Карбонатиты — продукты кристаллизации глубинных карбонатных расплавов (магм). Месторождения карбо-натитов и их кор выветривания (Nb), а также коренных карбонатитовых месторождений (La, Ce, Pr, Nd) были открыты и разведаны уже после второй мировой войны, когда интерес к использованию редких металлов начал стремительно расти. По сравнению с пегматитами и россыпями это были богатые и очень крупные месторождения, два из которых были быстро освоены промышленностью и стали основными источниками ниобиевого и редкоземельного сырья в мире: Араша в Бразилии и Маунтин-Пасс в США. Запасы полезных компонентов в них измерялись уже несколькими миллионами тонн при содержании в первом из них 2,5% Nb2Os (в коре выветривания), во втором 7—8% TR203.
Щелочные интрузивные комплексы, включающие карбонатиты, залегают среди древних пород, возраст которых на сотни миллионов лет превышает возраст самих месторождений: мезозойский (120—90 млн лет) и палеозойский (550—250 млн лет) для пирохлоровых карбонатитов и позднепротерозойский (-1400 млн т) для бастнезитовых. К настоящему времени на земном шаре известно около 20 месторождений пирохлоровых карбонатитов и их кор выветривания. Из коренных карбонатитовых месторождений, в которых содержание пирохлора в руде обычно не более 1—1,5%, разрабатывается только месторождение Сент-Оноре в Канаде (0,9% Nb2Os в руде). В корах выветривания карбонатитов концентрация пирохлора увеличивается в несколько раз, поскольку породообразующие минералы кальция и магния при выветривании растворяются и выносятся. Вертикальная протяженность кор выветривания в тропических странах достигает сотен метров, а занимаемая ими площадь — нескольких десятков квадратных километров. Только одно месторождение Араша в Бразилии способно обеспечивать современный уровень производства и потребления ниобия в течение 500 лет, а в мире известны еще более крупные и богатые месторождения этого типа.
|
Уникальное по богатству руд Томторское месторождение (рис. 4), недавно разведанное на севере Якутии, на отдельных участках содержит руды с 6—8% Nb2Os и 12% TR203. По запасам пирохлоровых руд держит первенство месторождение Сейс-Лагос в Бразилии, ресурсы Nb2Os в котором определены в 80 млн т при его содержании 2,5%.
Среди бастнезитовых (редкоземельных) карбонатитов теперь также известны гигантские по запасам и очень богатые месторождения. В Китае в начале 80-х годов XX века освоено коренное карбонатитовое месторождение Баюнь Обо, запасы в котором составляют 36 млн т TR203 при содержании 5—6 %, а прогнозные ресурсы — около 100 млн т. Самое богатое по содержанию полезного компонента в руде редкометальное месторождение Маунт-Уэлд было в 80-х годах разведано в Австралии. Богатые участки коры выветривания карбонатитов содержат 23,6% TR203 в расчете на 1 млн т их запасов, а при содержании 16,7% TR203 запасы увеличиваются до нескольких миллионов тонн. На месторождении Маунт-Уэлд известны также зоны с высокой концентрацией тантала (0,034% Ta2Os) и ниобия (0,9% Nb2Os). В настоящее время месторождение подготавливается к освоению.
В России редкие металлы добывают в бедном по содержанию, но крупном по запасам нескольких металлов Ловозерском месторождении лопарита (см. табл. 1), открытом в 1934 году. Оно расположено на Кольском полуострове и связано с крупным массивом нефелиновых сиенитов — магматических пород, в основном состоящих из алюмосиликатов Na и К. Такие массивы на Земле исключительно редки. Возраст Ло-возерского массива — 300 млн лет. Ловозерское месторождение — главный в России промышленный источник многих видов редких металлов: тантала, ниобия и редкоземельных элементов (лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия и гадолиния).
|
, Рис. 4. Геологическая схема массива Томтор по А.В. Лапину и А.В. Толстову, с упрощениями: 1 - перекрывающие осадочные породы: песчаники, угли, конгломераты; 2-5- магматические породы: 2-сиениты, состоящие из щелочных полевых шпатов и нефелина, 3 - карбонатизированные бесполевошпатовые породы, состоящие в основном из пироксе-нов, 4 - поздние карбонатиты (доломит-анкерито-вые, кальцит-анкеритовые), 5 - ранние карбонатиты (доломит-кальцитовые и кальцитовые), 6 - рудоносные коры выветривания карбонатитов с пирохлором и монацитом; 7- разрывные нарушения. Нефелин (Na, K)AISi04, пироксены (Ca, Na)(Mg, Fe, AI)Si206, доломит CaMg(C03)2, анкерит Ca(Fe, Mg) (C03)2; кальцитСаС03. Химический состав редкоме-тальных минералов указан в табл. 1