На размытой поверхности нижнепалеозойских толщ в пределах бассейна с угловым и азимутальным несогласием залегают верхнедевонские, нижнекаменноугольные, палеогеновые и четвертичные образования, представленные песчаниками, аргиллитами, известняками, галечниками и песками.
В юго-восточной части бассейна присутствуют тела позднеордовикских гранитоидов, с которыми связан локальный метаморфизм фосфатных и карбонатно-кремнистых нижнепалеозойских толщ.
Продуктивная кремнисто-карбонатная чулактауская свита мощностью в 50-100 м подразделяется на четыре горизонта: нижних доломитов, кремневый, продуктивный и железистых доломитов (или железо-марганцевый). Продуктивный горизонт мощностью до 65 м в северо-западной части бассейна в свою очередь подразделяется на нижнюю фосфоритную (кондиционные фосфоритовые руды), среднюю фосфатно-сланцевую (фосфатные глинисто-кремнистые сланцы) и верхнюю фосфоритную пачки. В юго-восточной части бассейна нижняя и средняя пачки отсутствуют. Характеристика продуктивного горизонта по основным месторождениям бассейна приведена в табл. 4.
Таблица 4. Характеристика продуктивной толщи месторождений бассейна Каратау (по А. С.Михайлову). | |||||||
Месторождение | Мощность горизонта, м | Продуктивный горизонт | |||||
нижних доломитов | кремневый | продуктивный | железистых доломитов | число промышленных пластов | средние мощности пластов | среднее содержание P2O5, % | |
Чулактау | 5-8 | 7-8 | 15-20 | до 1 | 1-2 | 3-10 | 24 |
Аксай | 7 | 4-5 | до 40 | до 1 | 1-2 | 13-15 | 23-24 |
Коксу | 6-10 | 4-5 | значительно больше 30 | - | 2-3 | 4-10 | 24,5-25 |
Джанатас | 2,5-3 | 7-18 | значительно больше 50-60 | - | 2 | 7-17 | 24-25 |
Кокджон | 2-20 | до 2,5 | значительно больше 25 | 3-5 | 1 | до 14,4 | 25-27 |
Одно из самых крупных эксплуатируемых месторождений бассейна - Джанатас (рис.8), находящееся в 90 км к северо-западу от г. Каратау, в составе своего продуктивного горизонта включает все три указанные пачки. Нижняя фосфоритовая пачка мощностью 3-20 м в своем основании представлена тонким переслаиванием кремней с фосфоритами, сменяемым вверх пластами высококачественных субмономинеральных и карбонатных фосфоритов, разделенных маломощными прослоями бедных кремнистых фосфоритов и алевритовых фосфатно-глинистых сланцев.
|
Рис. 8. Схема размещения типов руд на месторождении Джанатас (по А. М.Трушиной). Фосфоритовые руды: 1 - богатые (а - низкомагнезиальные, б - магнезиальные, в - высокомагнезиальные); 2 - рядовые; 3 - бедные; 4 - фосфатно-кремнистые руды; 5 - кремнистые руды; 6 - доломиты. |
Средняя фосфатно-сланцевая пачка развита на месторождении не повсеместно. Она сложена фосфатно-кремнистыми, карбонатно-глинистыми и фосфатно-глинисто-кремнистыми породами иногда с прослоями фосфоритов. Мощность пачки 0,5-33 м.
Верхняя фосфоритная пачка сложена темно-серыми мономинеральными и карбонатными фосфоритами с прослоями фосфоритного конгломерата до 1-4 м мощностью, пелитоморфно-кремнистых фосфоритов и фосфатно-глинисто-кремнистых сланцев. Мощность пачки изменяется от 10 до 44 м, составляя в среднем 14 м.
Фосфориты месторождения Джанатас типичны для бассейна в целом. Это плотные серые и темно-серые до черных образования микрозернистой структуры: фосфатные зерна и оолиты диаметром 0,08-0,2 мм тесно сгружены в фосфатном или фосфатно-карбонатно-кремнистом цементе. Плотность руд 2,5-3 г/см3, твердость 4-5. Ведущий минерал - фторкарбонатапатит. Другие минералы в нерастворимом остатке: халцедон, кварц и иногда (в песчаных разновидностях) полевые шпаты. Акцессорные минералы: единичные зерна циркона, турмалина, роговой обманки, флюорита, глауконита, хлорита. В карбонатсодержащих разновидностях появляются доломит и кальцит. Редко встречаются конкреционные фосфориты, а также фосфоритовые конгломераты с известковым или фосфатным цементом.
По содержанию Р2O5 (мас. %) на месторождении выделено четыре основных типа фосфатных руд: богатые (более 28,7), рядовые (23-28,7), бедные (15-23), фосфатно-кремнистые (10-15, SiO2 - 40-55). В свою очередь богатые руды по содержанию MgO (мас. %) подразделяются на низкомагнезиальные (до 2), магнезиальные (2-2,5) и высокомагнезиальные (более 2,5). Богатые руды пригодны для размола на фосмуку и для кислотной переработки, рядовые - для электротермической переработки, бедные используются в смеси с рядовыми, а фосфатно-кремнистыми - шихтуют рядовые руды, причем кремнезем (халцедон) играет роль флюсовой добавки.
Образование фосфоритоносных толщ Каратауского бассейна связано с морской кремнисто-карбонатной седиментацией в условиях миогеосинклинального режима.
Общие разведанные запасы по промышленным категориям в бассейне Каратау составляли около 1/4 всех запасов фосфатного сырья в бывшем Советском Союзе и более 1/2 запасов фосфоритовых руд; добыча в бассейне (в пересчете на P2O5) составляла от общесоюзной около 1/5. Основная часть фосфоритов пригодна для электротехнической переработки на желтый фосфор.
Месторождения зернистых фосфоритов Северной Африки и Малой Азии
Крупнейшие в мире фосфоритовые бассейны Малой Азии, Северной и Северо-Западной Африки - Северо-Аравийский, Аравийско-Нубийский, Восточно-Атласский, Западно-Атласский и Западно-Сахарский образуют гигантский пояс, протягивающийся вдоль восточного и южного побережья Средиземного моря от Сирии, Иордании и Израиля, через Египет, Тунис, Алжир, до Марокко и Западной Сахары на Атлантическом побережье. Западный фланг этого пояса прослеживается далее в Сенегале, разворачиваясь на юго-восток в Того, а его восточный фланг трассируется в Турции, Ираке, Саудовской Аравии и Иране.
Фосфоритоносные отложения представляют чередование пластов плотных или рыхлых зернистых фосфоритовых масс с мергелями, известняками и кремнями, иногда содержащими углеродистый материал, пирит, глауконит, фосфатизированные костные остатки и другой органогенный дебрис. Фосфатоносная серия дислоцирована, подверглась частичному перемыву и денудации, сохранившись преимущественно в синклинальных структурах. Ее мощность изменяется от 7-12 до 80-100 м, а число фосфоритных пластов колеблется от 2 до 11. Мощность индивидуальных пластов фосфоритов составляет 0,1-6,0 м.
Исследование обильной фауны морских моллюсков, рыб и рептилий позволило определить возраст фосфоритоносной серии, включающей крупнейшие месторождения фосфоритов, в интервале от маастрихтского яруса верхнего мела до среднего эоцена включительно.
Минералогически и химически фосфориты в месторождениях пояса подобны. Они состоят из мелких (0,1-0,5 мм) фосфатных зерен (пеллетов, заключенных в фосфатном или известковом цементе. Состав фосфатной части соответствует карбонатфторапатиту. Содержание Р2O5 в фосфоритах высокое, 28-35%. По внешнему виду фосфориты напоминают мелко - и среднезернистые рыхлые или плотные песчаники.
Одним из самых крупных месторождений пояса является Хурибга, находящееся в составе Западно-Атласского бассейна (Марокко). Обобщенный разрез продуктивной фосфоритоносной серии этого месторождения показан на рис. 9. Ее сравнительно небольшая мощность (20-25 м) компенсируется высоким содержанием Р2O5 в рудах. В составе серии три основных пласта фосфоритов: первый (эоценовый) мощностью до 5 м с содержанием Р2O5 32%; второй (палеоценовый) - до 6 м, 30%; и третий (верхнемеловой) - до 2м, 27%. Пласты отделены друг от друга известняками и мергелями. Эоценовые отложения, залегающие выше первого пласта, включают большое количество фосфоритов, чередующихся с кремнями.
|
Рис. 9. Идеализированный разрез месторождения фосфоритов Хурибга, Марокко (по Меу). 1 - выветрелый камень-плитняк; 2 - мергель; 3 - кремень; 4 - фосфориты; 5 - известняк. |
Фосфориты мягкие, рыхлые, рассыпчатые, мелко - и крупнозернистые, светло-серые. Фосфатные зерна (пеллеты, оолиты, псевдооолиты) имеют размерность 0,05-2 мм и составляют 60-80% в рудной массе. Цемент глинистый с кальцитом и кремнеземом. Отмечаются обломки костей позвоночных, раковин пелеципод и фораменифер. Фосфатное вещество представлено франколитом с содержанием Р2O5 34,8-35,1%. Характерно наличие оксида урана U3O8 в количестве 0,01-0,02% от общей массы руд.
Месторождение разрабатывается открытым и подземным способами с ежегодным уровнем добычи 12 и 3 млн т руды соответственно. Разведанные запасы руд составляют 21 млрд т.
В отдельных районах пояса первичные фосфатные пласты, выходящие на поверхность, подверглись интенсивной латеритизации с образованием алюминиевых фосфатов. Примером таких единичных эксплуатируемых месторождений является Тайба (Сенегал), находящееся в 110 км от Дакара. Здесь эоценовые фосфоритовые пласты мощностью до 4-4,5 м, перекрытые четвертичным аллювием, подверглись латеритизации до глубины 30 м. Химический состав разрабатываемых на месторождении кальциево-алюминиевых фосфатов следующий (мас. %): P2O5 28-29,5; A12O3 27-32; CaO 8-11; Fe2O3 6-10. Ежегодная добыча руды на месторождении составляет 1,6 млн т.
Образование рассматриваемого гигантского фосфоритоносного пояса связывают с шельфовой зоной моря Тетис - огромного мезозойского бассейна, восточная граница которого достигала Гималаев. Фосфатный материал привносился сильными западными течениями из глубин формировавшегося в то время Атлантического океана, отлагаясь биохемогенным путем совместно с карбонатами и кремнистыми садками. Считается, что в позднемеловое - раннечетвертичное время в зоне седиментации моря Тетис отложилось около 70 млрд т морских фосфатных осадков.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)