Генетические особенности апатита. Апатит -- полигенный минерал, образующий скопления в щелочных магматических породах, карбонатитах, нефелиновых и гранитных пегматитах, скарнах, некоторых рудных и альпийских жилах. Среди промышленных руд выделяются собственно апатитовые и комплексные апатитсодержащие руды. В первом типе выделяются руды апатит-франколито- вые, апатит-кальцитовые и апатит-титано- магнетитовые; во втором апатит присутствует в небольшом количестве и извлекается попутно с другими ценными компонентами.
По минеральному парагенезису, составу рудовмещающих комплексов, их геолого-структурной позиции апатитовые месторождения подразделяются на семь формационных типов и несколько подтитов, из которых лишь первые три хорошо изученных типа имеют реальную промышленную ценность. Это месторождения [6]:
нефелин-апатитовые (типична Хибинская группа);
апатит-магнетитовый, апатит-кар- бонатный и апатит-силикатный подтипы, связанные с комплексами ультраосновных, основных, щелочных пород и карбонатитов (типичны Ковдорское, Большое Саянское, Маймеча-Котуйская провинция и многие зарубежные месторождения);
апатит-силикатный, апатит-карбонат- ный и апатит-магнетитовый подтипы, связанные с комплексами докембрийских метаморфических пород (типичны месторождения Прибайкалья, Алданского щита, Украины);
апатитовый, апатит-силикатный, апа- тит-титаномагнетитовый подтипы, связанные с габбро-сиенитовой, щелочно-габбро- идной формациями и сложными массивами
ультрабазитов, щелочных габброидов, нефелиновых и щелочных сиенитов (типичны Ошурковский, Телегинский массивы и др.);
апатит-ильменит-титаномагнетитовый, связанный с габбро-норитовой формацией (типичны Коларский, Джугджурский, Анабар- ский массивы);
апатит-карбонатный, апатит-силикатный подтипы, связанные с формациями нефелиновых (миаскитовых) и псевдолейцит-нефе- линовых сиенитов калиевого и натриевого рядов (ильмено-вишневогорсуий, малокуна- лейский, верхнебурульзайский, сыннырский и др. комплексы);
апатитовый, апатит-магнетитовый подтипы, связанные с андезит-дацитовой, тра- хиандезитовой формацией и формацией кварцевых кератофиров (типичны Абовян- ское, Холзунское и др. месторождения).
Схема фосфоритообразования (по А. В. Казакову):
1 - фация береговых галечников и песков; 2 - фосфоритоносная фация; 3 - фация известковистых осадков; 4 - падение остатков планктона; 5 - направление течения; 6 - коренные породы под дном моря; 7 - зона максимума С02 и Р205 в растворе
Diagram of phosphorite formation (according to A. Kazakov):
1 - shore pebbles and sands facies; 2 - phosphorite-bearing facies; 3 - calcareous sediments facies;
4- plankton residue fall; 5 - flow direction; 6 - bedrock under the sea floor; 7 - zone of maximum CO2 and P2O5 in the solution
Известен ещё ряд формационных типов месторождений апатита, среди которых перспективными являются апатитовый (апатит-карбонатный) тип, связанный с зонами контакта фосфоритоносных пластов и грани- тоидов, и апатит-силикатный (апатитовый) тип, связанный с зонами контакта гранитои- дов и гипербазитов.
В рифее и фанерозое осадочно-вулканогенные и интрузивные образования СРП многократно вовлекались в метаморфо-ме- тасоматические преобразования. Формировались сложные комплексы метаморфических и ультраметаморфических пород, мигматитов, палингенно-метасоматических гранитоидов с признаками реоморфизма и диафтореза, а в зонах динамометаморфизма - кремнещелочные метасоматиты и аргиллизиты, сопровождающие урановое оруденение [6]. С ними связано накопление магматических апатитов в эффузивных и интрузивных разностях основных пород, а также их последующее «растворение» силикатной массой гранитоидов, перераспределение и переотложение на карбонатном геохимическом барьере. Умеренно щелочной перидотит-габбро-габбродиоритовый комплекс среди фосфатизированных сланцев, карбонатных пород надаровской свиты представлен мелкими неправильными телами, силлами, дайками. Послойные субвулканические экструзивные и интрузивные тела метагабброидов и метапироксенитов представляют собой комагмагматы вулканитовой серии древнего вулканического центра, расположенного на пересечении долгоживущих глубинных тектонических зон.
Амфиболиты вулкано-тектонической структуры первоначально сформировались как лейкократовое габбро (существенно пла- гиоклазовые разности), а более глубинные разности - как ультраосновные до существенно пироксеновых образований. Процессами гранитизации амфиболиты превращены в диоритоподобные породы, а затем преобразованы в метасоматиты кварц-слюдистого состава, который изменяется от габбро-ди- оритов-гранитов до сиенитов. Наряду с вертикальной зональностью, слабой эродиро- ванностью щёлочно-основного комплекса, неоднократным развитием рассеянно-вкрапленного апатита важную роль в перераспределении и концентрации пятиокиси фосфора играли метасоматические процессы. Они формировали сложный минеральный комплекс из мусковита, турмалина, флюорита, сфена, циркона (циртолита), апатита, касситерита, титаномагнетита, топаза.
В России комплексы щёлочно-ультра- основной формации наиболее характерны для апатитовых месторождений палеозоя и раннего мезозоя. Определённую, но ещё не ясную генетическую значимость в локализации апатитового оруденения играл и средне-позднерифейский урулюнгуйский гранитовый комплекс, сложенный биотито- выми и лейкократовыми гранитами, гней- со-гранитами.
Известно, что фосфор образует повышенные концентрации как в высокотемпературных, так и в низкотемпературных эндогенных процессах [26], которые широко проявлены в СРП. Переотложение фосфора внутри габброидного массива и за его пределами, «обогащение перемещённым компонентом» Д. С. Коржинский (1982) связывал с сиенитизацией фосфорсодержащих габбро. Минерализация апатита в магматических породах СРП изучена фрагментарно. Остаются неясными последствия процессов метаморфизма, которые в одних случаях нивелируют содержание полезных компонентов в толщах пород, а в других приводят к образованию новых концентраций полезных минералов, улучшая качество первичных руд; в гидротер- малитах миграция фосфора прямо связана с гидроксидами железа и марганца [2]. В мета- габброидах и метапироксенитах СРП содержание апатита достигает 2 %, для пироксени- тов характерны крупные кристаллы апатита, сфена и рудных минералов, для кремнещелочного метасоматоза типичен минеральный комплекс из кварца, микроклина, альбита, сфена, циркона, апатита.
Выводы и рекомендации
Апатитовая минерализация СРП представляет сложный полигенетический минеральный комплекс, состоящий из доломита, апатита, кальцита, кварца, второстепенных и акцессорных минералов. Фосфогенез обязан региональному, а также контактовому метаморфизму рифейских фосфоритов и сиенитизации фосфорсодержащего щёлоч- но-габброидного комплекса.
В соответствии с геолого-технологической типизацией, руды Таланского проявления апатитов относятся к трудно- обогатимому апатит-кварц-карбонатному технологическому типу.
Учитывая физико-химические особенности, предполагаемые технологические свойства фосфатных руд, а также научный и производственный потенциал крупного горно-химического предприятия, при проведении геологоразведочных работ оценочной стадии рекомендуется апробировать прогрессивный электротермический способ переработки руд Таланского проявления с получением эффективных плавленых фосфатомагниевых удобрений (ПМФ). Производство ПМФ не требует применения дефицитной серной кислоты, связано с большим расходом энергии и воды, позволяет использовать низкокачественные природные фосфаты даже без предварительного обогащения. Спекание природных фосфатов, каустической соды и магнезиальных доломитов производится при температуре 1300...1500 °С с последующим быстрым охлаждением расплава [3]. Такая технология применяется в Японии, Китае, Вьетнаме, на Тайване, предусмотрена проектом освоения крупного Селигдарского месторождения Якутии.
Выявленные региональные критерии рудоносного вулканотектонического комплекса СРП могут использоваться для совершенствования основ научного прогнозирования и тектонофизического структурного анализа.
Список литературы
Батурин Г. Н. Фосфориты на дне океанов. М.: Наука, 1978. 232 с.
Бродская Н. Г. Роль вулканизма в образовании фосфоритов // Труды Института геологических наук АН СССР Вып. 258. М.: Наука, 1974. 198 с.
Василенко В. Б., Кузнецова Л. Г., Холодова Л. Д. Апатитовые породы Селигдара. Новосибирск: Наука, 1982. 173 с.
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист М-50 - Борзя. Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2010. 553 с.
Дыбков В. Ф., Шаронов Б. Н. Фосфатное сырьё // Курс месторождений твёрдых полезных ископаемых / ред. П. М. Татаринов, А. Е. Карякин. Л.: Недра, 1975. С. 430-446.
Дядькина И. Я., Егоров Л. С., Орлова М. П., Смирнов Ф. Л. Апатиты // Критерии прогнозной оценки территорий на твёрдые полезные ископаемые / ред. Д. В. Рундквист. Л.: Недра, 1978. С. 527-547.
Ильин А. В. Древние (эдиакарские) фосфориты // Труды Института геологических наук. Вып. 587. М.: ГЕОС, 2008. 160 с.
Ищукова Л. П. Аргунское и Жерловое месторождения // Месторождения Забайкалья. М.: Геоин- форммарк, 1995. Т. 1, кн. 2. С. 144-156.
Ищукова Л. П. Геология Урулюнгуевского рудного района и молибден-урановых месторождений Стрельцовского рудного поля: монография. Иркутск; Москва: Тип. Глазковская, 1996. 382 с.
Ищукова Л. П. Стрельцовское рудное поле // Месторождения Забайкалья. М.: Геоинформмарк, 1995. Т. 1, кн. 2. С. 130-132.
Ищукова Л. П., Авдеев Б. В., Губкин Г. Н. Геология Урулюнгуйского рудного района и молибден-урановых месторождений Стрельцовского рудного поля. М.: Геоинформмарк, 1998. 526 с.
Ищукова Л. П., Модников И. С., Сычев И. В. Геологические условия формирования высокопродуктивных урановых месторождений в областях континентального вулканизма // Металлогения урана Урало-Монгольского пояса. Л.: ВСЕГЕИ, 1986. С. 177-187.
Ищукова Л. П., Модников И. С., Сычев И. В. Урановые рудообразования системы областей континентального вулканизма // Геология рудных месторождений. 1991. № 3. С.16-25.
Казаков А. В. Фосфоритные фации // Труды НИУИФ им. Я. В. Самойлова. Вып. 145. Происхождение фосфоритов. М.: Наука, 1939. С. 3-108.
Либрович В. Л., Мызникова Л. М. Фосфориты // Критерии прогнозной оценки территорий на твёрдые полезные ископаемые / ред. Д. В. Рундквист. Л.: Недра, 1978. С. 547-556.
Наливкина А. И. Литологические типы фосфоритов // Проблемы геологии фосфоритов: тез. докл. и путеводитель VI Всесоюзн. совещания (Таллин, 18-21 апреля 1988 г). Таллин: АН Эст. ССР. 1988.
С.27-28.
Почиталкина И. А. Физико-химические и технологические основы комплексной переработки бедного и техногенного фосфатного сырья на минеральные удобрения: дис. ... д-ра техн. наук: 05.17.01. М., 2019. 302 с.
Ронов А. Б., Мигдисов А. А., Хане К. К вопросу о распространенности и вещественном составе глин осадочного чехла Русской платформы // Геохимия. 1990. № 4. С. 467-482.
Соколов А.С. Эволюция ураноносности фосфоритов // Геохимия. 1996. № 11. С. 1117-1119.
Страхов Н. М. Климат и фосфатонакопление // Избранные труды. Проблемы осадочного рудообразования. М.: Наука, 1986. С. 563-577. (Перепечатка статьи // Геология рудных месторождений, 1960. № 1. С. 3-15).
Строна П. А. Главные типы рудных формаций. Л.: Недра, 1978. 199 с.
Шатский Н. С. Парагенезисы осадочных и вулканогенных пород и формаций // Известия АН СССР. Серия геологическия. 1960. № 5. С. 3-23.
Шатский Н. С. Фосфоритоносные формации и классификация фосфоритовых залежей // Совещание по осадочным породам. Вып. 2. Доклады. М.: АН СССР, 1955. С. 7-100.
Щукин С. И. Состояние и перспективы развития минерально-сырьевой базы ОАО «ППГХО» // Горный журнал. 2008. № 8. С. 24-27.
Юдин Н. И. Литологические особенности размещения фосфоритов // Проблемы осадочного ру- дообразования. М.: Наука, 1978. С. 71-77.
Юдович Я. Э., Кетрис М. П., Рыбина Н. В. Геохимия фосфора. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2020. 512 с.
Ischukova L.P., Modnikov I.S., Sychev I.V. Uranium deposits of the Streltsovsky ore field in Transbaikalia. Irkutsk: Tip. “Glazkovskaya”, 2007. 260 p.
Kumar S. Mineralogy, geochemistry and genesis of Middle Riphean phosphatic carbonates, Tirohan limestone (Lower Vindhyan supergroup), Chitrakut area, Central India // J. Geol. Soc. India, 1993, vol. 41, no. 2. P. 133-143.
Morikyo T., Morishito Y The genesis of phosphatic nodules in the Toyoma Formation, Northeastern Japan // Geochim. Cosmochim. Acta, 2009, vol. 73, no. 13S. P. A906. References Baturin G. N. Fosfority na dne okeanov (Phosphorites at the bottom of the oceans). Moscow: Nauka, 1978. 232 p.
2. Brodskaya N. G. TrudyInstituta geologicheskih naukAN SSSR (Proceedings of the Institute of Geologi-cal Sciences of the USSR Academy of Sciences). Issue 258. Moscow: Nauka, 1974. 198 p.
3. Vasilenko V.B., Kuznecova L.G., Kholodova L.D. Apatitovye porody Seligdara (Apatite rocks of Seligdar). Novosibirsk: Nauka, 1982.173 p.
4. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1:1 000 000 (tretie po- kolenie). List M-50 - Borzya. Obyasnitelnaya zapiska (State Geological map of the Russian Federation. Scale 1:1,000,000 (third generation). Leaf M-50-Borzya. Explanatory note. St. Petersburg: VSEGEI, 2010. 553 p.
5. Dybkov V. F., SHaronov B. N. Kurs mestorozhdeniy tvyordyh poleznyh iskopaemyh /red. P. M. Tatari- nov, A. E. Karyakin (Course of solid minerals' deposits / ed. P. M. Tatarinov, A. E. Karyakin). L.: Nedra, 1975, pp. 430-446.
6. Dyadkina I. Ya., Egorov L. S., Orlova M. R, Smirnov F L. Kriteriiprognoznoyotsenki territoriyna tvyordye poleznye iskopaemye: red. D. V. Rundkvist (Criteria for predictive assessment of territories for solid minerals: ed. D. V. Rundqvist). L.: Nedra, 1978, pp. 527-547.
7. Ilin A. V. Trudy Instituta geologicheskih nauk. Vyp. 587 (Proceedings of the Institute of Geological Sciences. Issue 587). Moscow: GEOS, 2008. 160 p.
8. Ischukova L. P. Mestorozhdeniya Zabaykaliya (Deposits of Transbaikalia), Moscow: Geoinformmark, 1995, vol. 1, book 2, pp. 144-156.