Асбест группы 7 используют как связующий материал при получении железорудных окатышей.
В настоящее время ясно выделяются четыре главнейших геолого-промышленных типа месторождений асбеста.
1. Линзо- и трубообразные залежи и жилы с хризотиловой минерализацией в серпентинизированных альпинотипных и стратиформных ультрамафитах дунит-гарцбургитовой (Россия, Канада, Казахстан, КНР и др.) и габбро-пироксенит-перидотитовой (ЮАР. Зимбабве) формаций (на первые из них приходится 92-93 % мировых запасов асбестов и 90% добычи, на вторые - 2-3 % и 8 % соответственно).
2. Пластовые и жилообразные зоны серпентинизации с хризотиловой минерализацией в апокарбонатных магнезиальных породах - скарноидах (США, Россия, КНР).
3. Пластовые жилы с крокидолитом и амозитом в железо-кремнистых породах типа железистых кварцитов и яшм близ контактов с доломитами (ЮАР и др.), включающие до 1,5 % мировых запасов асбестов и около 1,5 % добычи.
4. Гнездо-, линзо- и штокообразные тела с антофиллит-асбестовой минерализацией в апоультрамафитах амфиболито-гнейсовых комплексов (Мозамбик, Индия, Казахстан, Россия и др.), на которые приходится 1,5% мировых запасов и 1,5% добычи асбестов.
Среди месторождений хризотил-асбеста наиболее крупные промышленные образования принадлежат первому типу, в составе которого по характеру жилкования (строению жил асбеста и их взаимному расположению) иногда выделяют баженовский, лабинский и карачаевский подтипы.
Асбестоносные залежи баженовского подтипа представляют собой крупные (до 600 м) крутопадающие тела, вытянутые на значительные (до 4500 м) расстояния; они, как правило, характеризуются концентрически-зональным строением, обусловленным различными типами асбестоносности: просечек, мелкопрожила, мелкой и крупной сеток, простых и сложных отороченных жил (рис. 1).
Простые отороченные жилы находятся в слабо серпентинизированных ультрамафитах, окаймляясь с обеих сторон полосами плотного массивного серпентинита; мощность такой серпентинитовой оторочки в 4-6 раз превышает мощность самой жилы, достигая 5-10, а иногда и 20 см. Для простых отороченных жил характерен наиболее длинноволокнистый асбест (8-25 мм, реже 50-60 мм), а содержание волокна в породе составляет 0,5-2% (реже более).
Сложные отороченные жилы в отличие от простых состоят из серии параллельных прожилков в серпентинитовой массе, причем наиболее мощные из них располагаются по краям таких серий, а к центру их мощность постепенно уменьшается. Такой тип асбестоносности дает более высокий выход волокна из горной массы (от 2 до 10-15%), но содержит меньше длинноволокнистого (текстильного) хризотил-асбеста по сравнению с простыми отороченными жилами.
Если разноориентированные простые отороченные жилы располагаются поблизости, так что их серпентинитовые оторочки сливаются, образуется асбестоносность типа крупной сетки. В ячейках последней размером 0,3-0,6 м иногда сохраняются ядра несерпентинизированных ультрамафитов. В таком типе руд содержится 3-10% волокна, длина которого не превышает 10-20 мм.
В отличие от крупной сетки асбестоносность типа мелкой сетки проявляется в нацело серпентинизированных ультрамафитах, а размер ячейки чаще всего составляет 10-20 см. Средняя длина волокна - 4-10 мм, его содержание в горной массе 8-10% (изредка достигая 20-25%).
Системы параллельных прожилков хризотил-асбеста в сплошном серпентините соответствует типу асбестоносности, называемому мелкопрожил. Руда этого типа характеризуется самым коротким промышленным волокном (1-3 мм), при его содержании в 5-10% (редко до 30%).
Если массивные серпентиниты содержат тончайшие (0,5-1,0 мм) прожилки хризотил-асбеста, то такой тип асбестоносности называется просечками.
В контурах промышленной асбестоносности обычно преобладают мелкосетчатые руды, реже - крупносетчатые и отороченных жил. Наиболее длинное волокно (1,2,3 сортов) содержится в рудах отороченных жил и крупной сетки, однако его содержание невелико (до 8%). В мелкосетчатых и мелкопрожильных рудах количество асбеста иногда может достигать 20-30%, но по длине волокна - это низкие сорта (5,6,7). К рассматриваемому подтипу относятся все крупные месторождения Урала (Баженовское, Киембаевское) и Мугоджар (Джетыгаринское в Казахстане), многие месторождения Сибири (Молодежное, Актовракское, Саянское, Ильчирское и др.), а также месторождения Канады (Блэк-Лейк, Джеффри, Байе-Верте, Кассиар, Клинтон-Крик и др.), Зимбабве (Шабани, Машаба) и других стран.
Рудные тела лабинского подтипа представлены простыми или сложными жилами поперечно-волокнистого асбеста, залегающими вдоль контактов серпентинитов и даек различного состава и прослеживающимися на десятки и сотни метров по простиранию, от нескольких сантиметров до 3-4 метров по мощности. Это месторождения Лабинское на Северном Кавказе, Хавелок в Свазиленде, Нью-Амиантус в ЮАР и др.
Особенностью месторождений карачаевского подтипа является продольно-волокнистое жилкование по плоскостям трещин скольжения в серпентинитах. Представителями подтипа помимо Карачаевского месторождения на Северном Кавказе, являются Ешкеульмесское (Казахстан), Бунайское (Памир), Ист-Броутон (Канада), месторождения штата Вермонт (США) и др. Образование хризотил-асбеста в серпентинизированных и стратиформных массивах ультрамафитов связано с гидротермальными растворами, природа которых дискуссионна. По мнению одних исследователей процессы серпентинизации и асбестообразования обусловлены воздействием гидротермальных растворов собственно ультраосновной магмы, то есть автометаморфическими. Другие полагают, что серпентинизация и сопровождающая ее хризотил-асбестовая минерализация являются продуктом более молодых гидротерм, дериватов гранитоидных интрузий, наложившихся на уже частично серпентинизированные при автометаморфизме тела ультрамафитов.
Процесс серпентинизации ультраосновных пород под действием кремнекислых либо углекислых гидротерм можно представить в следующем виде:
| 3(Mg,Fe)2SiO4 | + 4Н2О | + SiO2 → | 2H4(Мg,Fe)3Si2O9; |
| оливин | вода | кремнезем | серпентин |
| 2(Mg,Fe)2SiO4 | + 2Н2О | + СО2 → | (Мg,Fe)3SiO9 | + (Мg,Fe)СО3 |
| оливин | вода | углекислота | серпентин | брейнерит |
При разложении оливина заключающееся в нем железо может частично связываться в виде свободных окислов, образуя цепочки мелких кристалликов магнетита в жилках хризотила. В случае медленного проникновения и циркуляции гидротермальных растворов образуется антигоритовый серпентинит, практически не содержащий хризотила; в условиях быстрого прохождения этих растворов по многочисленным тектоническим и контракционным трещинам в серпентините развивается хризотиловая минерализация.
Месторождения хризотил-асбеста второго типа, связанные с зонами серпентинизации в доломитовых известняках и доломитах, встречаются значительно реже и по масштабу промышленной минерализации невелики. Иногда этот тип месторождений называют аспогашским или аризонским. Для них наиболее характерны единичные жилы (Аспогашское месторождение в России, месторождения Аризоны в США, месторождения Цзиньчжоу и Чаоян в Ляонине и Лайюань в Хебэйе, КНР). Но иногда встречаются и другие типы минерализации: сетчатые жилы, мелкопрожил, просечки (Вангырское месторождение на Полярном Урале). К этому типу относятся также небольшие месторождения в КНР (Пао-Чоу, Лай-Юань), КНДР (Пчогори, Кине), ЮАР.
Все месторождения этого типа считаются контактово-метасоматическими, локализованными в существенно магнезиальных карбонатных породах близ контактов с основными или кислыми изверженными породами. Карбонатные породы близ этого контакта перекристаллизованы и содержат типичные минералы скарнов: форстерит, диопсид, тремолит, гранат и др. Серпентинизация и асбестообразование происходили в гидротермальную стадию контактового метасоматоза по доломитам в условиях привноса кремнекислоты:
| 3СаMg(CO3)2 | + 2Н2О | + SiO2 → | H4Mg3Si2O9 | + 3CaСО3 | + 3CO2 |
| доломит | вода | кремнезем | серпентин | кальцит | углекислота |
По трещинам, возникавшим вдоль плоскостей напластования, циркулировали растворы, из которых кристаллизовался обычно поперечно-волокнистый хризотил-асбест; вблизи трещин порода нацело преобразовывалась в серпентинит, а на некотором расстоянии от них происходило лишь частичное замещение с образованием офикальцита (смесь серпентина и кальцита).
Достоинством асбестового волокна месторождений этого типа является исключительно низкая железистость, что предопределяет его использование в электротехнической промышленности.
Месторождения третьего типа, представленные согласными пластовыми жилами поперечно-волокнистого крокидолита или амозита в железо-кремнистых породах, известны в Южной Африке (Трансвааль и Капская провинция, ЮАР) и в Западной Австралии (крокидолит). В разрезе вмещающих пород непременным членом являются доломитовые образования. Формирование этих месторождений связывают с гидротермально-метаморфическими растворами контактового или регионального метаморфизма, привносившими из подстилающих доломитов магнезию и циркулировавшими по межпластовым трещинам в слоях железистых кварцитов, обогащенных натрием. Присутствие здесь графита обуславливало наличие в растворах восстановленных форм железа. При недостатке натрия в замещаемых породах вместо крокидолита кристаллизовался амозит.
Для месторождений антофиллит-асбеста (четвертый тип) характерна связь с метаморфизованными ультраосновными породами и серпентинитами, представленными оливин-пироксеновыми, тальк-брейнеритовыми и другими образованиями в составе амфиболито-гнейсовых комплексов регионального метаморфизма. Их типичными представителями являются месторождения Среднего Урала (Сысертское и др.) и Мугоджар (Бугетысайское и др.) в России и Казахстане, месторождения Финляндии, США, Египта, Сьерра-Леоне и других стран.