Геология полезных ископаемых - Старостин В.И.
ISBN 5-211-03498-8
Скачать (прямая ссылка):
Согласно данным Л.С.Бородина выделяется четыре петрологические труппы карбонатитовых систем:
1) магматическая (мантийная щелочная ультраосновная и базальтовая). С ней связаны силикатные породы — дифферен-циаты мантийных магм: дуниты, пироксениты, ийолиты, Мель-тейгиты и др.; 2) флкоддно-магматическая (комплексная мантий-но-коровая); 3) флюидно-карбонатитовая (мантийно-коровая, фенито-карбонатитовая); 4) флюидно-анатектическая (мантийно-коровая, нефелино-сиенито-карбонатитовая).
С этими системами связано шесть типоморфных рудных формаций: перовскит-титаномагнетитовая (Гулинское месторождение), камафоритовая (апатит-форстерит-магнетитовая) (Ков-Д°Р)> редкометалльных, пирохлоровых карбонатитов, редкоземельных карбонатитов, флюоритовых карбонатитов и апатит-нефелиновых руд. В вертикальном разрезе карбонатитовых систем выделяют три фации глубинности: поверхностная, гипабиссаль-ная и абиссальная.
1. Поверхностная или вулканическая фация (0,0—0,5 км) представлена древними и современными (Олданио и Наманго в Африке) вулканическими конусами. Изливались щелочно-угле-кислые и кальциево-углекислые лавы. Эта фация безрудная.
2. Гипабиссальная (субвулканическая и плутоническая) фация (0,5—6,0 км) выделяется в вулкано-шгутонических комплексах. Широким развитием пользуются силикатные карбонатитоиды (оливиниты, мелилитовые и монтичеллитовые породы). Собственно карбонатиты слагают не более 10% объема тел, имеющих сечение 3—4 км (массивы Сокли, Тулинский). Оруденение приурочено к карбонатитоидам и характеризуется большим вертикальным размахом (4—6 км). Здесь установлены следующие типы месторождений: апатит-магнетитовые (Ессейское, Ковдор), пе-ровскит-магнетитовые (Кугдинское), флогопитовые (Одихинча, Ковдор), редкоземельные (Маунтин Пасс, США) (рис. 17). С глубины 2 км развиты редкометалльные, урановые и медные месторождения: гатчетюлитовые и пирохлоровые руды в карбонати-то ид ах и карбонатитах (Араша, Бразилия; Сокли, Финляндия); кальциртитовые и бадделеитовые в карбонатитах; халькопирито-вые (Палабора, Южная Африка).
3. Абиссальная (плутоническая) фация (6,0—12,0 км) широко представлены пироксенитами и карбонатитами, с которыми ассоциирует редкометальное оруденение, представленное гатчет-толитовыми, пирохлоровыми, колумбитовыми, паризит-бастне-зитовьши и монацитовыми рудами.
90
?
Рис. 17. Схема геологического строения месторождения Маунтин Пасс, США, Калифорния (по Д.С.Олсону и др.).
1 — сульфидная залежь Киин — карбонатиты с бастнезитом и баритом, 2 — шонкинитовые дайки, 3 — щелочные граниты, 4 — сиениты, 5 — докембрийские гнейсы, 6 — разломы
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РУДООБРАЗОВАНИЯ
По данным геологических и экспериментальных исследований минералообразующаяся среда представляла собой сложную низковязкую высококонцентрированную водную систему (200— 600 г/л). Это эндогенный рассол, близкий к расплаву, тяжелому флюиду. Его главными компонентами являются катионы (калий,
12'
91
натрий, кальций) и анионы (хлориды, фосфаты, карбонаты). Кроме того постоянно присутствуют углеводороды.
Обогащение этого флюида силикатами происходило при его взаимодействии с ранними ультраосновными и щелочными породами. Процесс протекал стадийно и эволюционировал по мере падения температуры. Сначала в карбонатитоидах формировались рудные фации: 1) перовскит-флогопитовая, 2) гатчеттолит-пирохлор-флогопитовая, 3) пирохлоровая. В заключительную четвертую стадию образовывались месторождения колумбит-бастнезитовой фации преимущественно в карбонатитах. Во времени состав рудных фаций по мере перехода от ранних высокотемпературных к поздним низкотемпературным менялся; происходило уменьшение объема карбонатитоидов и возрастание кар-бонатитов. При этом по мере перехода от первой к четвертой фации флюид обогащался магнием и железом, а в посткарбона-титовый этап вновь кальцием.
Генетическая модель. В объяснении происхождения карбона-титовых месторождений в настоящее время конкурируют две гипотезы: магматическая и гидротермальная. В доказательство каждой из них приводятся объективные геологические и экспериментальные данные. Из приведенных выше материалов следует, что формирование этих рудных образований тесно связано с эволюцией щелочного ультраосновного магматизма, протекало в закрытых системах и начиналось с несомненно магматических процессов, а завершалось гидротермальными метасоматическими преобразованиями.
В настоящее время разработана общая генетическая модель карбонатитового рудообразования, согласно которой перенос углерода из мантийных источников осуществляется высоковосстановительными флюидами, состоящими из CH4, СО, H2 и других газовых компонентов. Образование карбонатов происходило в обстановке падения флюидного давления по реакциям типа:
CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2
или
2CaMgSi2O6 + 2CH4 + 3H2O = 2CaCO3 + Mg2SiO4 + 3SiO2 +.8H2.
Температурный режим, восстановленный по анализу минеральных равновесий и данных по изучению флювдных включений, составлял:
1) для раннемагматического этапа 1300—1060° С. Образование ультрабазитов — 1300° С, мелилитовых пород 1270° С, ийоли-тов 1060° С; 2) для карбонатитового этапа 650—260° С. Рудные фации от ранних к поздним формировались при температурах: 650; 470; 370 и 260° С.
