Лекция 9. Карбонатитовые месторождения

Карбонатитовые месторождения пространственно и генетически связаны с ультраосновными щелочными магматическими комплексами. Выделяют три фации глубинности формирования ультраосновных щелочных магматических комплексов: поверхностную (вулканическую), гипабиссальную (вулканно-плутоническую) и абиссальную (плутоническую).

Структурное положение карбонатитоносных ультраосновных щелочных интрузий определяется зонами глубинных разломов, участками их сопряжения и пересечения. Массивы ультраосновных щелочных пород формировались на докембрийских платформах при тектоно-магматической активизации, представлены многофазными интрузивными телами и характеризуются концентрически зональным строением.

Для многофазных интрузивных массивов характерна смена ранних ультраосновных пород (дуниты, перидотиты, пироксениты) более поздними щелочными породами (нефелиновые сиениты, мельтейгит-ийолиты) от периферии к центру, а для других интрузий – обратное расположение (в центре – ультрабазиты, а на периферии – щелочные породы). В длительном процессе формирования интрузивных массивов ультраосновных щелочных пород выделяется несколько этапов.

В первый (гипербазитовый) этап образуются ультраосновные породы, представленные дунитами, перидотитами и пироксенитами.

Во второй (щелочно-гипербазитовый) этап формируются биотитовые перидотиты и пироксениты.

В третий (ийолит-мельтейгитовый) этап образуются породы состава от якупирангитов до уртитов.

В заключительный четвертый этап внедряются нефелиновые и щелочные сиениты. При этом карбонатиты образуются в завершающие этапы магматизма.

Последовательное внедрение магмы сопровождается эндоконтактовыми и экзоконтактовыми метасоматическими изменениями пород. Эндоконтактовый метасоматоз приводит к образованию нефелин-пироксеновых, пироксен-флогопитовых и пироксен-амфиболовых пород. Экзоконтактовый щелочной метасоматоз проявляется в фенитизации вмещающих пород с образованием фенитов.

Карбонатиты представляют эндогенные карбонатные породы, состоящие в основном (80-90%) из карбонатов (кальцита, доломита, реже анкерита и сидерита). Наиболее распространены кальцитовые карбонатиты и сидеритовые карбонатиты.

Карбонатиты содержат в небольшом количестве силикатные минералы (пироксен, щелочной амфибол, флагопит). Типоморфными минералами карбонатитов являются флогопит, флюорит, бадделеит, пирохлор, гатчеттолит – урансодержащий пирохлор, перовскит-кнопит-дизаналит, бастнезит, паризит, карбонаты редких земель.

В карбонатитах находятся месторождения редких земель, тантала, ниобия, железа, титана, апатита, флогопита, флюорита, карбонатного сырья, реже меди, свинца и цинка.

По составу полезных ископаемых среди рудоносных карбонатитов выделяются:

1) апатит-магнетитовые карбонатиты, которые находятся на Кольском полуострове (месторождение Ковдор), в Африке, Канаде, Бразилии;

2) перовскит-титаномагнетитовые руды в карбонатитах связаны с гипербазитами, известны на Кольском полуострове, в Африке и США;

3) гатчеттолит-пирохлоровые карбонатиты, известные в Канаде, Бразилии и Африке, имеют значительные запасы ниобия, а также тантала;

4) бастнезит-паризит-монацитовые карбонатиты содержат редкие земли и находятся в Канаде, США, Африке;

5) флогопитовые образования на контакте карбонатитов и силикатных пород известны на Кольском полуострове (месторождение Ковдор), в Сибири (Гулинский массив). В коре выветривания образуется вермикулит;

6) флюоритовые карбонатиты находятся в Индии (Амба, Донгар), Африке (Окфузу);

7) сульфидоносные карбонатиты образуют месторождения медных руд (месторождение Палобора в Африке), а также месторождение свинцово-цинковых руд в Сибири.

Карбонатиты образуют тела различной формы: штоки, конические, кольцевые, радиальные и линейные жилы. Карбонатитовые тела, как правило, имеют резкие контакты с вмещающими породами.

Формирование карбонатитов происходило в несколько стадий. В первую стадию образуются крупнозернистые кальцитовые карбонатиты с пироксеном, форстеритом, апатитом и флогопитом. Вторая стадия характеризуется образованием среднезернистых карбонатитов с доломитом и щелочными амфиболами. В третью стадию образуются мелкозернистые кальцит-доломитовые карбонатиты, в которых содержатся пирохлор, монацит, циркон. В четвертую стадию происходит образование мелкозернистых доломитовых и анкерит-сидеритовых карбонатитов с редкими землями и сульфидными минералами (галенит, сфалерит, халькопирит).

При формировании карбонатитов наблюдается определенная последовательность. В начале образуется кальцит, а затем доломит и анкерит.

Текстура карбонатитов массивная, реже полосчатая, пятнистая, вкрапленная и прожилковая. Структура карбонатитов кристаллическизернистая.

Генезис карбонатитов в настоящее время является дискуссионным. В начале карбонатиты рассматривали как ксенолиты осадочных пород – известняков, захваченные на глубине при внедрении интрузии и перекристаллизованные. Другие геологи высказывали предположение о том, что карбонатиты представляют собой осадочные породы, которые на глубине приобретают высокую пластичность и поднимаются вверх подобно соляным куполам.

В настоящее время существуют две гипотезы образования карбонатитов: магматическая и гидротермальная. Согласно магматической гипотезы карбонатиты образуются в результате кристаллизации карбонатитового магматического расплава. Предполагается, что карбонатитовые расплавы возникли в процессе глубинной дифференциации щелочной магмы. По гидротермальной гипотезе карбонатиты образуются при постмагматических гидротермальных процессах. Карбонатиты возникли в результате метасоматоза силикатных пород при воздействии на них углекислых газово-жидких растворов.

Основная литература: 1 [66-77], 2 [82-90]

Контрольные вопросы

1. Что называется карбонатитами?

2. Какой минеральный состав карбонатитов?

3. Какие существуют гипотезы образования карбонатитовых месторождений?

4. Какие стадии выделяются в формировании карбонатитов?

5. Какие полезные ископаемые связаны с карбонатитами?