И промышленные (технологические) типы фосфатных руд
| Генетический тип месторождений | Рудно-формационный тип месторождений | Природный (минеральный) тип руд | Среднее содержание Р2О5, % | Промышленный (технологический) тип руд | Примеры месторождений |
| Магматический | Пласто- и линзообразный в сиенит-диоритах | Апатитовый | 3,5–5 | Агрохимический фосфатный (сортировочный, флотационный) | Ошурковское, Уктусское | |||
| Пластово-залежный в йолитах – уртитах | Нефелин-апатитовый | 4–18 | То же | Хибинская группа | ||||
| Линзо- и пластообразный в ультрабазитовых комплексах | Ильменит-титаномагнетит-апатитовый | 3,5–6 | Агрохимический титан-железо- фосфатный (флотационный) | Кручининское, Джугджурская группа | ||||
| Карбонатитовый | Трубообразно- залежный и штокверковый в массивах ультраосновных щелочных пород и карбонатитов | Фоскоритовый (магнетит-апатитовый и вермикулит-апатитовый) | 3,5–8 | Агрохимический циркон-железо-фосфатный (магнитно-флотационный) | Ковдорское, Большое Саянское | |||
| Нельсонитовый (магнетит-апатитовый) и фенитовый (эгирин-апатитовый) | 3,5–8 | Агрохимический железо-фосфатный (магнитно-флотационный) | Маймеча-Котуйская группа | |||||
| Пирохлор-апатитовый | 3,5–15 | Агрохимический ниобий-фосфатный (гравитационно-флотационный) | Белозиминское | |||||
| Осадочный (морской) | Геосинклинальный пластовый в кремнисто-карбонатных породах | Фосфоритовый (микрозернистый) | 18–30 | Агрохимический фосфатный (флотационно-гравитационный) | Кара-Тау (Казахстан), Белкинское, Сейбинское, Харанурское | |||
| Фосфоритовый (зернистый) | 17–32 | То же | Джерой-Сардаринское (Узбекистан) | |||||
| Платформенный пластовый в песчано-карбонатных породах | Фосфоритовый (ракушечный) | 3–20 | „ | Кингисеппское | ||||
| Фосфоритовый (желваковый) | 12–13 | Агрохимический фосфатный (промывочный, флотационно-гравитационный) | Егорьевское, Вятско-Камское | |||||
| Фосфоритовый (песчано-зернистый) | 5–14 | Агрохимический фосфатный (флотационно-гравитационный) | Унечское | |||||
| Метаморфо-генный | Пластово-залежный в мраморах | Фосфоритовый | 5–24 | Агрохимический фосфатный (флотационный) | Слюдянское, Чулак-Тау (Казахстан) | |||
| Остаточно-инфильтра-ционный (выветривания) | Плащеобразные залежи на карбонатно-терригенных и изверженных породах | Фосфоритовый, апатит-франколитовый | 11–22 | Агрохимический фосфатный (флотационно-гравитационный) | Телекское, Ашинское, Обладжанское, Уха-Гольское, Ковдорское | |||
| * Комплексные месторождения, где апатит извлекается попутно, в таблицу не включены. |
Магматические месторождения представлены апатитовыми рудами. Они подразделяются на апатит-нефелиновые, апатитовые и комплексные апатитсодержащие.
Нефелин-апатитовые месторождения Хибинской группы (Кукисвумчорр, Юкспор, Апатитовый цирк, Плато Расвумчорр) связанны с центральными интрузиями нефелиновых сиенитов. Для этих месторождений характерна значительная протяженность рудных зон по простиранию (2–4 км) и падению (1–2 км), большая и относительно выдержанная мощность (100–200 м) рудных тел, их зональное строение, обусловленное различием текстуры руд и содержанием в них Р2О5, меняющимся от 29 % в богатых пятнистых и пятнисто-полосчатых рудах до 5 % в бедных рудах других текстурных разновидностей. Более сложное внутреннее строение рудных тел установлено на месторождениях Коашвинское, Олений Ручей, Ньюоркпахкское, характеризующихся наличием многоярусных рудных горизонтов и изменчивой морфологией. В нефелин-апатитовых рудах практический интерес могут представлять редкие земли, стронций, фтор в апатите; титан, ниобий, тантал в сфене; а также титаномагнетит и эгирин.
Апатитовые месторождения (Ошурковское, Уктусское) сложены массивами диоритов, сиенитов, метасоматитов и других пород, содержащих рассеянную вкрапленность апатита. Сравнительно низкие содержания Р2О5 и относительно небольшие размеры обогащенных участков обусловливают их небольшую промышленную ценность; однако при благоприятных географо-экономических и горнотехнических условиях и достаточно крупных запасах легкообогатимых руд месторождения этого типа могут иметь промышленное значение.
Комплексные месторождения представлены апатит-нефелин-редкометальными (Ловозерский массив), апатит-магнетитовыми (Кируна в Швеции), апатит-титаномагнетитовыми (Волковское) и апатит-титаномагнетит-ильменитовыми (Кручининское) рудами. Несмотря на относительно низкое среднее содержание (3–5 %) и неравномерное распределение Р2О5, возможность ведения добычи в больших масштабах позволяет экономически выгодно попутно извлекать из них апатит.
Карбонатитовые месторождения сложены апатит-флогопитовыми (Маймеча-Котуйская провинция), апатит-магнетитовыми (Ковдорское), апатит-редкометально-магнетитовыми (Палабора в ЮАР) и апатит-редкометальными (Белозиминское) рудами. Содержание апатита в рудах изменчивое и в среднем невысокое (5–10 %). Тела имеют форму гнезд, штоков, жил, труб. Руды труднообогатимы, однако при значительных запасах и при положительном решении технологии обогащения и переработки месторождения этого типа представляют значительный практический интерес.
Метаморфогенные месторождения апатитовых руд образовались в результате регионального и контактового метаморфизма фосфоритов. Вследствие этого они обычно имеют форму пластов и пластовых залежей мощностью от 1 до 15 м; иногда апатитовые руды переходят по простиранию в слабометаморфизованные фосфориты. Распределение апатита обычно неравномерное. Среднее содержание Р2О5 колеблется в значительных пределах (5,4 % на Слюдянском месторождении, 20–24 % на месторождении Чулак-Тау (Казахстан)).
Месторождения кор выветривания образуются путем обогащения вмещающих фосфатное вещество пород за счет выщелачивания известняков, доломитов и мергелей. Эти месторождения связаны чаще всего с апатитоносными карбонатитовыми массивами, но могут образовываться и при выветривании месторождений других типов (Лаокайский апатитоносный бассейн во Въетнаме на метаморфогенных месторождениях). Мощности залежей колеблются от 10 до 30 м, содержание Р2О5 – от 4 до 14 %.
Иногда в процессе выветривания по апатиту развивается франколит с образованием богатых апатит-франколитовых руд (Ковдорское).
Осадочные месторождения представлены фосфоритовыми рудами. Они распространенны в геосинклинальных (зернистые и микрозернистые) и в платформенных областях (желваковые и ракушечные).
Месторождения зернистых фосфоритовых руд в мировом балансе фосфатного сырья составляют больше половины его ресурсов. Крупнейшей провинцией зернистых фосфоритов является Аравийско-Африканская с запасами более 5100 млн. т Р2О5, заключенными в месторождениях Западной Сахары, Марокко, Алжира, Сирии, Ирака, Египта, Туниса и других стран. Фосфориты залегают преимущественно в отложениях мергелей, органогенных известняков, кремней, доломитов, глин и гипсов, относящихся к мелководным морским фациям позднемелового, палеоценового, эоценового и миоценового возраста. Мощности пластов фосфоритовых руд составляют от 1,5 до 12 м, нередко в сближенных горизонтах – до 40 м; пласты фосфоритов сложены фосфатными зернами (оолиты, псевдооолиты, пеллеты, биоморфозы) алевритовой, песчаной и гравийной разновидностей, в различной степени сцементированными карбонатным или кремнистым материалом. В большинстве случаев руды рыхлые или легко дезинтегрируются в воде, что позволяет простым обогащением получать кондиционные концентраты. Содержание Р2О5 в фосфатных зернах – от 24 до 36 %, в рудах – от 17 до 32 %. Содержание костного детрита рыб в фосфоритах достигает 20 %.
В странах СНГ к типу зернистых фосфоритов отнесены месторождения Среднеазиатского фосфоритоносного бассейна в Центрально-Кызылкумском и Сырдарьинском районах. Они сложены карбонатно-фосфатными и реже монофосфатными псевдоморфозами выполнения и замещения по фораминиферам, птероподам, копролитам и пелециподам (биоморфные зерна).
Особое положение занимают песчано-зернистые фосфоритыУнечского месторождения, выявленные в 1980-е годы в Брянской области и смежных районах Украины. Элементы геологического строения их имеют сходство частично с зернистыми, частично с галечниковыми фосфоритами. Эти месторождения являются комплексными титан-цирконий-фосфатными россыпями.
Месторождения микрозернистых фосфоритовимеют значительное развитие в США (бассейн Скалистых гор), КНР (бассейн Янцзы), Монголии (Хубсугульский бассейн), Австралии (бассейн Джорджина), Индии (шт. Раджастан и Удайпур), Казахстане (Каратауский бассейн). В России они представлены Уха-Гольским и Харанурским месторождениями в Восточном Саяне (Бурятия, на продолжении Хубсугульского бассейна), а также Белкинским, Сейбинским и другими в Алтае-Саянском регионе.
Фосфоритовые руды микрозернистого и афанитового типов обычно слагают один-шесть продуктивных пластов мощностью 0,5–25 м, залегающих среди доломитов, известняков, фосфато-кремнистых и кварцево-слюдистых сланцев, органогенных кремнистых пород (радиоляриты, спонгалиты и др.). Фосфат кальция в рудах месторождений кремнисто-карбонатной и карбонатной формаций может быть обособлен по разному: в виде монофосфорных оолитов и пеллет размером 0,01–1,0 мм, монофосфатных слойков мощностью от 1 мм до 1 см, а также псевдоморфоз по продуктам жизнедеятельности водорослей (строматолитов, онколитов). Среднее содержание Р2О5 в рудах колеблется от 14 до 24 %.
Платформенные желваковые (конкреционные) фосфориты (месторождения: Егорьевское в Московской области, Полпинское в Брянской области, Вятско-Камское в Кировской области) представляют собой конкреционные стяжения фосфоритов в песчано-глинистых породах, которые могут быть плотно сцементированы с вмещающей породой («фосфоритная плита»). Содержание Р2О5 в желваках 15–26 %, в залежах обычно 6–10 % (в некоторых месторождениях до 16 %), мощность фосфоритовых пластов 0,5–1,2 м. В большинстве месторождений этого типа основное количество фосфора входит во фракции руды крупностью более 0,5 мм. Обычно 30–40 % фосфатного вещества находится в лимонно-растворимой форме, что обусловливает его хорошую усвояемость растениями.
Ракушечные фосфориты – скопление фосфатных ракушек, заключенных в песке или песчанике. Мощность продуктивного пласта от 1 до 14 м, содержание Р2О5 от 3 до 20 %, по минеральному составу руды относятся к кварцевым. Основное развитие ракушечные фосфориты получили в Прибалтийском бассейне, в Эстонии (месторождения Маарду, Тоолсе, Раквере-Кабала) и Ленинградской области (Кингисеппское).
Месторождения остаточно-инфильтрационного типа (коры выветривания) образуются главным образом на древних в различной степени фосфоритоносных карбонатных и кремнисто-карбонатных формациях. Глубина залегания вторичных фосфоритов колеблется от 0,5 до 15 м от поверхности (месторождения Ашинское, Обладжанское, Сейбинское и др.). Мощности содержащих фосфориты зон выветривания с обломками материнских пород достигают нескольких десятков метров и крайне не выдержаны. Фосфориты представлены в основном рыхлой массой в виде сложно построенных залежей в карстовых углублениях карбонатных отложений на контакте их с терригенными или изверженными породами. Среди них различают землистые, глинистые и каменистые разности с содержанием Р2О5 от нескольких процентов до 30 %. Основной разновидностью фосфатного минерала является карбонатгидроксилфторапатит – 9Са(РО4)2СаF2 Са(ОН)2СаСО3.
5. Апатитовые и фосфоритовые руды рекомендуется рассматривать как комплексное сырье. Помимо собственно фосфора, они могут служить сырьем для получения фтора, стронция, редких земель, титана, ниобия, тантала и других элементов и соединений.