Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Фосфатоносные коры выветривания карбонититов Енисейского кряжа и Чадобецкого поднятия

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Фосфатоносные коры выветривания карбонититов Енисейского кряжа и Чадобецкого поднятия"

СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕ010ГИИ, ГЕОФИЗИКИ" И МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

На правах- рукописи

НИКИТИНА Екатерина Ивановна

ФОСФАТОНОСНЫЕ КОРН ВЫВЕТРИВАНИЯ КАРБОНАТИТОВ ЕНИСЕЙСКОГО КРНМ И ЧАДОБВДОГО ПОДНЯТИЯ

04.00.2Г Литология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Новосибирск - 1994

Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте геологии, геофизики и минерального сдрья (СШГИГГиИС)

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических

наук,.профессор Р.Г.Матухин

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук Ю.Н.Занин (ОИГГиМ СО РАН), доктор гедлого-минералогических наук Н.А.Лиза лек (СШИГГиМС)

Ведущая организация - Государственное предприятие

"Красноярскгеолсъёмка"

Защита состоится „30 " июня 1994 г. в 10 час, на заседании специализированного совета К.071.13.01 при Сибирском научно-исследовательском институте геологии, геофизики и минерального сырья, в конференц-зале.

Адрес: 630104, Новосибирск-104, Красный проспект, 67.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СНИИГГиМС.

Автореферат разослан,, 27 " мая 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук Б. Г. Матухина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В Сибири сосредоточено более 30 земельных ресурсов РЬссии, более 26 % ее сельскохозяйственных угодий с общей площадью используемой земли около 30 млн. га. Необходимость широкого, применения в сельском хозяйстве минеральных удобрений, в том; числе фосфорных, является очевидной. В то же время потребность сельского хозяйства в фосфорных удобрениях.удовлетворяется, лишь частично и наиболее остро она ощущается в районах Сибири, где; нет промышленности по их производству. Наблодавщийся постоянный дефицит фосфора в почвах неизбежно приводит к снижении эффективности использования азотных и калийных удобрений.

Все возрастающий дефицит фосфорных удобрений практически не удовлетворяется за счет привоза из соседних регионов и из-за рубежа ввиду высокой ценовой политики, в то время как возможность обнаружения здесь месторождений фосфатных руд, ■ для создания собственной минерально-сырьевой базы, подтверждается комплексом благоприятных геолого-геохимических и геофизических факторов. При современном уровне-геолого-геофизи-ческой изученности территории Сибири (да и всей России), открытие месторождений фосфатных руд, сравнимых по запасам с Ка-ратаускими или Хибинскими, маловероятно. В сложившейся ситуации наибольший интерес приобретают расположенные в экономически благоприятных и доступных районах мелкие и средние месторождения фосфатных руд, пригодные как для получения традиционных химических фосфорных удобрений, так и фосфоритной муки. Технология изготовления последней сравнительно проста, не требует предварительного обогащения сарья и больших капиталовложений. Применение фосфоритной муки в научно-обоснованных и необходимых дозах, является безвредным для окружающей среды. Открытие и ввод в эксплуатацию средних и мелких месторождений с высоким содержанием полезного компонента, позволит в кратчайшие сроки создать минерально-сырьевую базу и снизить дефицит фосфорных удобрений в регионе.

Несомненный интерес для получения фосфоритной муки представляют фосфатные руды коры выветривания.- Изученные нами коры выветривания карбонатитов содержат значительный сырье -

вой потенциал фосфатных руд, характеризуются, как правило, высокими содержаниями фосфора, в несколько раз выше, чей в неизмененных карбона гитах, и благоприятными условиями залегания . (могут разрабатываться открытым способом). Все это позволяет рассматривать их как сырье для непосредственной переработки на фосфоритную муку.

Актуальность проведенных исследований подчеркивают также директивные документы Комитета Российской Федерации по геологии и использованию недр о выполнении поручения Совета Министров -Правительства Российской Федерации от 23.07.93 г. по программе развития Нижнего Приангарья, в том числе в связи с необходимостью переоценки минерально-сырьевой базы этого региона. '

Ос новные зада ч и исследований: I) изучить строение и вещественный состав профиля выветривания карбонатитовых комплексов "центрального" (с ультраосновными щелочными породами) и линейного (сопровождающихся зонами , щелочных метасоматитов) типов и зональность развитых здесь " гипергенных фосфатных руд; 2) выявить особенности формирования и распространения гипергенных фосфатных руд и отражения их в геохимических и геофизических полях; 3) создать многофакторную модель месторождений фосфатных руд кор выветривания карбонатитов с целью выявления прогнозных и поисковых" критериев и признаков, на основе которых обосновать прогнозно-поисковые комплексы и с их помощью оценить перспективы Енисейского кряжа и Чадобецкого поднятия на обнаружение гипергенных фосфатных руд кор выветривания карбонатитов.

Научная новизна работы состоит в следующем: I) детально изучены профили выветривания апатитсоде-ржащих карбонатитов линейного и "центрального" типов, в которых выделены зоны дезинтегрированных и охристых или глинисто-охристых продуктов выветривания, характеризующиеся определенной степенью кислотности-щелочности инфильтрационных вод, создающей в пределах каждой зоны определенные ассоциации гипергенных фосфатных минералов; 2) выявлено влияние сульфидных включений в апатитсодержащих карбонатитах на формирование фра нколишвых или апатит-франколитовых руд; 3) разработаны прогнозно-поисковые комплексы фосфатных руд кор выветривания апатитсодержащих карбонатитов "центрального" и линейно-

го типов; 4) в пределах Енисейского кряжа выделаны перспективные площади на обнаружение фоофатонос.ных кор выветривания апатитсодержащих карЙенатитов (Алманаканская и Верхненойбинс-кая площади).

Мате, риалы для исследований были получены на Татарском, Кийском (Ешсейский кряж) и Чуктукоиском: (Чадобецкое поднятие) месторождениях гипергенных фосфатных руд в период с 1987 по 1991 год. Во время полевых работ были изучены: керны 21 скважины (4087 пог. м); 8 канав (742 пог. м); отобрано 706" проб. В лабораториях СНИИГГиМСа выполнено 152 химических, 425 приближенно-количественных спектральных,, 52 термических, 73 рентгеноструктурных анализов. Изучено 156 шлифов карбонатитов и продуктов их выветривания. Дополнительная информация получена автором из опубликованных источников и фондовых работ.

Практическая значимость работы нашла свое отражелие в опубликованных и рукописных работах, в ряде рекомендаций территориальным геологическим организациям по прогнозной оценке территорий Красноярского края и Иркутской области на гипартенные фосфатные руды.

Апробация. Основные результаты исследований по проблеме фосфатного сырья в целом и гипергенных фосфатных руд кор выветривания карбонатитов, в том числе, нашли отраженна в двух отчетах СНИИГГиМСа и шести публикациях. Они докладывались на XI Геологической научно-пралстичесжой конференции молодых ученых и специалистов Сибири (Новосибирск, 1988), на научно-практической конфефеяции "Актуальные вопроса региональной, геологии Сибири" (Новосибирск, 1990), на научно-практическом совещании "Актуальные проблемы региональной геологии Сибири" (Новосибирск, 1992), а также на НТС ряда геологических экспедиций.

3 а щ.и щаемые положения.

I) Изменения физико-химических условий среды в профиле выветривания апатитсодержащих карбонатитов, определяемые уровнем кислотности-щелочности инфильтрациойных вод, обусловливают образование: двух зон:- дезинтегрированных и охристых или глинис.то-охристых продуктов выверивания, влияют на характер изменения первичного апатита,, вынос и накопление фосфора, в определенных минеральных формах.

2)■Количество сульфидов в апатитсодержащих карбонатитах влияет на минеральный соатав фосфатов в корах выветривания, способствуя образованию франколитовых или апатит-франколииовых руд Спри содержании сульфидов 4.5 - 5.0 и более процентов образуются преимущественно франколитовые, при содержании менее 3.0 % - апатит-франколитовые руды).

3) Прогнозно-поисковые комплексы фосфатных руд кор выветривания карбонатитов "центрального" и линейного типов, нклю-чающие в качестве основных прогнозных и поисковых критериев геотектонические, магматические, метасоматические, литллош-ческие и др., позволяет выявись и оценить площади перспективные на обнаружение фосфатных руд кор выветривания карбонати-товых комплексов определенного типа.

4) В пределах Енисейского "кряжа перспективными на обнаружение гипергенных фосфатных руд кор выветривания карбонатитов линейного типа является Верхйенойбинская площадь, "центрального" - Алманаканекая площадь.

Объем диссертации. Работа содержит 194 страницы машинописного текста и состоит из введения, 4 глав и заключения, сопровождающихся 31 таблицей, 14 рисунками и списком литературы, включающим 130 наименований.

В процессе написания работы автор пользовался подробными консультациями и советами по всем вопросам фосфогенеза В.Г. Матухиной, на начальном' этапе исследований автору активно способствовали И,В. Суховерхова и H.A. Гладков, постоянную помощь, консультации и дружескую поддержку оказывали В..Н, Терехов, H.H. Соколов, Н.И. Светлицкий, В.М. Алтухов,;Т.Р.. Григорьева.

В процессе оформления работы автор польаозался помощью сотрудников СНИИГГиМСа - A.A. Макарочкина, О.Д. Разумовой, Е.А. Гладкой, Н.В. Дроздовой, JI.H. Семеновой, при проведении полевых и камеральных работ - сотрудников ГШ "Красноярскгео-логия и-ГП "Красноярскгеолсьемка".

Большую помощь в разработке и осуществлении программы исследований оказал научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, нрофессор Р.Г. Матухин. Автор всем выражает свою искреннюю благодарность.

Г. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ АПАТИТСОДЕРЖЩИХ КАРБОНАТИТОВ В ПРОШЕ ВЫВЕТРИВАНИЯ

С корами выветривания пород различного состава и генезиса связано формирование ряда гипергетных полезных ископаемых, в.- том числе и фосфатов.

Изучением: кор выветривания Сибири, включая Енисейский кряж к Чадабецкое поднятие, занимались многие исследователи. Процессы формирования кор выветривания, образование минеральной зональности, поведение отдельных элемёнтов в профиле выветривания освещены в работах В.И.Бгатова, Ю.Н.Занина, С,П. Казанского, В.П.Казаринова, С.АДашика, Г.В.Козлова, А.В.Лапина, Н.А.Лизалека, В.Г.Матухиной, А.С.Михайлова, А.К.Мкрты-чьяна, Р.С.Родина, 3.Я.Сердюк, М.В.Суховерховой, Р.А.Цыкина, Н.И.Юдина и др.

Наиболее продуктивным субстратом для формирования гипер-гетных фосфатных руд являются апатитсодержащие карбонатные породы и карбонатиты.

Объектом исследования автора явились фосфотоносные коры выветривания апатитсодержащих карбонатитов "центрального" и линейного типов йшсейского кряжа и Чадобецкого поднятия.

Карбонатиты на 60-90 % сложены карбонатными минералами, которые в процессе выветривания интенсивна выщелачиваются; что приводит к многократному концентрированию остаточных минералов и компонентов инеряных в зоне ваветривания, включая и фосфор. Основными факторами процессов выветривания являются климатические услози^ (температура, влажность), уровень грунтовых вод, парциальное давление СО^, рельеф, особенности состава пород в зоне выветривания и др. Одним из важных параметров, во многом определяющим физика-химические условия протекания гипергенных процессов, является кислотность-щелочность жидкой фазы в зоне выветривания. Этот фактор во многом опре;-деляет условия и степень миграции фосфора, а также устойчивость его минеральных форм.

Нидкая фаза, находящаяся с неизмененными карбонатитами в равновесном состоянии ниже уровня грунтовых вод, имеет щелочную среду (рН 8.5-9.0 и более 9.0). Поверхностные атмосферные воды, имеющие кислотный характер, продвигаясь по профилю выветривания- сверху вниз, уменьшают свою■кислотность, приобре-

тая щелочной характер на уровне неизмененных пород субстрата, тем самым создавая своего рода зональность, определяемую физико-химическими параметрами среды выветривания, минеральными формами фосфора и других компонентов, карбонатитов, а также теми или иными преобладающими химияеекимй ¡процессами.

Исходя из теоретических аспектов поведения апатитсодержа-щих карбонатитов в профиле выветривания и строения конкретных их разрезов, автору представляется обоснованным и целесообразным выделение двух зон: дезинтегрированных и охристых или глинисто-охристых продуктов выветривания с соответствующими ассоциациями гипертенных фосфатов.

Зона дезинтегрированных продуктов выветривания формируется в условиях щелочной (рН 8-10), слабощелачной>(рН 7-8) и нейтральной (рН 6-7) сред жидкой фазы и сложена преимущественно начальными продуктами выветривания карбонатитов без. существенного изменения минерального состава и структурно-текстурных особенностей. Апатит, главный концентратор фосфора, в этих условиях устойчив. Вавоо фосфора от общего его количества не превышает 20-30% (Занин, 1975; Михайлов, 1965).

Зона охристых или глинисто-охристых (в зависимости от количества алюмосиликатных включений) продуктов выветривания формируется в условиях кислой и слабокислой сред жидкой фазы СрН 2-6) и сложена продуктами конечного гидролиза, окисления и выщелачивания, непосредственно залегающими на дезинтегрированных породах .. Апатит в этих условиях неустойчив, происходит его интенсивное растворение и вынос в более низкие горизонты профиля выветривания. В верхних частях зоны наблюдается его почти полное отсутствие, в нижних - фосфор, в виде аста-точного апатита и вторичных гипергенных фосфатов, может образовывать обогащенные горийонты с содержанием Р2О5 до 30 %. Преимущественным распространением в этой зоне пользуются вт-ричные фосфаты железа, алюминия, кальция, редких земель.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА Ф0С2АТ0Н0СШХ КСР ВЫВЕТРЖАЩЯ . ' АПАГИТС0ДЕР1АЩИХ КАРБОНАТИТОВ

Карбонатитовые комплексы "центрального" типа (Ковдорский, Кийский; Чуктуконский и др. массивы) характеризуются-округлой; формой, в большинстве случаев с кольцевым расположением ела- . гающих их пород. Карбонатиты, в пределах комплексов, образу-

ют штокообразные тела, конические жилы,.дайки и имеют непосредственную связь с магматическими ультраосновными щелочными породами. Формирование их является типичным проявлением платформенного магматизма в условиях локального, подъема глубинного вещества. Карбонатиты сложно дифференцированны, многостадийны и полифациалъны^ имеют достаточно сложный минеральный состав (Гинзбург, Самойлов, 1983; Лапин, Плошко, 1988).

Карбонатитовые комплексы линейного типа непосредственно не связаны с магматическими ультраосновными щелочными породами, но сопровождаются мощными ореолами щелочных метасомати-тов, залегают согласно с вмещающими толщами. Линейные карбонатитовые комплексы формируются на фоне тектонических напряжений в зоне региональных глубинных разломов подвижных областей и прослеживаются вдоль них на несколько десятков километров (Татарская зона на Енисейском кряже, Черниговская зона, на Украине, Увельдинская зона на 7рале и др.). Становление линейных зон карбонатитов происходит в узком интервале физико-химических параметров, чем определяется одностадийность, монофациальность и'простой минеральный состав.(Багдасаров, Г979; Лапин, Плошко, 1988).

Строение, состав, геохимические и минералогические особенности фосфатоносных кор выветривания апатитеодержащих карбонатитов линейного .типа изучались на Татарском месторождении, приуроченном к зоне Татарского глубинного разлома на Енисейском кряже, "центрального" типа - на месторождениях: Кийском - на Енисейском кряже., Чуктуконском - на Чадобецком поднятии.

Формирование гипергенных фосфатных руд выше перечисленных месторождений происходило в мезозойско-кайнозойское время.

2.1. Татарское месторождение (размещение, строение, состав, минералогические особенности)

Татарское месторождение гипергенных фосфатных руд и связанные с ними роля развития карбонатитов и щелочных метасо- ■ матитов приурочены к западному крылу Татарской антиклинальной зоны и контролируются одноименным глубинным разломам.

Татарское месторождение в аэромагнитном поле отображается отрицательной аномалией интенсивностью до 200 нТл, обрам-

ленной положительными линейно-вытянутыми аномалиями'различной напряженности , в гравитационном поле - интенсивной отрицательной аномалией, в гаммаспектрометрическом поле - линейно-вытянутыми аномалиями интенсивностью до 50 мкр/час. Участки развития кор выветривания фиксируются локальными гравитационными .аномалиями, во вторичных ореолах рассеяния - повышенными (относительно фона) содержаниями фосфора, лантана, ниобия, стронция, бария-, марганца, иттрия, церия.

Карбонатиты и щелочные метасоматиты образуют субмеридиональную зону, прослеживаемую по простиранию более чем на 22 км при ширине 2.0-2.5 км, сформировавшуюся в результате мета-соматического преобразования литологически неоднородной толщи. Они залегают согласно с вмещающими народами в виде пластооб-разных .тел. Вмещающие породы представлены кальцитовыми и доломитовыми мраморами, кварцитовидными песчаниками, сланцами. Содержание в.мраморах не превышает 0.15.$, в сланцах достигает 2.0 - '

Карбонатиты имеют преимущественно доломитовый состав, основными разновидностями щелочных метасоматитов являются слю-дитн, амфибол-флогопитовые и кальцитовые И доломитовые карбо-натитоподобные породы или карбонатиюиды. Апатитсодержащим субстратом, для формирования фосфатоносных кор выветривания послужили доломитовые карбонатиты и амфибол-флогопитовые ме-тасоматйты с содержанием Р^ 4.0 и б.О % соответственно. Мощность кор выветривания линейного и линейно-карстового морфологических типов 100-160 м, в редких случаях, на отдельных участках достигает 300 и.

В профиле выветривания выделяются зоны: дезинтегрированных и охристых продуктов выветривания. Зона дезинтегрированных продуктов выветривания представлена сильно трещиноватыми, непрочными породами, обохренным щебнем и песком тех же пород с редкими корочками и натечными образованиями франко-лита. Содержание Р205 в продуктах дезинтеграции доломитовых карбонатитов составляет 7.66 %, .амфибол-флогопитовых метасоматитов - 7.63 %. Фосфатные минералы, представлены остаточным ■ апатитом, и. гипергенным франколитоМ'. Первый пользуется преимущественным распространением.

Зона охристых-продуктов, выветривания ело!ена.однородным, относительно выдержанным по составу темно-бу!I

ым, желтовато-

коричневым тонкодисперсным, рыхлым материалом, на 70-85 % состоящим из гетита, гидрогетита, пиролюзита, псиломелана. В качестве характерных второстепенных минералов присутствуют кварц, каолинит, франколит, крандаллит, флоренсит., стронциевая, бариевый и редкоземельный пирохлор. Содержание РдОс достигает 10.78 %.

На Татарском месторождении преимущественным распространением пользуется зона дезинтегрированных продуктов выветрива*-ния.

Апатит. Неизмененный апатит в виде удлиненно-округлых зерен белой, бледно-зеленой или чуть желтоватой окраски наблюдается в карбонатитах, в щелочных метасоматитах группируется в -гнезда, шлиры и мсноминеральные зонжи по контактам карбонатов: и слюд. Подавляющая часть апатита свободна от минеральных включения, по составу относится к фторапатиту. В профиле выветривания остаточный апатит встречается в продуктах зоны дезинтеграции и зоны охристых продуктов (преимущественно в нижних ее горизонтах) в виде корродированных зерен, покрытых пленками оксидов железа и марганца.

Франколит. Основной минерал фосфора гипергенных фосфатных руд. Он распространен в зоне охристых продуктов выветривания, в нижних ее горизонтах, в меньших количествах встречается в зоне дезинтегрированных продуктов, выполняя трещинки и пустоты в породах субстрата, а также образует натечные и почковидные выделения. Окраска минерала белая, за счет оксидов железа и марганца розовая, вишневая, бурая.,

Крандаллит и флоренсит - менее распространенные минералы, встречаются локально, преимущественно в верхних горизонтах зоны охристых продуктов выветривания. Чистые выделения встречаются очень редко, обычно наблюдаются в виде порошкова-тых и скорлуповатых образований совместно с оксидами железа и марганца.

2.2. Кийское месторождение (размещение, строение, состав, минералогические особенности)

Кийское месторождение гипергенных фосфатных руд локализуется в пределах одноименного массива, приуроченного к ядру небольшой брахиангиклинальной складки, сформировавшейся в результате внедрения ультраосновной щелочной магмы. Массив

сложен ультраосновными щелочными породами ийолит-мельтейгит-якупирангитового ряда, нефелиновыми и щелочными сиенитами, а также метасоматическими породами нефелин-апатит-амфиболового, апатит-флогопитового, калишпат-карбонатного состава.

Кийский массив в магнитном поле отображается в виде положительной аномалии округлой формы интенсивностью до 150 нТл, с отдельными локальными эпицентрами до 200 нТл, в гравитационном поле - в виде четкой положительной аномалии округлой формы, в гаммаспе'ктрометрическом поле - аномалиями до 35 мкр/час. Участки развития кор выветривания фиксируются локальными отрицательными аномалиями силы тяжести, во вторичных ореолах рассеяния - повышенными содержаниями (относительно фона) фосфора, ниобия, редких земель, стронция, бария, лантана, церия, иттрия. Ореолы четкие, округлой и изометричной формы.

Карбонатиты слагают крупные тела неправильной формы в центре массива, а также серию мелких жил. Образование их проходило в три стадии, преимущественным распространением пользуются карбонатиты доломитового, анкерит-сидеритового и сидери-тового состава,' причем наблюдаются участки сложенные карбона-титами, резко обогащенными флюоритом и сульфидами (преимущественно марказитом), среднее содержание 1.83 и 3.33 % соответственно.

Апатитеодержащим субстратом для формирования фосфатонос-ных кор выветривания являются карбонатиты и метасоматические породы апатит-амфиболового, апатит-флогопитового и апатит-флогопит-амфиболового состава. Мощность кор выветривания, преимущественно площадного морфологического типа, достигает 100 и более метров. •

В профиле выветривания выделяются зоны: дезинтегрированные и глинисто-охристых продуктов выветривания. Зона дезинтегрированных продуктов выветривания представлена карбонатным щебнем, песком в разной степени обохренными, наблюдаются линзы, гнезда и бесформенные включения охр и глинистых образований.' Апатит в этой зоне устойчив . За счет частичного растворения и выноса карбонатов происходит незначительное увеличение содержаний Р2О5 с 3.33 и Г.83 % в карб'онатитах с включениями сульфидов и с включениями флюорита, до 4.42 и 3.41 % в продуктах их дезинтеграции соответственно. В верхних горизонтах зоны апатит корродирован, имеет матовый иногда-перла-

--------------• ТО

мутровый блеск, часто покрыт пленками оксидов железа и марганца. В виде редких тонких прожилков наблюдаются выделения фран-колита.

Зона глинисто-охристых продуктов выветривания сложена рыхлым тонкодисперсным материалом желтой, бурой, коричневой, черной окраски, представленный оксидами и гидрооксидами железа и марганца, фосфатами, глинистыми минералами. Среди фосфатов преимущественным распространением пользуются гипергенные -франколит, черчит, рабдофанит, флоренсит. Остаточный апатит встречается в нижних горизонтах зоны и только на участках, сложенных карбонатитами с включениями флюорита. Включения сульфидов в карбонатитовом субстрате способствуют поддержанию слабокислой и кислой среды в зоне выветривания за счет интенсивного их окисления, что приводит к активному растворению апатита до полного его исчезновения, вплоть до нижних горизонтов 'зоны дезинтеграции. Содержание в пР°ДУктзх этой зоны достигает 7.66 %.

Апатит. 3 неизмененных породах субстрата образует мелкие, прозрачные белые и бледно-зеленые призматический, кристаллики. Распределен неравномерно, выполняет прожилки, гнезда. По химическому составу относится к редкоземельному фторапатиту. В профиле выветривания апатит непрозрачный, кавернозный, с поверхности и по трещинкам покрыт пленками оксидов жалела и марганца, распространен преимущественно в продуктах зоны дезинтеграции. .

Франколит. ' Встречается по всему профилю выветривания, но наиболее распространён в зоне охристых продуктов в виде рыхлых порошковатых масс, прожилков, почковидных выделений, входит в состав литифицированных образований совместно с гипергенным кварцем, оксидами железа и марганца, минералами глин. Окраска франколита серая, желто-бурая, коричневая, белые разности' достаточно редки.

Черчит, рабдофанит. Водные фосфаты редких земель имеют иирокое распространений в глинисто-охристых продуктах выветривания карбонатитов, встречаются в тесной ассоциации с лимонитом оксидами марганца и железа, глинистыми минералами. Черчит встречается в виде радиально-лучистых агрегатов, корочек и конкреций молочно-белого и слегка желтоватого цвета. Рабдофанит .образует корочки, -землистые;массы зеленовато-желтого,

бурого цвета. Чер.чит и рабдофанит чистых мономинеральных выделений почти не образует.

2.3, Чуктуконское месторождение (размещение, строение, состав, минералогические особенности)

Чукт^конскйй массив с одноименным месторождением гипергенных фосфатных руд находится в вжной части Чадобецкого куполовидного йоднятия, представляющего собой брахиантиклинальную склажку эллипсовидной формы. Формирование его связано с внедрением ультраосновных щелочных пород и карбонатитов (Благовещенская, 1959; 1967; Зайцев, Ляхович, 1955).-

Чуктуконский массив, как и все Чадобецкое поднятие, отображается в магнитном поле положительной аномалией овальной формы интенсивностью' 600-700 нТл, в гравитационном поле, - положительной аномалией овальной формы, в гаммаспектрометричес-ком поле. - интенсивной округлой аномалией активностью до 400 мкр/час. Участки распространения кор выветривания в- гравитационном поле фиксируются локальными отрицательными аномалиями* силы тяжести, во вторичных ореолах рассеяния - повышенными (относительно фона) содержаниями фосфора, ниобия, церия, лантана, бария, марганца, стронция.

Карбонатиты белого, серого, серовато-розового цвета слагают крупное тело сложной, штокообразной формы, окруженное небольшими телами ультраосновных пород, а также серию мелких жил. По минеральному составу карбонатиты преимущественно каль-цитовые, менее распространены доломитовые и кальцит-доломитовые. Содержания Р205 колеблются от 0.11 до 5.47 %, в среднем составляя 0.89 %.

Порообразование наиболее проявлено на карбонатитовом субстрате, мощность фосфатоносных кор достигает 300 и более метров. В профиле выветривания выделяются зоны: дезинтегрирован- -ных и глинисто-охристых продуктов выветривания.

Зона дезинтегрированных продуктов выветривания в'нижней своей части сложена карбонатитами интенсивно трещиноватыми, кавернозными, механически непрочными, в верхней - карбонатными песком и мукой в разной степени обохренными, охрами, лин-зовидными и гнездовидными включениями глинистых минералов. Текстурно-структурные особенности материнских пород, в большинстве своем, сохраняются. Содержание по сравнению с

неизмененными карбонатитами, возрастает с 0.89 до 1.57 %. Из фосфатных минералов преимущественным распространением пользуется апатит. Он встречается в пределах всей зоны, в верхней ее части кавернозный с пленками оксидов железа и марганца.

Зона глинисто-охристых продуктов выветривания сложена рыхлым глинисто-охристым материалом желтой, бурой, серой, коричневой, вишневой окраски. Встречаются литифицированные образования, состоящие из оксидов железа и марганца, фосфатов, кремнезема, барита, глинистых минералов. Содержания ко~ леблются в широких пределах - от 1.03 до 34.26 %, составляя в среднем по зоне 6.83 %. Фосфатные минералы представлены остаточным апатитом (в нижних горизонтах зоны), франколитом, флоренситом, рабдофанитом, крандаллитом.

Апатит. В неизмененных карбонатитах встречается в виде белых кристалликов призматической и игольчатой формы, реже -округлых зерен. Образует линзовидные и гнездовидные скопления, реже наблюдается в.-. единичных кристаллах. В профиле выветривания распространен в нижних горизонтах зоны дезинтегрированных- продуктов, с поверхности корродирован, покрыт пленками оксидов и гидрооксидов железа и марганца, изредка наблюдаются примазки глинистых минералов. По составу относится к фторапатиту.

Франколит. Основной минерал гипергенных фосфатных руд, в значительных концентрациях встречается в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания, в, меньших количествах - в дезинтегрированных продуктах. Образует порошковатые и натечные выделения, за счет присутствия оксидов железа и марганца имеет бурую, коричневую окраску. По сравнению с первичным апатитом содержит меньше, фтора, стронция, редких земель.

Рабдофанит. Распространен в продуктах выветривания Чук-туконского месторождения почти наравне с франколитом. Образует порошковатые массы и, входит в состав литифицированных образований совместно с оксидами железа и марганца, глинистыми минералами. Преимущественным распространением пользуется в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания.

Флоренсит. Достаточно распространен в продуктах выветривания карбонатитов, на отдельных участках занимает более 50 % объема продуктов гипергенеза. Образует тонкодисперсные выделения, прожилки желтого, красноватого и розового цвета преи-

мущественно в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания.

Характерными особенностями профиля выветривания апатитсо-держащих карбонатитов "центрального" типа являются: I) почти полное отсутствие первичных минералов, и апатита в том числе, в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания; 2) наличие большого количества гипергенных фосфатных минералов (франко-лит, рабдофанит, флоренсит, черчит, крандаллит-и др.); 3) наличие достаточно мощных, хорошо выраженных в профиле выветривания горизонтов вторичного обогащения гипергенными фосфатами, где содержания Р2О5 достигают 30 и более процентов.

3. ПРОГН03НСЧ10ЙСКОВНЕ КОМПЛЕКСЫ МЕСТОРОДДЕНИЙ ФОСФАТНЫХ РУД КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ КАРБОНАТИТОВ

Создание оптимальных прогнозно-поисковых комплексов является одним из актуальных путей повышения эффективности геологоразведочных работ (Кривцов, Нарсеев, 1983; Филько, файзул-лин, Г985). Проблема поисков фосфатных руд коры выветривания включает решение двух самостоятельных задач: I) выявление рудо контролирующих структур и благоприятного рудогенерирующего субстрата и 2) непосредственные поиски и оценка фосфатоносных кор выветривания (Гладков, Матухин, Суховерхова, 1990). Решению этих задач предшествует систематизация изложенных в предыдущих главах геялого-геохимических и геофизических материалов полученных в результате изучения фосфатных руд кор выветривания апатитсодержащих карбонатитовых комплексов "центрального" и линейного типов и создание обобщенной геолого-генетической модели фосфатоносной коры выветривания. Основные элементв модели послужили основой критериев прогноза и.поисков.

3.1. Критерии прогноза и поисков фосфатоносных кор выветривания карбонатитов линейного типа

Геотектонические критерии. Локализация в геосинклинальных подвижных зонах и складчатом сооружении фундамента будущих платформ до окончательной их стабилизации и установления платформенного режима.

Структурно-тектонические критерии. Размещение линейных Зрн карбонатитов и сопровождающих их щелочных метасоматитов контролируется зонами региональных глубинных разломав, а также оперяющими структурами более низкого порядка.

Формационно-морфологические критерии. Структурно-тектоническая позиция определяет линейный характер карбонатитовых комплексов, формирующихся на заключительных стадиях геосинклинального этапа развития структур, что позволяет выделить их в формацию карбонатитов линейно-трещинного типа (Багдасаров, 1979). Процессы выветривания апатитеодержащих карбонатитов формируют фосфатоноснуга формацию коры выветривания линейного и линейно-карстового морфологических типов.

Магматические критерии. Отсутствует непосредственная связь с магматическими ультраосновными и щелочными породами.

Метасоматические критерии. Мощные ореолы щелочных метасо-матитов в. поле, развития карбонатитов, по мщности сопоставимые с самими карбонатитами.

■ Литолого-стратиграфические критерии. Линейные тела апатит-содержащих карбонатитов, с развитыми по ним фосфатоносными корами выветривания обнаруживают пространственную связь с полями развития осадочных карбонатных пород.

Минералого-петрографические критерии. Карбонатитовые комплексы линейного типа включают карбонатиты преимущественно доломитового состава и щелочные ме.тасоматиты: слюдиты, амфибол-флогопит овые, альбит-амфиболовые, амфибол-альбит-флогопи-товые и альбит-флогопитовые, Карбонатиты имеют простой минеральный состав, сложены железистым доломитом, присутствует флогопит, апатит, магнезиоарфведсонит, пирит, халькопирит, пирахлор, циркон. Доломитовые карбонатиты характеризуются высокими содержаниями магния, железа, марганца, фосфора, фтора. Структура пород лепидобластовая, нематолепидобласповая, текстура полосчатая, линзовиднополосчатая. Апатит, как правило, ассоциирует с щелочным амфиболом.

. Геохимические критерии. Линейные тела карбонатитов и щелочных метасоматитов в первичных ореолах рассеяния фиксируются повышенными содержаниями фосфора, бария, стронция, ниобия, марганца, иттрия, церия, лантана, циркония. Их продукты выветривания диагностируются вторичными ореолами рассеяния фосфора, ниобия, церия, иттрия, циркония, стронция, бария.

Геоморфологические критерии. Линейные линеаменты, подчеркивающие линейно-вытянутые строение рудных зон, карстовые.

и линейно-карстовые формы рельефа.

Геофизические критерии. Карбонатиты. и щелочные метасомати-ты в аэромагнитном поле отображаются отрицательной линейно-вытянутой аномалией, в гравитационном поле - интенсивной отрицательной аномалией, в гаммаспектрометрическом поле - аномалиями линейно-вытянутыми, преимущественно ториезой.природы. Участки развития кор выветривания фиксируются локальными положите-, льными аномалиями силы тяжести. ■ . - •

3.2. Критерии прогноза и поисков фосфатоносных кор выветривания карбонатитов "центрального" типа

Геотектонические критерии. Карбонатитовые комплексы "центрального" типа и связанные с ними массивы ультраосновных- щелочных пород тяготеют к жестким'стабильным структурам - щитам, краевым выступам древних платформ, краевым частям и зонам сочленения геоблоков земной коры.

Структурно-те.ктонические критерии. Приуроченность к зонам влияния регионалвных глубинных разломов, часто к узлам, их пересечения, а также участки наложения на них крупных кольцевых линеаментов.

Формационно-морфологические критерии. Выраженность формации ультраосновных щелочных пород и карбонатитов в форме массивов "центрального" типа.

Магматические критерии. Апатитеодержащие карбонатитовые, комплекса связаны с многофазными кольцевыми интрузиями ультраосновных щелочных пород "центрального" типа.

Метасоматичес.кие критерии. Метасоматические преобразования комплексов пород, вмещающие тела карбонатитов, имеют широкое распространение и нередко способствуют образованию последних. Метасоматические преобразования выражаются в нефелинизации, ка-лшппатизации, амфиболизации, альбитизации, карбонатизации. Зоны развития метасоматических пород, в большинстве своем апатито-носных, в полях развития ультраосновных щелочных пород, заслуживают пристального внимания.

Минералого-петрографические критерии. Ультраосновные щелочные породы массивов представлены пироксен-нефелиновыми разновидностями ийолит-мельтейгит-якупирангитового. ряда,., преимуществен-

ко ийолитами, нефелиновыми и щелочными сиенитами, пикритовы-ми порфиритами. Для пород характерны высокие содержания жале-за, титана, кальция, пониженные - алюминия. Породы, к большинстве своем, каяишпатизированы, альбитизированы. Карбонатитн имеют преимущественно кальцитовый состав, реже встречаются анкеритовые и доломитовые разности. Структура пород мелко- и среднезернистая, текстура массивная, полосчатая, пятнистая.

Геохимические критерии. Апатитсодержащие тела карбонати-тов в первичных ореолах рассеяния фиксируются повышенными (относительно фона) содержаниями фосфора, церия, ниобия, лантана, стронция, бария, тела ультраосновных щелочных пород -никеля, хрома, свинца, цинка. Продукты выветривания апатитео-держащих карбонатитов: во вторичных оеолах рассеяния фиксируются повышенными содержаниями фосфора, ниобия, бария, стронция, иттрия, лантана, продукты выветривания ультраосновных щелочных пород - титана, свинца, цинкл-

Геоморфологические критерии. Характерны кольцевые и радиальные формы рельефа, подчеркивающие кольцевое строение интрузий и наличие тектонических нарушений.

Геофизические критерии. Массивы ультраосновных щелочных пород и карбонатитов фиксируются положительными магнитными и гравитационными аномалиями. Фосфатоносные коры выветривания в пределах массивов отображаются радиоактивными аномалиями преимущественно ториевой природы и локальными отрицательными аномалиями силы тяжести.,

3.3. Прогнозно-поисковые комплексы фосфатоносных кор выветривания карбонатитов линейного и "центрального" типов

Основные прогнозные и поисковые критерии составляют основу прогнозно-поисковых комплексов для различных стадий геологоразведочных работ. Каждой стадии работ соответствует апреде--ленный прогнозно-поисковый комплекс, способствующий выявлению перспективных объектов и обоснованию возможностей перехода к более детальным работам (Кривцов, Нарсеев, 1983; Фролов, Белов, 1988). Автором для различных стадий геологоразведочных работ предлагается три прогнозно-поисковых комплекса методов.

Стадия региональных геолого-геофизических работ масштаба

1:500 ООО и 1:200 ООО обеспечивается прогнозно-поисковым комплексом методов, предусматривающим прежде всего учет фактического состояния геологической, геофизической изученности региона. Основной задачей этого этапа работ является выделение, наиболее перспективных площадей - потенциальных рудных районов.

Стадия геологосъемочных работ масштаба 1:50 ООО и 1:25 ООО с общими поисками обеспечивается прогнозно-поисковым комплексом методов, позволяющих решить задачи по выявлению потенциального рудного поля.

На стадии поисково-оценочных работ масштаба Г:10 ООО в пределах выделенного потенциального рудного поля, прогнозно- ' поисковым комплексом методов обнаруживается потенциальное месторождение апатитоносных карбонашгав и фосфатных руд коры выветривания.

Правильно подобранный прогнозно-поисковый комплекс методов для определенной стадии геологоразведочных работ, позволяет в короткие сроки и с минимальными затратами произвести оценку конкретной территории на гипергенные? фосфатное руды карбонатитов определенного типа.

4.. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯ1А И ЧАДОБЕЦКОГО ПОДНЯТИЯ НА ФОСЕАТОНОСНЫЕ КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ' КАРБОНАТИТОВ ЛИНЕЙНОГО И "ЦЕНТРАЛЬН9Г0" ТИПОВ.

Применение прогнозно-поисковых комплексов, разработанных ■для гипер'генных фосфатных руд карбонатитовых комплексов "центрального".^ линейного типов, при анализе материалов геологосъемочных, поисковых, разведочных и тематических работ по территории Енисейскога кряжа и Чадобецкога поднятия, позволило коллективу сотрудников, при непосредственном участии автора, выделить перспективные площади (Суховерхова, Гладков, Г99Г). Таковыми, в пределах Шисейского. кряжа явились Верхненойбинс-кая и,Алманаканская площади.

Верхненойбинская площадь находится в верхнем течении рек Лев. Нойба, Ср. Нойба, Пр. Нойба и Чингасан, в северо-запад-лай части Татарской зоны смятия, в зоне влияния Татарского глубинного разлома и характеризуется комплексом положительных рудоконтролирующих факторов и. поисковых критериев на. обнаружение гипергенных фосфатных руд, связанных с карбонатитовыми комплексами линейного типа.

Алманаканская площадь находится в среднем течении р. Ча-пы, в бассейне рек Бол. и Мал. Алманакан, в зоне влияния Татарского глубинного разлома и характеризуется комплексом положительных рудоконтролирующих факторов и поисковых критериев на обнаружение гипергенных фосфатных руд, связанных с карбонатитовыми комплексами "центрального" типа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материалы исследований, полученные в результате изучения разрезов фосфатоносных кор- выветривания карбонатитов "центрального" (с ультраосновными щелочными породами) и линейного (сопровождающихся зонами щелочных метасоматитов) типов в пределах Енисейского кряжа и Чадобецкого поднятия, а также опубликованные и рукописные источники не только по рассматриваемому региону, но и другим, аналогичным месторождениям гипергенных фосфатных руд (Новополтавское - Приазовье, Дубровинс-кий комплекс - Воронежский щит и др.) позволили рассматривать профиль выветривания карбонатитов с позиции выделения двух зон: дезинтегрированных.и охристых или глинисто-охристых продуктов выветривания с соответствующими ассоциациями гипергенных фосфатных минералов, определить степень влияния сульфидных включений'в апатитсодержащем субстрате на минеральный состав фосфатных руд, создать многофакторную модель месторождений гипергенных фосфатных руд кор выветривания карбонатитов, основными элементами которой явились прогнозные и поисковые критерии и признаки, на их основе разработать прогнозно-поисковые комплексы методов.для определенных этапов геологоразведочного процесса, с их помощью оценить перспективы Енисейского кряжа и Чадобецкого поднятия на обнаружение гипергенных фосфатных руд карбонатитовых комплексов определенного типа. Основные итоги сводятся к следующем выводам:

I. Изменения физико-химических условий среды в профиле выветривания апатитсодержащих карбонатитов, в значительной степени определяемые степенью кислотности-щелочности (рН) жидкой фазы, обусловливает.образование двух зон: дезинтегрированных (среда щелочная, слабощелочная и, отчасти, нейтральная) и охристых.или глинисто-охристых- (среда кислая и слабокислая) продуктов выветривания с соответствующими ассоциациями фосфатных минералов.

2. Различия двух фо.рмационно-морфологических типов карбо-натитовых комплексов в продуктах выветривания выражаются:

а) для линейных комплексов карбонатитов - в более простом составе продуктов гипергенеза, небольшом количестве вторичных фосфатных минералов, присутствии первичного (остаточного) а'од- 1 тита в зоне охристых продуктов выветривания, преимущественным распространением продуктов зоны дезинтеграции; б) для к^рбона-титовых комплексов "центрального." типа - в более сложном составе продуктов вУветривания (за счет наличия•включений алюмо-силикатных пород), наличии большого комплекса вторичных фосфатных минералов, почти полном отсутствии первичного (остаточного) апатита в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания и преимущественным распространением продуктов, этой зоны.

3. Наличие в апатитсодержащих карбонатитах сульфидных включений (4.5-5.0 Я?) способствует поддержанию слабокислой и кислой среды инфильтрационных вод в профиле выветривания (за счет интенсивного их окисления). Это приводит к активному растворению апатита (в этих условиях он неустойчив) до полного его исчезновения в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания и выносу с последующим его переатложением, в виде франколита, в более низких горизонтах, формируя тем самым преимущественно франколитовые руды. Более низкие содержания сульфидов не приводят к столь интенсивному, растворению апатита, частично он сохраняется в зоне глинисто-охристых продуктов выветривания, слагая преимущественно апатит-франколи-товые руды. Данное, обстоятельство находит яркое подтверждение на Кийском месторождении.

4. Одной из особенностей строения профиля выветривания карбонатитов "центрального" типа, в частности, Чуктуконского месторождения, является наличие в верхней части зоны глинисто-охристых продуктов выветривания осветленных по£фд». сложенных преимущественно .каолинитом, минералами группы' крандалли-та (флоренсит, гойяцит, горсейксит), монацитом. Образование осветленных пород обусловлено восстановлением железа и марганца и выносом их легкоподвижных двухвалентных катионов в болееь низкие горизонты профиля выветривания в карбонатной, силикатной, фосфатной формах, приводит к частичному перераспределению и дополнительному накоплению фосфора в зонах его вторичного обогащения. Содержание Р2О5 в таких зонах

достигает 25-30 %. Восстановительные условии возникают в тех случаях, когда продукты выветривания, сформировавшиеся в окислительной обстановке перекрываются молодыми угленосными отложениями и подвергаются воздействию -бескислородных вод.

5. На основе изучения геолого-геохимических, минералогических, геофизических материалов гипертенных фосфатных месторождений карбонатитовых комплексов "центрального" и линейного типов разработана обобщенная геолага-генетическая модель фосфатоносной коры выветривания. Основные элементы кодеяи составили прогнозные и поисковые критерии фосфатоносных кор выветривания. Основными критериями явились: геотектонические, структурно-тектонические, формационно-морфологические, магматические, литологические и др. Критерии прогноза и поисков составили основу оптимальных прогнозно-поисковых комплексов для определенных этапов геологоразведочного процесса.

б'. Применение прогнозно-поисковых- комплексов, разработанных для гипергенных фосфатных руд карбонатитовых комплексов "центрального" и линейного типов, позволило выделить перспективные участки. Таковыми, в пределах Енисейского кряжа явились: Верхненойбинская площадь - на обнаружение тапер-генных фосфатных руд карбонатитов линейного типа; Алманакан-ская площадь - на обнаружение, гипертенных фосфатных руд кар-бонатитов "центрального" типа.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ"

1. Никитина Е.И., Соколов П. И. Литолого-геохимическая характеристика верхнерифейскйх фосфоритоносных1 формаций бассейна р. Горбилок (юго-восток Енисейского кряж^)// Проблемы минерального сырья сельскохозяйственного назначения Сибири: Сб. науч. тр./ СНИИГГиМС. - Новосибирск, Г990. - С. 13-22.

2. Терехов З.Н.., Никитина Е. И. Фосфатоносные коры выветривания проявления Чуктукон. Чадобецкое поднятие// Проблемы минерального сырья, сельскохозяйственного назначения Сибири: Сб. науч. тр./ СНИИГГиМС. - Новосибирск, 1990, - С. 23-33.

3. Соколов П.Н., Никитина Е.И. Фосфоритоносность Ангаро-Питского синклинория Енисейского кряжа// Геология позднего докембрия и палеозоя Сибири: Тез. докл. науч.-прак. конф. 21-23 ноября 1990 г, - Новосибирск, 1990. - С. 45-46.

4. Суховерхова М.В., Матухин Р. Г., Никитина Е. И., Тере-

хов В.Н. Редкоземельные элементы и стронций в фосфатоносной коре выветривания Алданского щита// Актуальные вопросы региональной геологии Сибири: Тез.-докл. науч.-прак. конф. 21-23 ноября 1990 г. - Новосибирск, 1990. - С. 142-Г43.

5. Терехов В.Н., Никитина Е.И. Зональность продуктов выветривания карбонатитов Чадобецкога и Татарского массивов// Актуальные вопросы региональной геологии Сибири: Тез. докл. науч.-прак. конф. 21-23 ноября 1990 г. - Новосибирск, 1990. С. 140-141.

6. Никитина Е.Й. Гипергенные фосфатные руды Татарского апатит-редкометаллъного месторождения (Енисейский кряж)// Актуальные проблемы региональной геологии Сибири: Тез. докл. науч.-прак. совещ. 16-18 декабря 1992 г. - Новосибирск, 1992. - С. III-II2.

Подписано к печати 23 . 05.94. йэрмат бумаги 60x90/16. Уч.-изд. л. 1.6. Заказ 1424. Тираж 100 экз. 630104, Новосибирск, Красный проспект, 67. СНИИГГиМС