научная статья по теме НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ФОСФОРА В ЦЕНТРАЛЬНОЙ РОССИИ Математика

Текст научной статьи на тему «НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ФОСФОРА В ЦЕНТРАЛЬНОЙ РОССИИ»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 441, № 1, с. 88-91

ГЕОХИМИЯ

УДК 550.42:553.64(470.321/324)

НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ФОСФОРА В ЦЕНТРАЛЬНОЙ РОССИИ

© 2011 г. Член-корреспондент РАН Н. М. Чернышов, В. Л. Бочаров

Поступило 28.06.2011 г.

Потребность сельского хозяйства в высококачественных фосфатсодержащих удобрениях удовлетворяется в нашей стране далеко не полностью, а при существующих темпах роста их производства разведанных запасов фосфатного сырья уже в ближайшее время будет недостаточно. Наиболее перспективный путь расширения сырьевой агрохимической базы — вовлечение в промышленное использование апатитовых месторождений кар-бонатитового типа. Эта проблема актуальна не только для районов Сибири и Дальнего Востока, но и для центральных районов европейской части страны, где известны апатитовые месторождения в карбонатитовых комплексах и существуют крупные предприятия по производству минеральных удобрений. Апатитоносные карбонатиты в настоящее время играют значительную роль в общем балансе агрохимического сырья (мировые разведанные запасы 830 млн т, в том числе Р205 140 млн т). Следует отметить, что рудный комплекс карбонатитовых месторождений включает кроме апатита магнетит, ильменит, слюды, редкие металлы, редкие земли, стронций.

В этой связи особый интерес приобретают апатитовые руды протерозойских линейно-трещинных массивов, одним из наиболее перспективных среди которых является Дубравинский, расположенный среди метаморфических образований Воронежского кристаллического массива в юго-западной части КМА [1]. Массив представляет собой вытянутое дугообразное интрузивное крутопадающее (75°—80°) тело с общим юго-восточным склонением, протяженностью 7 км при максимальной ширине (в плане) 600 м (рис. 1).

Внутренняя структура Дубравинского массива определяется наличием трех интрузивных фаз: 1) ранняя щелочно-ультрамафитовая, представленная преимущественно щелочными пироксенитами (эгирин-авгитовыми) и редко субкальциевыми ди-опсидитами, иногда с оливином; 2) последующая собственно карбонатитовая, сформировавшая кальцитовые и реже доломит-кальцитовые кар-бонатиты, силикокарбонатиты и апатитовые ру-

Воронежский государственный университет

ды; 3) завершающая граносиенитовая малых интрузивных тел, даек и жил щелочных гранитов и сиенитов [2].

Вскрытая мощность сопряженных тел щелочных пироксенитов, карбонатитов и щелочных сиенитов составляет 450—500 м при общем падении под углом 65°—75° к горизонту (рис. 2). Разрез в целом отражает полосчатое чередование щелочных силикатных пород и карбонатитов, залегающих между сиенитами в нижнем (лежачем) и фе-нитами в верхнем (висячем) боку интрузивного тела. Верхний эндоконтакт щелочных пироксенитов на границе с фенитами сопровождается маломощной зоной существенно щелочно-амфибо-ловых пород с гнездовыми скоплениями апатита, биотита, магнетита и сфена.

Карбонатиты и силикокарбонатиты (силикат-но-карбонатные породы) являются генетически едиными образованиями карбонатитового расплава, внедрявшегося по каналам предшествующих интрузий щелочных пироксенитов и оказавшего на последние интенсивное влияние, о чем свидетельствует большой объем кальцитизиро-ванных пироксенитов и наличие контактово-ре-акционных метасоматитов. Размещение главных полезных минералов (апатита, магнетита, сфена) в пределах карбонатитовых тел носит неравномерный характер — от рассеянного состояния до гнездовых, линзовидных, полосовидных скоплений и собственно пластовых апатитовых и магнетит-апатитовых руд с максимальной мощностью до 15 м. Руды находятся как среди силикокарбо-натитов, так и в лейкократовых (нельсонитах) и мезомеланократовых карбонатитах. Такое положение свидетельствует о более позднем по отношению к щелочным пироксенитам заполнении локальных разрывных нарушений рудной составляющей карбонатитового расплава.

С учетом апатитсодержащих минеральных па-рагенезисов в пределах Дубравинского месторождения выделены четыре типа руд (табл. 1). Первый тип — апатит-сфен-силикатный — соответствует, по нашему мнению, докарбонатитовому, а остальные три — апатит-силикатный в силикокарбонати-тах, апатит-карбонатный в мелано- и лейкокар-бонатитах и апатит-магнетитовый в севитах и

(а)

11> ===!

5

Рис. 1. а — схема структурно-формационного районирования Воронежского кристаллического массива [1]: ВУ — Вол-го-Уральский сегмент, ПЧ — Пачелмский авлакоген, ПК — Прикайспийская впадина, ДД — Днепровско-Донецкий авлакоген, УЩ — Украинский щит, ОВ — Оршанская впадина; 1 — мегаблок КМА (макроблоки: 1-1 — Красногорско-Рославльский, 1-2 — Брянский, 1-3 — Ливенско-Ефремовский, 1-4 — Курско-Белгородский); 2 — Хоперский мегаблок (макроблоки: 11-1 — Калач-Эртильский, 11-2 — Камышинский, 11-3 — Варваринский); 3 — Лосевская шовная зона; 4 — Волынско-Двинский вулканоплутонический пояс; 5 — Ольховско-Шукавская грабенсинклинальная структура. б — геологическая схема Дубравинского массива (восточное продолжение субширотной ветви не показано): 1 — щелочные пироксениты, 2 — карбонатиты, 3 — сиениты, 4 — щелочные граниты, 5 — фениты, 6 — вмещающие гнейсы, мигматиты, амфиболиты, 7 — профили скважин, 8 — положение краевых скважин в профилях.

90

ЧЕРНЫШОВ, БОЧАРОВ

скв. 5406 скв. 5402 скв. 5449

I I

* 7 ' ^8 9 / 700 10

Рис. 2. Геологический разрез Дубравинского массива (породы осадочного чехла не показаны). 1 — щелочные пироксениты кальцитизированные, участками микроклинизированные, 2 — апатитоносные карбо-натиты, 3 — силикокарбонатиты с участками нельсо-нитов, 4 — магнетит-апатитовые руды, 5 — существенно биотит-щелочноамфиболитовые метасоматиче-ские породы, 6 — биотитовые метасоматические породы с кальцитом, апатитом, местами контактовые слюдиты, 7 — сиениты, 8 — щелочные граниты, 9 — фениты полосчатые, гнейсовидные биотит-микроклинового состава, 10 — положение скважин и их глубина (м).

нельсонитах — собственно карбонатитовому этапу. Отметим, что основная масса фосфора сосредоточена в карбонатитах, т.е. наиболее продуктивным в отношении апатитового оруденения был карбонатитовый этап развития рудно-магма-тической системы, хотя отдельные локальные скопления богатых апатитовых руд связаны с ранними силикатными породами [3].

Апатит-сфен-силикатные руды установлены в крупнозернистых (пегматоидных) пироксенитах центральной части щелочно-карбонатитового интрузива. Апатит образует гнездообразные скопления крупных (до 1.5—2 мм) кристаллов, при этом

гнезда окаймлены мелкочешуйчатым биотитом. Кроме того, в пироксенитах присутствует мелкозернистый (0.1—0.2 мм) апатит. Руды отличаются высоким содержанием фосфора, однако апатитовые участки маломощные (0.3—1 м). Необходимо отметить, что для этого типа апатитовых руд обычна ассоциация апатита со сфеном в сравнительно слабокарбонатизированных разновидностях пироксенитов.

Апатит-силикатные руды в силикокарбонати-тах не отличаются высоким уровнем концентрации апатита, но охватывают обширную группу пород, более-менее равномерно насыщенных фосфором. Апатит в них распределен неравномерно: наряду со шлировидными обособлениями в ассоциации с амфиболом, биотитом, кальцитом присутствует равномерно рассеянная вкрапленность мелко-среднезернистого апатита, часто вместе со сфеном и магнетитом. Мощность обогащенных апатитом участков, выделяемых по содержанию фосфора в качестве рудных тел, достигает 50—80 м, однако шлировые обособления апатита в их пределах довольно редки.

Апатит-карбонатные руды локализованы в дайкообразных телах разнозернистых лейко-карбонатитов (севитов). Крупнозернистые се-виты содержат главным образом шлировидные выделения хорошо образованных идиоморф-ных кристаллов апатита размером до 2 мм, ассоциирующих со сфеном, магнетитом и ильменитом. В мелкозернистых севитах апатит присутствует в виде агрегатов, образующих полосы шириной от 1 до 3—4 м, в пределах которых концентрируются также биотит и магнетит, вследствие чего руды приобретают характерную полосчатую текстуру. Изредка встречаются сахаровидные агрегаты апатита в кальците, в основном приуроченные к контактовым зонам карбонатитов и вмещающих их силикатных пород. Границы рудных тел практически совпадают с границами лейкокарбонатитов, однако анхимономинеральные карбонатиты распространены только в центральной, наиболее мощной части массива, и, несмотря на более высокое, чем в силикокарбонатитах, содержание фосфора, обладают заметно меньшими ресурсами полезного компонента.

Особое место занимают полосчатые средне-зернистые апатит-магнетитовые руды нельсони-тового типа с объемным соотношением апатита и магнетита от 1 : 1 до 2 : 1. Руды локализованы в виде самостоятельного линзовидного тела в центральной части массива на контакте силикокар-бонатитов с кальцитовыми и кальцит-доломитовыми лейкокарбонатитами. В ряде случаев наблюдается постепенный переход апатит-маг-нетитовых руд в апатитсодержащие карбонатиты с сохранением полосчатой текстуры. Видимая мощность рудного тела по разрезам скважин со-

Таблица 1. Содержание Р205 в рудах докембрийских апатитовых месторождений

Типы апатитоносных пород и руд Число опре- Содержание P2O5, %

делений от до среднее

Дубравинское (КМА)

Апатит-сфен-силикатный в пироксенитах 5 18.5 24.8 22.5

Апатит-силикатный в силикокарбонатитах 21 2.25 9.2 5.11

Апатит-карбонатный в карбонатитах 20 2.82 12.5 7.34

Апатит-магнетитовый в нельсонитах 21 8.62 22.5 17.15

Средневзвешенное по рудам 67 7.45

Новополтавское (черниговский комплекс, Украинское Приазовье [4])

Апатит-силикатный в твейтозит-пироксенитах 3 3.02 11.79 6.92

Апатитовый в кимберлитовых карбонатитах 14 3.2 5.54 4.12

Апатит-карбонатный в севитах, альвикитах, бефорситах 148 1.83 12.59 3.93

Апатит-магнетитовый в фоскоритах 7 6.9 28.56 15.74

Средневзвешенное по рудам 172 6.85

Тикшеозерское (Северная Карелия [5])

Апатит-карбонатный в карбонатитах 106 3.45 11.4 7.4

Апатит-титаномагнетитовый в пироксенитах 27 3.27 6.46 4.86

Апатит-сфен-силикатный в пироксенитах 6 2.64 5.41 4.05

Средневзвешенное по рудам 139 5.44

ставляет 15—40 м. Важно подчеркнуть, что апа-тит-магнетитовые руды, как правило, связаны с севитами, что отличает их от апатит-карб

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Математика»