06.04.2021

Месторождения редких щелочных металлов, связанные с магматическими формациями, и критерии их прогнозирования


Типизация формаций месторождений (табл. 33) основана на классификациях А.И. Гинзбурга, Л.H. Овчинникова и H.А. Солодова.

Редкометальные гранитные пегматиты. Промышленные пегматитовые месторождения лития, рубидия и цезия, по А.И. Гинзбургу, подразделяются на минеральные типы по преобладающему литиевому минералу. В эту же формацию условно включены слюдистые (биотитовые) метасоматиты экзоконтактовых зон редкометальных пегматитов, представляющие собой новый тип месторождений цезия.

Все крупные провинции редкометальных пегматитов расположены в структурах земной коры, характеризующихся длительной и устойчивой тенденцией воздымания, — щитах, срединных массивах, геоантиклинальных поднятиях. Кроме того, известны провинции редкометальных пегматитов, приуроченные к зонам долгоживущих «шовных» глубинных разломов складчатого обрамления платформ, а также разграничивающим разноподвижные и разновозрастные складчатые области и структурно-формационные зоны. Именно эти три крупные геотектонические структуры (щиты, срединные массивы и региональные разломы — «шовные» структуры) были и остаются перспективными в отношении редкометальных пегматитов.

Провинции или «пояса» редко метальных пегматитов вытянуты на 60—300 км при ширине 10—20 км и ориентированы согласно с направлением региональных тектонических структур. Размещение пегматитовых поясов на щитах обычно контролируется грабенообразными структурами типа палеорифтов, а на срединных массивах зонами региональных разломов. В пегматитовых поясах выделяются поля редко-метальпых пегматитов, отстоящие друг от друга на 10—100 км и более. Размеры отдельных рудоносных пегматитовых жил от (0,5-20)х(50-500) до (2-8)х1500 м (жила Сенсекуру в Мали), 270х1600 м (Бикита в Родезии) и 800х5500 м (Моно в США). Для промышленных тел характерны пологие углы падения.

Возраст редкометальных пегматитов от протерозойского до палеогенового. По данным Н.А. Солодова, 89% пегматитовых месторождений лития, рубидия и цезия имеют докембрийский возраст, 10% — палеозойский и 1% — мезозой кайнозойский. Действительно, основная масса запасов редких щелочных металлов сосредоточена в протерозойских редкометальных пегматитах Канадского, Балтийского, Леоно-Либерийского, Австралийского и Бразильского щитов. Однако известны промышленно ценные месторождения палеозойского возраста в каледонских и герцинских складчатых областях США (Мэн), Испании (Лялин с запасами лития 200 тыс. т), Франции, России, мезозойского возраста — в России.

Пространственная, временная и парагенетичеекая связь редкометальных пегматитов с интрузиями гранитов не всегда устанавливается достаточно отчетливо. В значительной мере она определяется тектоническим положением пегматитов и их возрастом. Докембрийские редко метальные пегматиты щитов и зон «шовных» разломов складчатого обрамления платформ не имеют видимой связи с интрузиями «материнских» гранитов. Пространственно они обычно ассоциируют с многофазными батолитоподобными массивами, в эндоконтактовых зонах которых развиты мусковитовые и двуслюдяные граниты, а жильная фаза представлена без рудными пегматитами.

Практически все послекембрийские редкометальные пегматиты парагенетически связаны с двуслюдяными гранитами, которые относятся к поздне-или посторогенным лейкогранитовым формациям. В этом случае редкометальные пегматиты приурочены к зонам экзоконтактов интрузий гранитов и находятся от них на расстоянии 1—3 км. В некоторых регионах палеозойские лепидолит-сподуменовые пегматиты с поллуцитом развиты в апикальных частях массивов аляскитовых гранитов в 2—4 км от их контакта с вмещающими породами.

Важным критерием прогнозирования редкометальных пегматитов является литологический состав вмещающих пород. В пределах щитов и складчатого обрамления платформ все крупные жилы редкометальных пегматитов с ведущей литиевой, рубидиевой и цезиевой специализацией сосредоточены в полях развития амфиболитов, образовавшихся за счет метаморфизма основных и, возможно, средних эффузивов спилит-диабазовой формации. На срединных массивах редкометальные пегматиты локализованы в актинолитовых и биотит-актинолитовых сланцах, иногда в мраморизованных известняках.

Редкометальные пегматиты щитов и складчатого обрамления платформ приурочены к зонам андалузит-кордиерит-мусковитовой субфации амфиболитовой фации метаморфизма, причем литий-рубидий-цезиевые пегматиты тяготеют к краевым частям этих зон, граничащим с породами зеленосланцевой фации- Безрудные же пегматиты развиты обычно среди пород силлиманит-кордиерит-ортоклаз-альмандиновой субфации метаморфизма.

Фации метаморфизма определяют, по-видимому, оптимальные условия формирования редкометальных пегматитов на глубинах 3,5—0 км. Вмещающие породы редкометальных пегматитов срединных массивов относятся обычно к эпидот-амфиболитовой фации, являющейся суммарным эффектом проявления регионального, «купольного» и контактового метаморфизма-

В подавляющем большинстве случаев размещение жил редкометальных пегматитов контролируется пологими разрывами и сколовыми трещинами, оперяющими крупные пограничные разломы.

По внутреннему строению редкометальные пегматиты подразделяются на зональные, незональные или гомогенные и промежуточные между ними или сложные. Незональными являются жилы сподуменовых пегматитов. В зональных сподумен-лепидолитовых и лепидолитовых пегматитах наблюдается от 3 до 11 зон нередко выклинивающихся по простиранию жил. Cпoдуменовые и лепидолитовые зоны тяготеют к кровельной и центральной частям жил. В центральных частях присутствует обычно так называемое кварцевое ядро. Поллуцитовые линзы приурочены к центральным и подошвенным частям жил, особенно к участкам их раздувов. Альбитовые зоны, обогащенные минералами тантала, подстилают снизу кварцевое ядро.

Из минералого-геохимических критериев прогнозирования могут быть отмечены: а) шлиховые ореолы касситерита, минералов тантала (танталит-колумбита, микролита и др.) и бериллия (берилла, воробьевита); б) наличие в пегматитах сподумена, лепидолита, розового мусковита и розового поли-хромного турмалина; в) повышенные содержания редких щелочных металлов в породообразующих минералах рудоносных пегматитов по сравнению с безрудными; г) повышенные содержания Li, Bb, Cs, В, Ta, As во вмещающих рудоносные пегматиты породах, вплоть до образования в зонах экзокоптактов цезиевых слюдитов и проявления гольмквиститизации. Ореолы рассеяния лития над редкометальными пегматитами достигают 300 м, а цезия — не более 10 м в отличие от безрудпых пегматитов, где литий образует ореол не более 10 м, а цезий — не более 1 м. Здесь следует отметить, что запасы цезия в цезиевых биотитах экзоконтактовых зон некоторых жил превышают запасы этого металла в самых крупных месторождениях поллуцита. В таких биотитах содержание Li3O 0,3—0,8, Rb2O 0,08—1,4, Cs2O 1—4 до 12—16%; д) высокие значения индикаторных отношений Li2/(Rb-Cs) и As/W в экзоконтактах пегматитов, уменьшающиеся по падению жил и позволяющие (особенно отношение As/W) оконтуривать слепые рудные жилы и оценивать степень эродированности вскрытых тел; е) высокие значения дисперсии и коэффициентов вариаций редких элементов в пегматитах и вмещающих их породах.

Редкометальные граниты (апограниты). В данную формацию наряду с традиционными лепидолит-микроклин-альбитовыми и криофиллит-амазонит-альбитовыми апогранитами, парагенетически связанными с поздне-и посторогенной лейкогранитовой формацией, включены также рибекит-циннвальдитовые апограниты щелочногранитовой формации- Первые развиты в геосинклинально-складчатых зонах, последние — в пределах срединных массивов и геоантиклиналъных поднятий. Размещение тех и других апограпитов контролируется линейными разрывными нарушениями. Апограниты приурочены к куполовидным выступам апикальных частей гранитных массивов. Вмещающими породами лейкогранитовых апогранитов являются интенсивно грейзенизированные песчано-сланцевые отложения, а щелочногранитовых — известняки, графитизированные мраморы, терригенно-карбонатные, реже сланцевые породы. С глубиной лепидолит-альбитовые апограпиты переходят в нормальные биотитовые граниты, щелочногранитовые — в биотит-амфиболовые граниты или граносиениты. Количество слюд в танталоносных апогранитах 3—7, а в апикальных частях массивов 10—20%. Слюдистые концентраты, которые остаются после извлечения минералов тантала и ниобия из апогранитов, состоят из лепидолита, криофиллита и протолитионита (в щелочногранитовых апогранитах еще и из циннвальдита) и содержат Li2O 3,5—4,0, Rb2O 0,3—1,2, Cs2O 0,025—0,34%.

Геохимические ореолы рассеяния элементов-индикаторов вокруг апогранитов значительно шире, чем у редкометальных пегматитов. Ореолы олова, лития и фтора вокруг крупных месторождений превышают 1—2 км, ореолы рубидия и бериллия составляют 500 м. Корреляция между литием, рубидием, фтором и бериллием в ореолах положительная, вне ореолов эти элементы не коррелируются. В пределах ореолов слюдистые сланцы содержат 0,01—0,05% Sn, 0.1—0,2% Li3O, 0,4-1,5% F.

Редкометальные грейзены. В эту формацию включены лишь экзоконтактовые грейзены, представляющие практический интерес в отношении редких щелочных металлов. К ним относятся собственно циннвальдитовые и кварц-топаз-слюдистые грейзены, объединенные автором в один минеральный тип — циннвальдитовый. Слюдисто-флюоритовые грейзены в нашей классификации являются также собирательным минеральным типом, объединяющим слюдисто-флюорит-фенакитовые, слюдисто-турмалип-флюорит-хризоберилловые и слюдисто-флюорит-берилловые грейзены или метасоматиты.

Ведущими полезными металлами циннвальдитовых грейзенов являются олово и вольфрам, а на месторождении Циновец в циннвальдите содержится также 1,5-1,8% Li2O, 0,6-2,2% Rb2O, 0,1-0,3% Cs3O.

Циннвальдитовые грейзены развиваются по песчано-сланцевым породам экзоконтакта массивов аляскитовых гранитов и кварцевых порфиров. Они, так же как и апограниты, связаны с поздними дифференциатами позднеорогенной лейкогранитовой формации.

Ведущими полезными элементами слюдисто-флюоритовых и олигоклаз-флогоцитовых грейзенов являются бериллий и фтор. Содержание слюд в слюдисто-флюоритовых месторождениях составляет 20—70%. Концентрация редких щелочных металлов в слюдистом продукте, остающемся после флотации флюорита и берилла, составляет 0,8% Li2O, 0,5-0,7% Rb2O и 0,02% Cs2O.

Флогопитовый концентрат, который получают в процессе флотации берилла при разработке бериллоносных олигоклаз-флогопитовых жил, содержит 0,4% Rb2O и 0,04—0,05% Cs2O. Количество флогопита 50—90%.

Редкометалъные метасоматиты и агпаитовые нефелиновые сиениты. Имеют подчиненное значение. Практический интерес представляет нефелин, при переработке которого на алюминий возможно извлечение значительных количеств рубидия и цезия. Краткая характеристика этих формаций приведена в табл. 33.


Редкометаллоносные вулканогенные и вулканогенно-осадочный формации. Представлены базальт-липаритовой, липаритовой и липарит-дацитовой позднеорогенными или активизационными формациям срединных массивов и геоантиклинальных поднятий. Характерными особенностями этих формаций являются: а) преобладание в их составе кислых пород над основными; б) повышенная щелочность и тех и других за счет калия; в) обогащенность редкими литофилышми элементами; г) контрастность лав; д) антидромность развития; е) предшествующий их формированию андезитовый вулканизм.

Цезиеносные вулканические стекла, редкометальные витрокластические туфы и литиеносные углисто-карбонатно-глинистые отложения генетически связаны с этими формациями. Перспективными на обнаружение цезиеносных вулканических стекол и витрокластических туфов являются жерловые и околожерловые фации позднемезозойских и мезозой-кайнозойских базальтлипаритовых и липаритовых формаций, а на выявление литиеносных туфогенно-осадочных отложений — позднепалеозойские липарит-дацитовые формации. Благоприятными геохимическими признакам являются повышенные содержания лития (до 0,01%), цезия (до 0,041), часто бора и фтора в породах этих формаций (это относится, в частности, и к эффузивам основного состава) и высокие значения дисперсий и коэффициентов вариации этих элементов. Размеры линз, даек, штоков цезиепосных вулканических стекол и редкометальных витрокластических туфов (1-9)х(10-100) м, реже до 50х500 м. Мощность литиеносяых туфогенно-осадочиых пород 10—20 м, площадь до нескольких десятков квадратных километров.

Цезиеносные вулканические стекла содержат 0,1-0,4% Cs2O, 0,03-0,09% Rb2O, 0,002-0.01% Li2O, 0,015% В, 0,04-0,1% F, редко метальные витрокластические туфы Хеноу-Камб-Хиллза (США) - 0,01-0,08% Li. 0,065% Rb. 0,01-0,15% Cs, 0.002-0,56% Be, 0,2—10% CaF2. В литиеносных углисто-карбонатно-глинистых отложениях присутствует 0,04—0,65% Li, 0,003—0,065% Rb, 0,001—0,03% Cs.

Из всех рассмотренных формаций эндогенных месторождений лития, рубидия и цезия в настоящее время эксплуатируются только редкометальные пегматиты.





Яндекс.Метрика