Геологические особенности карбонатитовых месторождений

Все выявленные карбонатитовые месторождения связаны исключительно с платформенным этапом геологического развития и ассоциируют только с комплексами ультраосновных щелочных пород. Они известны на площадях активизированных платформ, разбитых крупными тектоническими расколами. Карбонатиты имеют различный возраст; среди них известны докембрийского, каледонского, герцинского, киммерийского и альпийского циклов развития. Интрузии, с которыми связаны карбонатиты, имеют трубообразную форму, дифференцированный состав и концентрически- зональное строение (рис.). В них выделяются следующие разновидности: ранние ультраосновные породы (дуниты, перидотиты, пироксениты); последующие щелочные породы (мельтейгиты – ийолиты, щелочные и нефелиновые сиениты); карбонатиты. Они сопровождаются дайками разного состава. Вмещающие породы подвергаются щелочному метасоматозу (фенитизация).

Залежи карбонатитов образуют штоки, конические жилы, кольцевые жилы, радиальные дайки. Среди них известны штоки с поперечником от нескольких сотен метров до 7-8 км и жилы мощностью до 10 м при длине несколько сотен метров. Карбонатитовые жилы приурочены к круговым структурам: радиальным, кольцевым, коническим.

Минеральный состав определяется карбонатами, содержание которых 80-99%. Наиболее распространены кальцитовые карбонатиты или севиты. Реже встречаются доломитовые, еще реже анкеритовые и совсем редко – сидеритовые карбонатиты. Остальные минералы являются акцессорными. Среди акцессорных к типоморфным минералам принадлежат флогопит, апатит, флюорит, а также более редкие: бадделеит, пирохлор, перовскит, фторкарбонаты редких земель.

Для большинства карбонатитов установлен стадийный характер минералообразования. В первую стадию формируются ранние крупнозернистые кальциты с минералами титана и циркония, во вторую – среднезернистые кальциты с минералами титана, иногда урана, тория, в третью – кальцит-доломитовый агрегат с характерной ниобиевой минерализацией, в четвертую – мелкозернистая масса доломит-анкеритового состава с редкоземельными карбонатами. Текстура карбонатитов массивная, иногда полосчатая, узловатая и плойчатая.

Физико-химические условия образования

Формирование массивов ультраосновных щелочных пород, завершающееся образованием карбонатитов, охватывает длительный период времени нескольких десятков и даже первых сотен миллионов лет.

Последовательное внедрение магм разного состава сопровождается метасоматическим преобразованием пород. Эндоконтактовый метасоматоз приводит к возникновению нефелин-пироксеновых, пироксен-флогопитовых, пироксен-амфиболовых скоплений в ранее сформированных гипербазитах. Экзоконтактовый метасоматоз проявляется в образовании ореолов фенитизации во вмещающих породах.

Среди карбонатитов различают «открытые», когда магма достигла поверхности, и «закрытые», не доходившие до дневной поверхности. Будучи приповерхностными в верхних точках, они распространяются на значительную глубину: вертикальный интервал развития был не менее 10 км. Являясь в значительной мере приповерхностными по условиям локализации, карбонатиты рассматриваются как производные базальтоидных магм, которые принадлежат глубинным магматическим очагам.

Длительное развитие карбонатитов происходило на фоне постепенного снижения температуры от 520-630 до 200-300 °С, давление при этом также менялось от верхнего уровня до глубинных горизонтов в широком диапазоне.

Генезис

На условия образования карбонатитов существуют две гипотезы: магматическая и гидротермальная.

В доказательство каждой из них приводятся объективные геологические и экспериментальные данные. На этом основании В.И.Смирнов в группе карбонатитовых месторождений выделяет три класса: магматические, метасоматические и комбинированные. В настоящее время более убедительной представляется точка зрения о том, 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 связи с этим выделяется один класс месторождений – флюидно-магматический (В.И.Старостин, П.А.Игнатов, 1997). Установлены все стадии карбонатизации исходных щелочных перидотитовых магм вплоть до образования переходных к карбонатитам слюдисто-карбонатных пород.

Рудные формации

• С карбонатитами связаны крупные ресурсы ниобия, тантала и редких земель; значительные запасы железных руд, титана, флюорита, флогопита, апатита. Основные рудные формации:

• редкометальная (гатчеттолит-пирохлоровая);

• редкоземельная (бастнезит-паризит-монацитовая);

• апатит-магнетитовая;

• флогопитовая;

Флюоритовая

Пегматитовые месторождения

Выделяются две разновидности пегматитов – магматогенные и метаморфогенные.

Магматогенные пегматиты принадлежат к группе позднемагматических образований. Они относятся к продуктам поздних стадий раскристаллизации расплавов, насыщенных флюидными компонентами, и располагаются близ кровли интрузий. Пегматиты связаны с родоначальными интрузивами тождественностью состава, но отличаются от них меньшими размерами, жило- и гнездообразной формой, зональным внутренним строением, неравномерностью в размерах зерен, крупными кристаллами слагающих их минералов и наличием продуктов метасоматической переработки первичных минеральных ассоциаций. По связи с магматическими породами выделяются гранитные пегматиты, щелочные пегматиты, известны, но не типичны пегматиты, связанные с габбровой и перидотитовой формациями. Гранитные пегматиты, по А.Ферсману, можно разделить на пегматиты чистой линии и пегматиты линии скрещения. Пегматиты чистой линии залегают в гранитах или тождественных им породах, они не испытывают усложнения состава в процессе формирования. Пегматиты линии скрещения образуются среди иных формаций. В этих условиях возникают гибридные пегматиты, ассимилировавшие вещество боковых пород, и десилицированные пегматиты, отдавшие часть своего кремнезема вмещающим породам.

Метаморфогенные пегматиты формируются на разных стадиях метаморфогенного преобразования преимущественно древних докембрийских пород, по особенностям состава они соответствуют фациям метаморфизма вмещающих пород.