Содержание к диссертации
Введение
2. Литературный обзор по проблеме 8
3. Фактический материал и методика исследований 16
4. Краткая геологическая характеристика Ковдорского массива и связанного с ним бадделеит-апатит-магнетитового месторождения 24
4.1. Геолого-структурная позиция, возраст и геологическое строение Ковдорского массива 24
4.2. Характеристика геологического строения Ковдорского бадделеит-апатит-магнетитового месторождения 37
4.2.1. Геолого-структурная позиция, морфология и условия залегания рудных тел 37
4.2.2. Внутреннее строение и состав рудных тел 41
4.3. Генезис руд месторождения 49
4.4. Некоторые особенности основных минералов руд месторождения, ассоциирующих с магнетитом 52
5. Особенности морфологии и гранулометрии магнетитов место рождения, закономерности их изменения 77
5.1. Кристалломорфология магнетита 79
5.2. Микроморфология кристаллов магнетита 88
5.3. Гранулометрия магнетитов 104
5.4. Закономерности изменения морфологии и гранулометрии магнетитов месторождения 111
6. Эволюция конституции и свойств магнетитов месторождения 146
7. Изменение технологических свойств руд как отражение закономерностей эволюции магнетитов месторождения 203
8. Заключение и выводы 225
9. Литература 228
- Фактический материал и методика исследований
- Геолого-структурная позиция, морфология и условия залегания рудных тел
- Некоторые особенности основных минералов руд месторождения, ассоциирующих с магнетитом
- Закономерности изменения морфологии и гранулометрии магнетитов месторождения
Введение к работе
Актуальность. В соответствии с принятыми ХХУІ съездом КПСС "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года" важнейшее значение для экономики страны приобретает расширение минерально-сырьевой базы действующих горно-добывающих предприятий в районах сформировавшихся территориально-производственных комплексов. Эта задача может быть решена только за счет максимального извлечения полезных компонентов, комплексного использования минерального сырья, стабилизации качества и технологических свойств руд.
Большие возможности в решении этих вопросов принадлежат новому научному направлению - технологической минералогии, развивающемуся в трудах советских ученых Н.М.Федоровекого, В.В.Доливо-Добровольского, В.З.Блисковского, А.И.Гинзбурга, Д.П.Григорьева, В.М.Григорьева, Б.И.Пирогова, В.И.Ревнивцева и других. Именно на основе детальных минералогических исследований с выявлением закономерностей изменения морфологических признаков, конституции и свойств минералов можно оценить особенности обогатимости руд, предусмотреть наиболее рациональную систему подготовки их к обогащению, выделить технологические типы и сорта.
Ковдорское апатит-магнетитовое месторождение в щелочно-ультра-основных интрузиях с карбонатитами (Смирнов, 1978), уникально по своей природе и является одним из первых месторождений СССР на котором ведется комплексная переработка руд. Претворяя в жизнь решения партии и правительства, геологи, горняки и обогатители Ковдор-ского ГОКа добились получения магнетитового, апатитового и бадде-леитового концентратов, планируя в перспективе извлечение форстеритового, флогопитового и карбонатного компонентов, что позволит наладить практически безотходный процесс отработки сырья. В связи с этим весьма затруднена шихтовка обогащаемых руд, для обеспеченш стабильной работы комбината с учетом всех извлекаемых компонентов и достижением запланированных технологических показателей. Это возможно обеспечить, если известны все особенности процессов рудообразования на месторождении, определяющие обогатимость руд, и которые отражаются в качествах минералов - минерагенетических признаках, "записанных в конституции, морфологии и свойствах минеральных индивидов и агрегатов" (Григорьев, 1978), а следовательно, расшифровываются путем познания этих качеств. Именно такой подход предопределил направление, содержание и актуальность настоящей диссертационной работы.
В качестве основного объекта исследований нами был выбран магнетит. Выбор этот не случаен. Магнетит является не только основным промышленно-важным минералом месторождения, но по сути дела это и один из наиболее распространенных "сквозных" минералов. Он выделяется на протяжении длительного диапазона температур, встречается в разнообразных парагенетических ассоциациях и в связи с этим может служить показателем условий кристаллизации всех ассоциирующих с ним минералов. Благодаря своим кристаллохимическим особенностям, магнетит в изменении своих качеств (морфология, конституция и свойства) отражает всю эволюцию условий минералообразования - от зарождения до современного состояния, позволяет установить последовательность выделения и характер взаимоотношения минералов, исследовать генетические отношения развивающегося объекта, выяснить его движущие силы и условия развития.
Основная цель работы - выявление эволюции морфологии, конституции и свойств магнетитов, в том числе и технологических, как отражение закономерностей развития процессов рудообразования на месторождении.
Научная новизна работы: - впервые проведено детальное минералого-технологическое картирование, позволившее выявить закономерности в изменении минералого-генетических и технологических особенностей руд;
- на основе использования онтогенического подхода выявлена эволюция конституции, морфологии и свойств (в том числе и технологических) магнетитов руд месторождения, прослежены закономерности в изменении условий их зарождения и роста, механизма и способа образования;
- предложен метод оценки гетерогенности и неоднородности состава магнетитов через коэффициент неоднородности (РврОз/РеО+РерОд) в сочетании с абсолютным содержанием железа в минерале;
- показана взаимосвязь морфологии и конституции магнетитов с технологическими свойствами руд в динамике процессов минералообразо-вания на месторождении;
- выявлена жесткая генетическая взаимосвязь магнетита с другими, ассоциирующими с ним минералами, что позволило использовать магнетит в качестве минерала-индикатора при разработке минералого-технологической классификации комплексных руд месторождения;
- разработана методика и построена схема геолого-технологической карты месторождения, строго подчиняющаяся его общей геолого-структурной позиции.
Практическая ценность. Основные положения и выводы работы использованы при составлении отчетов: а) по теме раздела "Д" плана ГКНТ от 28 декабря 1978 года №642 "Усовершенствовать существующие и разработать новые методические положения по технологической оценке запасов на стадии проектирования, строительства и эксплуатации горно-обогатительных предприятий"; б) по комплексной программе работ, разработанных Минчерметом по проблеммеТеолого-тех-нологическое изучение комплексных апатит-бадделеитовых железных руд Ковдорского месторождения", а также в виде комплекта карт (планов) по изменчивости неоднородности состава, морфологии, гра іулометрии, свойств магнетита и качества железорудного концентра-га, используются на Ковдорском ГОКе при усреднении руд в связи с ИХ обогащением с годовым экономическим эффектом 59 тыс. рублей. Основные защищаемые положения.
1. Сложная и полигенная природа формирования Ковдорского массива предопределила разнообразие макро-,микроморфологии, неоднорбдность гранулометрии, гетерогенность и многофазовость состава магнетитов месторождения,что связано с изменением условий,механизма и способа их образования на разных стадиях процессов минералообразования.
2. Эволюция магнетитов, проявляющаяся в инверсии габитусных граней кристаллов с изменением формы и размера микроскульптур роста и растворения, переходе от секториального строения - к зональному, изменении морфологии и состава структур распада твердых растворов, уменьшении в содержании большинства элементов-примесей и количества дефектов в структуре минерала, и как следствие всего этого - изменении всех свойств магнетитов, в том числе и технологических, является отражением закономерностей и определенной направленности развития процессов рудообразования на месторождении.
3. Минералого-технологическое картирование на основе выявленных главнейших типоморфных признаков магнетита (характер макро-,микроморфологии, гранулометрия, химические особенности) позволяет дать геолого-технологическую оценку комплексным рудам месторождения.
Объем и структура работы, диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и основных выводов. Материал изложен на 143 страницах машинописного текста, включает 16 таблиц, 106 рисунков, библиографию из 175 отечественных и 12 иностранных наименований.
Работа велась в тесном контакте с геологами и технологами Ковдорского горно-обогатительного комбината. Автор признателен работникам геологической и технологической служб КГОКа В.А.Шапошникову, Л.Т.Амахину, Т.Ю.Рико, В.Т.Рико, Т.Н.Поганкиной, М.И.Савцо-ву, В.В.Новожиловой, В.И.Красовской и др. за оказание помощи при выполнении работы, ценные указания и замечания.
Искреннюю благодарность автор выражает работникам кафедры минералогии, кристаллографии, петрографии и МПИ Криворожского горнорудного института за постоянное внимание и участие в период подготовки работы, а особенно В.Н.Тарасенко, Б.С.Гладких, Л.Н.Ковальчук, Х.Аркос, В.Д.Влохе, Д.Н.Кондратьевой, В.В.Иванченко и др.
Самую глубокую признательность автор выражает своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору Б.И.Пирогову за постоянные консультации и помощь при выполнении работы.
Фактический материал и методика исследований
Изучением химического состава магнетитов Ковдорского массива современными методами физико-химического анализа (электронная микроскопия, рентгеноструктурный, термомагнитный, микроспектральный анализы и др.) занимались Г.П.Барсанов (1965, 1980), В.А.Жиляева и другие (1973).
Большая работа по изучению фазового состава и магнитных cвойств ферришпинелидов массива была проделана Г.П.Кудрявцевой 1973). С применением дифрактометрии, электронной микроскопии, )ентгеноспектрального анализа и многочисленных магнитных измерений, зй удалось уточнить фазовый состав сложных ферримагнитных агрегатов, выделить их пять групп, получить обширную информацию об их фазовых неоднородностях, установить влияние тех или иных микрострук-гурных особенностей ферримагнетиков на их магнитные параметры (магнитную вязкость, коэрцитивную силу, магнитную восприимчивость, термомагнитные свойства и др.). В работах Г.П.Кудрявцевой намечается определенная динамика в изменении состава и свойств ферришпинелидов пород и руд Ковдорского массива. Однако представления о региональных различиях не позволили автору сконцентрировать свое внимание на собственно рудах.
Детальному изучению примесей в магнетитах месторождения посвящены работы Л.В.Чернышевой (1974, 1981) в которых был уточнен фазовый состав продуктов распада твердых растворов. Впервые ею была обнаружена ульвешпинель в магнетитах Ковдора, определены типоморф-ные признаки ферришпинелидов массива. Одной из первых в своих работах Л.В.Чернышева поставила вопрос о выявлении эволюции химического состава магнетитов массива. Это направление было продолжено исследованиями Э.В.Быковой, Г.А.Ильинского (1978). Однако во всех этих работах отсутствует региональный характер, что не позволяет использовать их в полной мере в практических целях.
Ю.М.Кирнарский и Л.Й.Полежаев (1975) в результате тщательного анализа определили, что обнаруживаемые в магнетите примеси тантала и ниобия содержатся как в виде изоморфных примесей, так и в виде микровключений минералов группы пирохлора.
В.С.Гайдуковой и другими (1984) была установлена стадийность структур распада твердого раствора: герцинит-ульвешпинель-магномаг-нетит-маггемит. Большой вклад в исследование основных полезных минералов руд лесторождения с целью уточнения их состава, свойств, распределения в пространстве был сделан Т.Н.Сорокиной, С.И.Журавлевым, Л.В.Петровой (1980), А.Н.Беловым (1972), О.Б.Дудкиным (1977), Н.И.Красновой (1979) и другими. Особенно детально ими был изучен апатит -один из промышленно-важных минералов руд месторождения. Основное внимание было уделено составу и свойствам апатита, в том числе и флотационным. Были сделаны выводы, что апатиты месторождения по химическому составу весьма однообразны и отличаются от хибинских низким содержанием примесей.
В результате работ С.В.Соколова и Е.С.Харламова по термобарометрическому изучению минералообразующих сред в минералах руд и пород месторождения получена ценная информация об условиях образования оруденения, установлен источник рудного вещества и соотношение во времени на месторождении магматических и метасоматических процессов.
И конечно же нельзя не отметить очень важные для практических целей исследования вещественного состава и минералогии руд Ковдо-ра, которые проводят работники геологической службы горно-обогатительного комбината Т.Н.Поганкина, Э.В.Быкова, В.М.Петушков и другие. Вообще, подводя итоги, следует отметить, что настоящий краткий литературный обзор по проблеме не позволяет полностью оценить тот вклад, который внесли многочисленные исследователи в изучение геологии Ковдорского железорудного месторождения. Каждый автор стремился максимально раскрыть суть той проблемы, которой он касался. Однако, несмотря на это, оценивая состояние изученности Ковдорского месторождения, следует отметить, что: - большинство работ носит локальный характер, выполнено по небольшому количеству проб, а в связи с этим совершенно не изучены закономерности изменчивости морфологии, конституции и свойств (в том числе и технологических) основных минералов (в том числе магнетита) месторождения в отдельных его участках, блоках с глубиной, с учетом широко развитых процессов апатитизации и карбонатизации; - слабо рассмотрен вопрос эволюции среды минералообразования на месторождении и связанной с ней эволюцией минералов, что важно для обогащения руд; - в основной части работ недостаточно изучена взаимосвязь характеристик минерала с технологическими особенностями руд; - хотя месторождение комплексное, изучение основных промышленных минералов производится в отрыве друг от друга, без единой системы, единого минералогического картирования; - слабо изучены типы срастания магнетита с ассоциирующими минералами и их влияние на обогатимость руд; - не рассмотрена роль наложенных процессов (апатитизации и карбонатизации) в изменении параметров обогатимости руд; - существующие в настоящее время геолого-технологические классификации руд носят ймперический, математико-статистический харак- 7 тер, не учитывая особенностей формирования типов руд, физические свойства минералов. Пересмотреть все эти позиции на месторождении позволяет принципиальное изменение подхода к его оценке: а) минералого-технологическое картирование месторождения с учетом комплекса основных минералов; б) применение традиционных и современных минералогических методов на основе онтогении, позволяющей проследить всю эволюцию объекта от его зарождения до современного состояния, установить последова тельность выделения и характер взаимоотношения минералов руд; в) выбор в качестве главного объекта картирования магнетита - ос новного промышленного компонента и главного минерала-индикатораруд и пород, отражающего условия минералообразования на месторождении. Этот подход и положен в основу настоящей работы.
Геолого-структурная позиция, морфология и условия залегания рудных тел
Гранулометрические измерения выделений магнетита проводились как в поле, так и во время камерального периода. При оценке гранулометрии крупнозернистых выделений магнетита комплексных руд месторождения был применен в полевых условиях трафарет-квадрат размером 20x20см, при накладывании которого на крупные блоки руды появилась возможность подсчитывать количество выделений магнетита определенной крупности, приходящихся на площадь трафарета. Неоднократные замеры по участкам месторождения позволили получить достаточно объективные данные по гранулометрии магнетитов различных морфологических разновидностей.
Гранулометрический состав маложелезистых руд, вследствии их мелкозернистого характера, определялся по измерениям в шлифах и аншлифах традиционным методом (Рухин, 1947), с последующим пересчетом на истинный гранулометрический состав при помощи поправочного коэффициента равного 1,27 и учитывающего уменьшение размера зерен в шлифах, благодаря эффекту срезания (Иванов и др., 1980).
Изучение типов срастания магнетита с другими минералами было основано на методике Б.И.Пирогова (1969), с учетом специфики характера взаимоотношения минералов руд месторождения.
Малообъемное технологическое опробование руд осуществлялось на стандартном оборудовании по методике, выработанной институтом Механобр для Ковдорского ГОКа. При этом, для повышения достоверности выводов широко привлекались данные технологического испытания ковдорских руд, проведенные Механобром.
Все данные, полученные в процессе работы, обрабатывались на ЭВМ EC-I022 по программе парного корреляционного анализа, разработанного вычислительным центром НИГРИ (г. Кривой Рог). Анализ включал в себя определение среднего, дисперсии, нормированной ошибки среднего, ассиметрию, экцесс, коэффициент вариации, составление уравнения регрессии и т.д. В вычислительном центре Института геохимии и физики минералов АН УССР был выполнен факторный анализ. Методику каждого из видов анализа мы здесь не рассматриваем, так как она достаточно подробно изложена в соответствующей литературе, методических указаниях и инструкциях, а только отметим основные особенности методической части диссертационной работы, которые заключаются в следующем: 1. Главным признаком, лежащим в основе каждого вида исследования минералов, является онтогенический подход к оценке руд, который позволяет проследить изменения того или иного параметра минерала как во времени, так и в пространстве. 2. Комплекс разнообразных исследований выполнялся по одним и тем же образцам, что облегчало их сопоставление и обеспечило высокую достоверность выводов. 3. Закономерности в изменении всех параметров магнетита и ассоциирующих с ним минералов рассматривались в региональном плане на фоне минералого-геохимической зональности и в увязке с геолого-структурным строением месторождения. 4. Магнетит рассматривался как индикатор условий минералообразования на месторождении, а основные его качества - как типоморфные признаки. 5. Все особенности основных минералов месторождения рассматривались как в геолого-генетическом плане, так и в увязке с технологическими свойствами руд и показателями их обогатимости. Ковдорский массив относится к поясу каледонских щелочно-уль-траосновных интрузий и располагается в толще биотит-олигоклазо-вых гнейсов и гранито-гнейсов беломорской серии архея с преобладающим северо-западным простиранием. Падение гнейсов невыдержанное вследствие сложной складчатой структуры гнейсовой толщи. Контакты гипабиссальной интрузии секущие и круто-наклоненные во внутреннюю часть массива. На контакте с интрузией гнейсы и гра-нито-гнейсы интенсивно фенитизированы, ширина зоны фенитизации изменчива (350-500м на севере и северо-востоке, и 3,5-4,Окм на западе и юго-западе) (Кухаренко и др., 1965).
Площадь Ковдорского массива 40,5км2, а вместе с метасомати-чески переработанными гнейсами около бОвдг. Абсолютный возраст пород по В.А.Кононовой колеблется от 650 (жильные ийолиты в оли-вини тах) до 350 миллионов лет (форстерит-кальцитовые карбонатяты с зеленым флогопитом). В плане массив имеет неправильную, приближающуюся к элиптической, форму с размерами осей 8,0 и 4,5км. Анализ данных комплексных геофизических исследований позволил установить, что массив прослеживается на глубину до нескольких десятков километров (ItyxapeHKo и др., 1965). Согласно представлениям Л.А.Шаца и других, вероятнее всего, массив имеет воронкообразную форму (или форму усеченного конуса).
Как и все массивы центрального типа он обладает отчетливо выраженной обратной концентрической зональностью (Смирнов, I960). Такое строение обусловлено последовательным внедрением вдоль кольцевых разломов различных по возрасту и составу интрузий, сопровождающихся мощным метасоматозом вмещающих пород. Центральная часть массива сложена гипербазитами, периферическая - щелочными породами. Между этими двумя главными комплексами пород располагается пояс разнообразных силикатных метасоматитов, возникающих в период магматической деятельности (рис. 4.I.I).
Согласно представлениям А.А.Кухаренко (1965), Ковдорский массив располагается в пределах мощной и протяженной зоны глубиннных разломов северо-восточного простирания (рис. 4.1.2), пересекающей почти под прямым углом архейские, а также протерозойские структуры, и протягивающейся из восточной части Балтийского щита в южную часть Фенноскандии и далее к югу, сочленяется через Рейнский грабен со средиземноморским межматериковым рифтовым поясом.
Некоторые особенности основных минералов руд месторождения, ассоциирующих с магнетитом
Характерная черта карбонатитовых месторождений - полиминеральный состав руд. Не является исключением и Ковдорское бадделеит-апатит-магнетитовое месторождение.В результате многолетней работы О.М.Римекой-Корсаковой (1975) было установлено более 120 минералов в составе руд. Вполне понятно, что распределены минералы крайне неравномерно: например, кальцит является одним из главных породообразующих минералов пород и руд месторождения, а находки сидерита единичны.
Основными минералами руд (кроме магнетита) являются: апатит, форстерит, кальцит (доломит), флогопит. К одному из наиболее про-мышленно-важных минералов относится бадделеит. Вполне понятно, что изучение магнетита месторождения невозможно в отрыве от исследования основных ассоциирующих с ним минералов: они - суть одних процессов минералообразования и в изменении тех или иных признаков (морфологии,конституции, свойств и т.д.) отражают эволюцию общей кристаллогенетической среды.
Ниже приводится характеристика основных минералов руд: апатита, форстерита, кальцита (доломита), флогопита, а также бадделеита. Несмотря на проведенное нами всестороннее изучение минералов, эти «сследования не являются полными и завершенными. Они нуждаются по ряду вопросов в дальнейшем расширении и уточнении. Однако это выходит далеко за рамки данной работы. Изучение основных минералов, ассоциирующих с магнетитом, рассматривается нами как источник дополнительной онтогенической информации, которая, по тем или иным причинам, не всегда четко фиксируется при детальном изучении одного магнетита месторождения. Требуется тщательное изучение его в разнообразных минеральных ассоциациях, что используется как мине-ралого-технологическая информация при комплексной переработке руд.
Апатит является одним из промышленно-важных минералов комплексных руд месторождения, а также относится к широко распространенным второстепенным минералам карбонатитов. Руды обогащены апатитом, как показали минералогические наблюдения, почти в равной степени - в среднем 12-17$ (за исключением форстерит-магнетитовых руд и их карбонатизированных разновидностей), однако в пределах отдельных участков месторождения встречаются как зоны обедненные этим минералом, так и почти мономинеральные апатитовые породы, с тенденцией к формированию сплошной апатитизации. Этот факт, а также ряд других наблюдений, позволили О.М.Римской-Корсаковой и др. (1979), А.А.Глаголеву (1965), увязать появление апатита на месторождении с процессом апатитизации. Однако, если О.М.Римская-Корса-кова рассматривает этот процесс как сложный и многоэтапный, то А.А.Глаголев объясняет сложность строения апатитовых руд прежде всего тектонической жизнью месторождения, зональностью минерализации, сильно осложненной обилием и частой сменой растворопроводя-щих путей. Существует предположение и о магматической природе апатита (Харламов, 1979), образовавшегося в условиях больших глубин и давлений. Начало его кристаллизации отмечается с 900С.
При детальных минералогических исследованиях выделяется несколько морфологических типов минерала которые рассматриваются в связи со стадийностью наложенного процесса: I - мельчайшие вростки апатита в форстерите, I - мелкие зерна округлой формы, Ш -изометричные, слабо вытянутые, средние по размеру зерна, ІУ -крупные призматические зерна и У - тонкозернистые, изометричные сахаровидные зерна.
Апатит первого типа представляет собой мельчайшие (0,001 -0,003мм) эллиптические вростки, сосредоточенные во внутренних частях зерен форстерита. Встречается преимущественно в маложелезистых рудах, и Ш рудах. Учитывая тот факт, что изучение этих зерен весьма затруднительно, а также то, что промышленной ценности они не представляют (вследствии очень малых размеров), мы не будем останавливаться на их характеристике. По данным О.М.Римской-Корсаковой и др. (1979) эти включения возникли в ходе раскристал-лизации мельчайших эмульсионных капель жидкости фосфатного состава, захваченных при росте форстерита.
Мелкие зерна апатита 1-го типа распространены преимущественно в апатит-форстеритовых и форстерит-магнетитовых рудах. Размер основной массы его выделений не превышает 1мм (рис. 4.4.І.І). Апатит выделяется, как правило, между зернами форстерита. Цвет минерала зеленый, показатель преломления варьирует в пределах: п0= 1,641-1,645; пе= 1,637-1,639 (табл. 4.4.І.І). Апатит характеризуется наименьшим содержанием фтора (0,93%), окиси стронция (0,23%), суммы редких земель (0,11-0,29%) и повышенным содержанием окиси магния (0,21%). Люминесценция в ультрафиолетовом свете не отмечается, что характерно для всех морфологических типов минерала. Исследование естественной термолюминесценции апатита этого типа показало, что он характеризуется наименьшей интенсивностью свечения и отсутствием пиков на кривой термовысвечивания (рис. 4.4.1.2).
По данным изучения газово-жидких включений в минерале методом декрепитации, апатит II кристаллизовался при температурах более 700С (рис. 4.4.1.3). Аналогичные данные были получены ранее и Е.С.Харламовым (1979).
Апатит И-го типа широко распространен в апатит-форстерит-магнетитовых, апатит-кальцит-магаетитовых и реже кальцит-форсте-рит-магнетитовых рудах. Он представляет собой средние (2-Змм) по размеру зерна эллипсоидальной, вытянутой формы (рис. 4.4.І.І). Нередко отмечается корродирование апатитом магнетита и форстерита. Окраска минерала светло-зеленая, показатель преломления п0=1,642-1,645; п - 1,637-1,639. Для спектров оптического поглощения апатита характерны полосы поглощения: 470, 520, 560 и 625нм. Типо-морфной является полоса поглощения 520нм, и как отмечает А.Н.Платонов (1976) при исследованиях апатитов других генетических типов, она связана с центрами захвата на атомах фтора. В составе этого апатита (табл. 4.4.І.І) отмечается относительно низкое содержание фтора (до 1,2%), окиси стронция (до 0,30%), 1 д0 0,25%) и средние значения окиси магния (до 0,21%). Термолюминесцентные кривые (ТЛЮ минерала в целом подобны ТЛК апатита 1-го типа (рис. 4.4.1.2) и отличаются лишь появлением слабого низкотемпературного пика (1 = 235С) и большей интенсивностью свечения.
Закономерности изменения морфологии и гранулометрии магнетитов месторождения
В кальцит-доломитовых телах доломит встречается в виде мелкой вкрапленности, прожилков и лейстов в кальцитовой массе. В доломит-кальцитовых карбонатитах уже кальцит представлен вкрапленностью в доломите. Вообще, характеризуя взаимоотношение этих минералов, следует отметить, что для них свойственна в основном неровная извилистая граница. Однако, реже встречаются более правильные границы между минералами, что позволяет говорить и об их равновесном отношении.
Доломит ксеноморфен по отношению ко всем минералам (не считая гипергенные) за исключением подолита, который замещает доломит.
Форстерит является одним из главных минеральных компонентов всех разновидностей руд месторождения. Так в апатит-форстеритовых рудах его содержание достигает 40$ от общего количества минералов, а в апатит-форстерит-магнетитовых - 16% и в апатит-кальцит-магне-титовых - 10%.
Форстерит образует зерна несколько удлиненной или изометрич-ной формы, а в апатитовом или кальцитовом агрегате - короткостол-бчатые или несколько удлиненные кристаллы. Размер выделений минерала колеблется в широких пределах: от 0,5-Імм в апатит-форстеритовых рудах до 8-Юсм в форстерит-магнетитовых разновидностях, характеризующихся крупнозернистостью минеральных индивидов. Необходимо отметить полное соподчинение гранулометрии форстерита месторождения с размером выделений магнетита. Это указывает на их единую генетическую природу. Цвет форстерита зеленый до темно-серого. В рудах "аномальной зоны" имеет фиолетовую окраску в связи с примесью титана.
Форстерит идиоморфен по отношению ко всем минералам руд месторождения (рис. 4.4.4.1). Его "корродируют": апатит, флогопит, карбонаты, часто по нему развивается серпентин и хлорит, местами полностью его замещая. В трещиноватых зернах, по трещинам развивается магнетит (см. рис. 4.4.4.1).
Обращает на себя внимание повышение кристаллографичности выделений форстерита при наложении на руды карбонатизации. В карбо-натизированных участках он укрупняется, приобретает правильные формы, нередко с образованием идеальных кристаллов.
Химический состав форстерита месторождения практически не отличается от состава этого минерала из других регионов. Следует только отметить повышенное содержание МдО В оливинах форстерит-магнетитовых руд (более 53%), которое снижается в апатит-форсте-рит-магнетитовых и апатит-кальцит-магнетитовых рудах с повышением доли фаялитовой составляющей, вплоть до появления фаялита в кальцит-форстерит-магнетитовой руде. Этот переход, то есть замена MQ на Fe - катион с меньшей силовой характеристикой, вызывает ослабление связи металл-кислород и понижение энергии кристаллической решетки. Поэтому происходит понижение температуры плавления с 2163 К0 (для форстерита) до 1478 К0 (для фаялита) и выделение по мере снижения температуры оливинов, все более богатых фаялитом (Годовиков, 1983).
По полученным нами данным декрепитации газово-жидких включений в форстерите, температурный диапазон кристаллизации минерала довольно широк и колеблется от 560 до 715С. Е.С.Харламовым, занимавшимся исследованием первичных включений в минералах Ковдора методом гомогенизации, крайняя точка кристаллизации оливина поднята до 900С.
Флогопит - один из основных породообразующих минералов апатит-силикатных маложелезистых руд, он также постоянно входит в состав магнетитовых руд и карбонатитов. Содержание флогопита в рудах месторождения значительно варьирует: от 2% в апатит-кальцит-магнетитовых разновидностях до 26% в силикатных рудах.
По внешним признакам: цвету и морфологии можно выделить три типа минерала: чешуйчатые агрегаты светло-зеленого и бурого флогопита, а также пластинчатые выделения и кристаллы тетраферрифло-гопита.
Зеленый флогопит встречается в виде мелко- среднечешуйчатых выделений, размер которых варьирует от первых миллиметров до 2 -Зсм. Отмечается только в силикатных разновидностях руд (особенно в пределах дугообразной зоны), а также в виде реликтового компонента - в карбонатизированных рудах. Распределен крайне неравномерно, нередко образуя мономинеральные зоны.
В рудах зеленый флогопит встречается, главным образом, в межзерновом пространстве, замещая форстерит (рис. 4.4.5.1). Можно наблюдать сложные эпитаксические срастания флогопита с кристаллами магнетита: плоскость (III) магнетита параллельна плоскости (001) слюды, плоскость (100) магнетита перпендикулярна плоскости (001)флогопита. Магнетит развивается и по спаянности флогопита (см. рис. 4.4.5.1).
Бурые выделения минерала относятся к более поздним образованиям. Они замещают зерна зеленого флогопита, нередко отмечаются зональные кристаллы с зеленым ядром и каймой бурого флогопита. Бурый оттенок слюды связан с увеличением ее железистости и появляется только в карбонатизированных рудах и карбонатитах. Минерал образует зернистые агрегаты и четко ограненные таблитчатые кристаллы, размер которых варьирует от 5 до 32мм. Бурый флогопит замещает форстерит, магнетит и апатит (см. рис. 4.4.5.1), сам в свою очередь, замещаясь карбонатом и клиногумитом.
