Общие сведения. 
Классификация запасов и прогнозных ресурсов фосфатных руд

• 1. Настоящие Методические рекомендации по применению Классификации запасов к месторождениям фосфатных руд (далее — Методические рекомендации) разработаны в соответствии с Положением о Министерстве природных ресурсов Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 22 июля 2004 г. № 370 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, № 31, ст.3260; 2004, № 32, ст. 3347, 2005, № 52 (3ч.), ст. 5759; 2006, № 52 (3ч.), ст.5597), Положением о Федеральном агентстве по недропользованию, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2004 г. № 293 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, № 26, ст. 2669; 2006, № 25, ст.2723), Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых, утвержденной приказом МПР России от 07.03.1997 г. № 40, и содержат рекомендации по применению Классификации запасов к месторождениям фосфатных руд.
• 2. Фосфор относится к числу широко распространенных элементов. Кларк его в земной коре — 0,093%. В свободном виде в природе не встречается. Основным источником фосфорсодержащего сырья являются апатитовые и фосфоритовые руды. Более 90% всего добываемого фосфатного сырья употребляется для выработки минеральных удобрений. Соединения фосфора используются также в химической промышленности, медицине, металлургии и других отраслях народного хозяйства.
• 3. В природе наибольшее распространение получили ортофосфаты, образующие самостоятельные минералы или изоморфные примеси в алюмосиликатах. Среди фосфорсодержащих минералов практическое значение имеют основные ортофосфаты кальция группы апатита с общей формулой Са₅(РО₄)₃(F, Cl, OH).

Апатит как аксцессорный минерал встречается во всех интрузивных, многих метаморфических, осадочных и даже эффузивных породах. В апатитовых и фосфоритовых рудах он является основным фосфорсодержащим минералом. В апатитовых рудах он обычно ассоциирует с нефелином, эгирином, диопсидом, ильменитом, сфеном, а также с карбонатами и другими эндогенными минералами. В фосфоритовых рудах, являющихся осадочными горными породами (глинистыми, песчаными, карбонатными и др.), состоящими на 1/3 и более из фосфатов кальция (12% Р₂О₅ и более). Присутствуют кварц, халцедон, опал, кальцит, доломит, глауконит и другие минералы. Установлено пять основных разновидностей апатита, слагающих промышленные руды: фторапатит — Ca₁₀(PO₄)₆F₂; франколит — Ca₁₀P_5,2С_0,8O_23,2F_1,8(ОН); курскит — Ca₁₀P_4,8С_1,2O_22,8F₂(ОН)_1,2; гидроксилапатит Ca₁₀(PO₄)₆(ОН)₂; карбонатоапатит — Ca₁₀P₆CO₂₃ (OH)₃.

Для фосфатных минералов характерен широкий диапазон замещения всех компонентов. Фосфор замещается углеродом, стронцием, серой, кремнием; фтор — гидроксилом; кальций — натрием, стронцием и алюминием. Возможны и другие замещения, а также обогащение элементами-примесями: U, TR, Sr, реже V, Ti, Zr, Au, B, Li, Pb, As, Ag, Mo, Ni, Co, Se. Уран в фосфоритах входит в кристаллическую решетку апатитовых минералов. Содержание его от 0,0001 до 0,052%. Редкие земли (иттрий и церий) и стронций постоянно присутствуют в морских фосфоритах в количестве соответственно 0,06−0,10 и 0,02−0,36%.

4. Месторождения фосфатных руд по условиям их образования подразделяются на магматические, карбонатитовые, контактово-метасоматические, осадочные, метаморфогенные и кор выветривания. В России промышленное значение имеют следующие типы месторождений (табл. 1).

Таблица 1. Промышленные и потенциально-промышленные типы месторождений* и промышленные (технологические) типы фосфатных руд

* Комплексные месторождения, где апатит извлекается попутно, в таблицу не включены.

Магматические месторождения представлены апатитовыми рудами. Они подразделяются на апатит-нефелиновые, апатитовые и комплексные апатитсодержащие.

Нефелин-апатитовые месторождения Хибинской группы (Кукисвумчорр, Юкспор, Апатитовый цирк, Плато Расвумчорр) связанны с центральными интрузиями нефелиновых сиенитов. Для этих месторождений характерна значительная протяженность рудных зон по простиранию (2−4 км) и падению (1−2 км), большая и относительно выдержанная мощность (100−200 м) рудных тел, их зональное строение, обусловленное различием текстуры руд и содержанием в них Р₂О₅, меняющимся от 29% в богатых пятнистых и пятнисто-полосчатых рудах до 5% в бедных рудах других текстурных разновидностей. Более сложное внутреннее строение рудных тел установлено на месторождениях Коашвинское, Олений Ручей, Ньюоркпахкское, характеризующихся наличием многоярусных рудных горизонтов и изменчивой морфологией. В нефелин-апатитовых рудах практический интерес могут представлять редкие земли, стронций, фтор в апатите; титан, ниобий, тантал в сфене; а также титаномагнетит и эгирин.

Апатитовые месторождения (Ошурковское, Уктусское) сложены массивами диоритов, сиенитов, метасоматитов и других пород, содержащих рассеянную вкрапленность апатита. Сравнительно низкие содержания Р₂О₅ и относительно небольшие размеры обогащенных участков обусловливают их небольшую промышленную ценность; однако при благоприятных географо-экономических и горнотехнических условиях и достаточно крупных запасах легкообогатимых руд месторождения этого типа могут иметь промышленное значение.

Комплексные месторождения представлены апатит-нефелин-редкометальными (Ловозерский массив), апатит-магнетитовыми (Кируна в Швеции), апатит-титаномагнетитовыми (Волковское) и апатит-титаномагнетит-ильменитовыми (Кручининское) рудами. Несмотря на относительно низкое среднее содержание (3−5%) и неравномерное распределение Р₂О₅, возможность ведения добычи в больших масштабах позволяет экономически выгодно попутно извлекать из них апатит.

Карбонатитовые месторождения сложены апатит-флогопитовыми (Маймеча-Котуйская провинция), апатит-магнетитовыми (Ковдорское), апатит-редкометально-магнетитовыми (Палабора в ЮАР) и апатит-редкометальными (Белозиминское) рудами. Содержание апатита в рудах изменчивое и в среднем невысокое (5−10%). Тела имеют форму гнезд, штоков, жил, труб. Руды труднообогатимы, однако при значительных запасах и при положительном решении технологии обогащения и переработки месторождения этого типа представляют значительный практический интерес.

Метаморфогенные месторождения апатитовых руд образовались в результате регионального и контактового метаморфизма фосфоритов. Вследствие этого они обычно имеют форму пластов и пластовых залежей мощностью от 1 до 15 м; иногда апатитовые руды переходят по простиранию в слабометаморфизованные фосфориты. Распределение апатита обычно неравномерное. Среднее содержание Р₂О₅ колеблется в значительных пределах (5,4% на Слюдянском месторождении, 20−24% на месторождении Чулак-Тау (Казахстан)).

Месторождения кор выветривания образуются путем обогащения вмещающих фосфатное вещество пород за счет выщелачивания известняков, доломитов и мергелей. Эти месторождения связаны чаще всего с апатитоносными карбонатитовыми массивами, но могут образовываться и при выветривании месторождений других типов (Лаокайский апатитоносный бассейн во Въетнаме на метаморфогенных месторождениях). Мощности залежей колеблются от 10 до 30 м, содержание Р₂О₅ — от 4 до 14%.

Иногда в процессе выветривания по апатиту развивается франколит с образованием богатых апатит-франколитовых руд (Ковдорское).

Осадочные месторождения представлены фосфоритовыми рудами. Они распространенны в геосинклинальных (зернистые и микрозернистые) и в платформенных областях (желваковые и ракушечные).

Месторождения зернистых фосфоритовых руд в мировом балансе фосфатного сырья составляют больше половины его ресурсов. Крупнейшей провинцией зернистых фосфоритов является Аравийско-Африканская с запасами более 5100 млн. т Р₂О₅, заключенными в месторождениях Западной Сахары, Марокко, Алжира, Сирии, Ирака, Египта, Туниса и других стран. Фосфориты залегают преимущественно в отложениях мергелей, органогенных известняков, кремней, доломитов, глин и гипсов, относящихся к мелководным морским фациям позднемелового, палеоценового, эоценового и миоценового возраста. Мощности пластов фосфоритовых руд составляют от 1,5 до 12 м, нередко в сближенных горизонтах — до 40 м; пласты фосфоритов сложены фосфатными зернами (оолиты, псевдооолиты, пеллеты, биоморфозы) алевритовой, песчаной и гравийной разновидностей, в различной степени сцементированными карбонатным или кремнистым материалом. В большинстве случаев руды рыхлые или легко дезинтегрируются в воде, что позволяет простым обогащением получать кондиционные концентраты. Содержание Р₂О₅ в фосфатных зернах — от 24 до 36%, в рудах — от 17 до 32%. Содержание костного детрита рыб в фосфоритах достигает 20%.

В странах СНГ к типу зернистых фосфоритов отнесены месторождения Среднеазиатского фосфоритоносного бассейна в Центрально-Кызылкумском и Сырдарьинском районах. Они сложены карбонатно-фосфатными и реже монофосфатными псевдоморфозами выполнения и замещения по фораминиферам, птероподам, копролитам и пелециподам (биоморфные зерна).

Особое положение занимают песчано-зернистые фосфориты Унечского месторождения, выявленные в 1980;е годы в Брянской области и смежных районах Украины. Элементы геологического строения их имеют сходство частично с зернистыми, частично с галечниковыми фосфоритами. Эти месторождения являются комплексными титан-цирконий-фосфатными россыпями.

Месторождения микрозернистых фосфоритов имеют значительное развитие в США (бассейн Скалистых гор), КНР (бассейн Янцзы), Монголии (Хубсугульский бассейн), Австралии (бассейн Джорджина), Индии (шт. Раджастан и Удайпур), Казахстане (Каратауский бассейн). В России они представлены Уха-Гольским и Харанурским месторождениями в Восточном Саяне (Бурятия, на продолжении Хубсугульского бассейна), а также Белкинским, Сейбинским и другими в Алтае-Саянском регионе.

Фосфоритовые руды микрозернистого и афанитового типов обычно слагают один-шесть продуктивных пластов мощностью 0,5−25 м, залегающих среди доломитов, известняков, фосфато-кремнистых и кварцево-слюдистых сланцев, органогенных кремнистых пород (радиоляриты, спонгалиты и др.). Фосфат кальция в рудах месторождений кремнисто-карбонатной и карбонатной формаций может быть обособлен по разному: в виде монофосфорных оолитов и пеллет размером 0,01−1,0 мм, монофосфатных слойков мощностью от 1 мм до 1 см, а также псевдоморфоз по продуктам жизнедеятельности водорослей (строматолитов, онколитов). Среднее содержание Р₂О₅ в рудах колеблется от 14 до 24%.

Платформенные желваковые (конкреционные) фосфориты (месторождения: Егорьевское в Московской области, Полпинское в Брянской области, Вятско-Камское в Кировской области) представляют собой конкреционные стяжения фосфоритов в песчано-глинистых породах, которые могут быть плотно сцементированы с вмещающей породой («фосфоритная плита»). Содержание Р₂О₅ в желваках 15−26%, в залежах обычно 6−10% (в некоторых месторождениях до 16%), мощность фосфоритовых пластов 0,5−1,2 м. В большинстве месторождений этого типа основное количество фосфора входит во фракции руды крупностью более 0,5 мм. Обычно 30−40% фосфатного вещества находится в лимонно-растворимой форме, что обусловливает его хорошую усвояемость растениями.

Ракушечные фосфориты — скопление фосфатных ракушек, заключенных в песке или песчанике. Мощность продуктивного пласта от 1 до 14 м, содержание Р₂О₅ от 3 до 20%, по минеральному составу руды относятся к кварцевым. Основное развитие ракушечные фосфориты получили в Прибалтийском бассейне, в Эстонии (месторождения Маарду, Тоолсе, Раквере-Кабала) и Ленинградской области (Кингисеппское).

Месторождения остаточно-инфильтрационного типа (коры выветривания) образуются главным образом на древних в различной степени фосфоритоносных карбонатных и кремнисто-карбонатных формациях. Глубина залегания вторичных фосфоритов колеблется от 0,5 до 15 м от поверхности (месторождения Ашинское, Обладжанское, Сейбинское и др.). Мощности содержащих фосфориты зон выветривания с обломками материнских пород достигают нескольких десятков метров и крайне не выдержаны. Фосфориты представлены в основном рыхлой массой в виде сложно построенных залежей в карстовых углублениях карбонатных отложений на контакте их с терригенными или изверженными породами. Среди них различают землистые, глинистые и каменистые разности с содержанием Р₂О₅ от нескольких процентов до 30%. Основной разновидностью фосфатного минерала является карбонатгидроксилфторапатит — 9Са (РО₄)₂СаF₂ Са (ОН)₂СаСО₃.

5. Апатитовые и фосфоритовые руды рекомендуется рассматривать как комплексное сырье. Помимо собственно фосфора, они могут служить сырьем для получения фтора, стронция, редких земель, титана, ниобия, тантала и других элементов и соединений.