсы Р1 580* 73** 10.4 23.1 60 17 Магнетит
Араша (Бразилия) Предполагаемые ресурсы 460 15.01 69.0 —
Каталан (Бразилия) Предполагаемые ресурсы 250 10.48 26.2 —
Морро до Серро-те (Бразилия) Предполагаемые ресурсы, в т.ч. богатые руды 18.0 2.0 10.0 29.0 1.8 0.56 —
Маунт Вельд (Австралия) Предполагаемые ресурсы n.102-n.103 15-20 n.10-n.102 Пирохлор
Мабуни (Габон) Предполагаемые ресурсы ~ 40.0 24.0 ~9.6 -
Примечание.* —смешанные франколит-апатит-магнетитовые руды; ** —франколитовые руды.
ма неравномерная изученность их проявлений, которые включают как детально разведанные объекты, так и, по большей части, перспективные проявления и прогнозируемые месторождения.
С учетом этого в настоящей статье приводится описание наиболее детально изученного и готовящегося к освоению Ковдорского апатит-фран-колитового месторождения, при этом акцент делается на особенностях состава руд, условиях их формирования и размещения. Авторы надеются, что опыт изучения этого месторождения будет способствовать как освоению других, уже известных месторождений, так и открытию новых проявлений апатит-франколитовых руд.
Прежде чем перейти к описанию месторождения следует сказать несколько слов об истории изучения апатит-франколитовых руд и основных гипотезах их формирования.
Насчет генезиса апатит-франколитовых руд в разное время высказывались различные точки зрения. Н.А. Волотовская, впервые описавшая апатит-франколитовые (апатит-штаффелитовые, по Н.А.В.) руды в Ковдорском массиве, рассматривала их как наиболее поздние гидротермаль-
ные образования комплексного массива ультраосновных, щелочных пород и карбонатитов (Волотовская, 1960). В работах Л.С. Егорова (Егоров, 1975 и др.) подобные образования нередко описывались как нельсониты, которым свойственно эндогенное магматическое происхождение. Некоторые авторы (Н.И. Краснова, 1979; и др.) предполагают для подобных руд возможность как низкотемпературного гидротермального, так и гипергенного происхождения.
Однако позднее сравнительный анализ отечественных и зарубежных месторождений апатит-франколитовых руд позволил обосновать их экзогенное происхождение и показал, что эти руды являются закономерным продуктом латеритного выветривания карбонатитов, занимая вполне определенное положение в зрелом латеритном профиле их выветривания (Лапин, 1988, 1991; Лапин, Тол-стов, 1995, 2011; Терновой,1977; и др.).
Согласно результатам сравнительного анализа месторождений апатит-франколитовых руд, их геолого-генетическая позиция определяется приуроченностью к нижним горизонтам латеритной коры выветривания карбонатитов. Выше них
обычно располагается зона латеритных охр или зона выщелачивания и гидролиза, которая отличается исключительно высокими содержаниями оксидов и гидроксидов железа и марганца при относительно небольших концентрациях фосфора преимущественно в форме вторичных двойных водных фосфатов группы крандалита-флоренси-та, а также вторичного монацита. Как будет показано ниже, особенности распределения фосфора и его баланс в латеритном профиле выветривания позволяют рассматривать зону апатит-франколи-товых руд в качестве зоны вторичного фосфатного обогащения или зоны вторичного переотложения фосфора, подстилающей зону выщелачивания и выноса главных компонентов карбонатитов, включая и фосфор.
Важно отметить, что условия для сохранения полного профиля латеритного выветривания кар-бонатитов, предполагающие тектоническую стабильность территории с тенденцией к ее медленному погружению, реализуются далеко не всегда. В тектонических блоках с устойчивой тенденцией к активному воздыманию коры выветривания часто сильно эродированы и могут быть представлены только корневыми частями латеритного профиля. Именно такая ситуация наблюдается в Ковдорском месторождении, в котором зона охр полностью эродирована и на поверхности обнажаются средние и нижние части зоны апатит-франколитовых пород. Близповерхностные условия локализации орудене-ния благоприятствовали наиболее раннему открытию, изучению и подготовке к освоению Ковдор-ского апатит-франколитового месторождения среди всех месторождений этого типа. Значительный вклад в изучение Ковдорского месторождения внесли геологи А.П. Афанасьев, Б.В. Афанасьев, Н.И. Краснова, Л.В. Кулачков, Л.С. Лепский, О.М. Римская-Корсакова, Б.И. Сулимов, В.И. Терновой и другие.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Ковдорское апатит-франколитовое месторождение приурочено к коре выветривания кальцито-вых карбонатитов и расположено в юго-западной приконтактовой части Ковдорского массива и его экзоконтактового ореола. Кальцитовые карбонати-ты образуют здесь систему сближенных крутопадающих в сторону массива концентрически расположенных жильных тел в фенитах, ийолит-мельтейги-тах и твейтозитах. Наиболее крупные из этих тел имеют мощность до 500—800 м и прослеживаются по простиранию на несколько километров.
Размещение апатит-франколитовых руд в целом повторяет конфигурацию карбонатитовых тел, они развиваются либо непосредственно по карбонатитам, будучи продуктами их глубокого гипергенного преобразования, либо приурочены
к проницаемым зонам в контактах карбонатитов с фенитами (фиг. 1, 2) и в значительной степени образуются за счет переотложения фосфора, вынесенного из зоны гипергенеза карбонатитов. В плане апатит-франколитовые руды, так же как и карбонатиты, слагают концентрически вытянутые дугообразные тела, которые прослеживаются на протяжении около 3 км и по простиранию то сливаются, образуя мощные раздувы (до 300 м), то разветвляются, переходя
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.