Пластообразный тип полигенных месторождений

Наиболее крупные полигенные месторождения располагаются в Северной и Юго-Западной Австралии. К этому типу относится также месторождение Сангареди, которое находится в Западной Африке в пределах бокситоносного района Боке.

Полигенные месторождения пластообразного типа представлены крупными пластообразными залежами большой площади и значительной мощности. Бокситы этих месторождений занимают большие пространства и приурочены в большинстве случаев к древним поверхностям выравнивания. В бокситовой толще обычно выделяются два или три горизонта, которые сложены преимущественно пизолитовыми, галечными, гравийными, брекчиевидными бокситами, сцементированными более рыхлой массой такого же химического и минерального состава, что и обломочные бокситы. Качество бокситов обычно высокое. Образование бокситовых залежей происходило в результате переотложения на небольшие расстояния и, возможно, последующей бокситизации продуктов латеритной коры выветривания.

Месторождения Северной Австралии. В Австралии расположены крупнейшие в мире месторождения бокситов, потенциальные запасы которых составляют более 10 млрд.т, т. е. более одной трети всех запасов бокситов нашей планеты, в том числе разведанные запасы бокситов 3,2 млрд, т. Наиболее крупные месторождения (около 80% всех запасов бокситов) сосредоточены на севере Австралии: Уэйпа (3 млрд. т), Гов (0,8 млрд. т) и Митчелл-Плато (0,6 млрд. т). Добыча бокситов в 1973 г. составила 14,42 млн. т, в том числе на месторождении Уэйпа 10,5 млн. т.

Месторождение Уэйпа является наиболее крупным в стране, его общие запасы оцениваются в 3 млрд. т. Фундамент месторождения сложен метаморфическими и изверженными породами докембрия. На них почти горизонтально залегает толща песчано-глинистых отложений мелового и третичного возраста. Меловые отложения представлены песчаниками и тонкодисперсными осадочными глинами каолинитового состава.

Бокситовые залежи располагаются на отложениях формации Уэйпа, которая имеет третичный возраст и представлена аргиллитами, алевролитами и аркозовыми песчаниками. Бокситы образовались в результате интенсивного латеритного выветривания и переотложения латеритной коры выветривания подстилающих бокситы пород, особенно аргиллитов и алевролитов.

Бокситы приурочены к латеритным образованиям, распространенным на площади около 500 км2, в том числе примерно 200 км2 составляет рудное поле месторождения Уэйпа (рис. 14). Оно образовано горизонтальными или пологонаклонными, очень крупными, залегающими на поверхности, пластообразными залежами бокситов, которые приурочены к низменной равнине и образуют бокситоносную зону (полосу) длиной более 240 км при ширине около 50 км. Размеры пласта бокситов выдержаны как по площади, так и по мощности. Бокситы сложены в основном сферическими пизолитами величиной от 1 до 20 мм (в среднем 3—5 мм), заключенными в рыхлый однородный цемент коричневато-бурого цвета.

Среди бокситов выделяются две основные продуктивные зоны: верхняя, представленная бокситами с ясно выраженной пизолитовой структурой, и нижняя, состоящая из желваков, пизолитов, неправильных железистых конкреций, обломков и гальки размытой кирасы, а также частично бокситизированных песчаников и алевролитов, сцементированных красной, коричневой и серой песчанистой глиной. Мощность кондиционных бокситов изменяется от 2 до 12 м. Качество бокситовых руд очень высокое, среднее содержание глинозема 55%, кремнезема 3,5% и окиси железа 12%, Бокситы обычно имеют гиббситовый состав при подчиненном количестве бёмита.

Месторождение Гов является вторым по величине после Уэйпа. Оно расположено на п-ове Гов, в северо-восточной части п-ова Арнемленд, вблизи побережья залива Карпентария. Oнo состоит из четырех отдельных месторождений, представляющих собой остатки древнего обширного латеритного покрова. В разрезе бокситоносной толщи выделяются два горизонта: верхний мощностью до 5,5 м, представленный пизолитовыми и модулярными (трубчатыми) бокситами, и нижний горизонт, сложенный табулярным и землистым кремнистым латеритом с высоким содержанием глинозема. В нижней части этого горизонта располагается грубообломочная железистая порода, состоящая из обломков и галек железистого латерита (размытой кирасы).

Верхняя часть мощностью 1,5—2 м бокситовых залежей сложена пизолитовыми бокситами (пизолитник), а нижняя такой же мощности — табулярными (червеобразными, трубчатыми) бокситами. Между верхним и нижним горизонтами наблюдается резкая литологическая граница со следами некоторого размыва. В нижней части пизолитового горизонта встречаются обломки нижележащих табулярных бокситов. Это свидетельствует о том, что формирование горизонтов происходило, по-видимому, в различных условиях, и что бокситы этих горизонтов различны по генезису.

Бокситы месторождения Гов имеют высокое качество: в настоящее время добываются руды с содержанием глинозема 52— 54%, кремнезема 5%, окислов железа 18 -20%. Ho различным участкам среднее содержание компонентов изменяется (в %): глинозема 49—52; кремнезема 3—5,6; окислов железа 13—18,5; двуокиси титана 3,4—3,7. Средняя мощность бокситового горизонта 2,4—3,5 м, вкрышных пород 1,5 м. По минеральному составу бокситы относятся к гиббситовому типу. Достоверные запасы около 300 млн. т, а общие 800 млн. т.

Бокситовые залежи месторождения Гов, как и на других месторождениях Северной Австралии, располагаются на очень низком гипсометрическом уровне с абсолютными отметками 5—25 м, залегают практически горизонтально с выдержанной мощностью по площади. В связи с этим некоторые наиболее низкие части бокситовых залежей заболочены или погружаются под уровень моря. Это, по-видимому, обусловлено тем, что в настоящее время северные берега Австралийского материка медленно погружаются. Имеются предположения, что под водой залива Карпентария и возле других частей побережья Северной Австралии находятся огромные запасы бокситов, по качеству аналогичные залегающим на суше.

Месторождение Митчелл-Плато приурочено к одноименной платообразной возвышенности, расположенной вблизи залива Адмиралтейства. Достоверные запасы бокситов месторождения Митчелл-Плато составляют около 200 млн. т, которые занимают площадь около 200 км2, а общие запасы оцениваются в несколько сот миллионов тонн.

Бокситовые залежи месторождения Митчелл-Плато приурочены к площади развития латеритного покрова по базальтам и пирокластическим породам протерозоя с силлами и дайками до-леритов. Эти породы залегают почти горизонтально и переслаиваются с песчаниками. Бокситовые залежи располагаются на останцах дотретичного или третичного плато. В нижней части бокситовых залежей содержатся обломки железистой кирасы, которая бронировала первичные латеритные покровы до их размыва.

В верхней части бокситового горизонта также содержатся обломки железистой кирасы, под которыми залегают обломочные, брекчиевидные или плотные сливные бокситы с гелеморфной структурой. Между прослоями этих бокситов устанавливаются четкие границы. Верхняя часть бокситовых залежей представлена кондиционными бокситами, ее мощность в среднем составляет 3,7 м при максимальной 9 м. Литологические разновидности бокситов отличаются по плотности, степени цементации и окраске. Основная цементирующая масса бокситов сложена рыхлой железистой массой, в которую включены железистые пизолиты, имеющие концентрическое строение.

Бокситы имеют высокое качество. Содержание глинозема в них 47—62%, кремнезема 2,5—3,5%. По минеральному составу бокситы являются гиббсит-бёмитовыми.

Месторождения Юго-Западной Австралии. В Юго-Западной Австралии сосредоточено около 20% общих запасов бокситов, которые находятся в бокситоносном районе Дарлинг-Рейндж, в 64 км от г. Перта. Кроме месторождения Дарлинг-Рейндж в этом районе известно еще два месторождения: к северу Шаттеринг и Джаррахдейл в южной части района. Эти месторождения образуют Западно-Австралийскую бокситоносную провинцию. Они приурочены к бокситоносной зоне, вытянутой вдоль побережья на 350 км при ширине 30—40 км. Месторождения состоят из нескольких бокситоносных участков, приуроченных к останцам мел-палеогеновой поверхности выравнивания, которые образуют уступ в современном рельефе. Фундамент района месторождений сложен гнейсами и метаморфизо-ванными глинистыми сланцами архея с силлами долеритов.

Бокситовые залежи располагаются на склонах и вершинах древних возвышенностей, а также выполняют углубления в рельефе подстилающего древнего фундамента. Среди бокситоносных образований выделяются четыре обособленных горизонта. В верхней части залегает горизонт (1—2 м) однородных мелкопизолитовых бокситов, ниже находится горизонт (1,5—2,5 м) несцементированных крупнопизолитовых бокситов. Под ним располагается грубообломочный конкреционный горизонт бокситовых образований, часто железистых. На всех участках эти горизонты подстилаются пятнистоокрашенными или палевыми песчаными глинами. В бокситах установлены следующие минералы: гиббсит. бёмит, гематит, магнетит, каолинит, диаспор, корунд, кварц и др.

По данным П.Л. Грабба, образование бокситов происходило не в результате выветривания сланцев и гнейсов древнего фундамента, а путем латеритизации покровных осадочных пород, представленных глинами и полевошпатовыми (или даже аркозовыми) песчаниками мелового возраста. Формирование бокситов происходило, по-видимому, в позднемеловое и раннетретичное время и было прекращено в позднетретичное время в результате поднятия региона.

По данным А.Д. Щеглова и В.А. Тенякова, месторождения района Дарлинг-Рейндж сложены осадочными обломочными пизолитовыми бокситами, которые приурочены в основном к склонам, а также к вершинам древних холмов и быстро выклиниваются при погружении древнего рельефа в направлении речных палеодолин. В размещении бокситовых залежей района Дарлинг-Рейндж, возможно, существует какая-то аналогия с Тихвинским районом.

Бокситовые залежи имеют площадь 300—800 м2 при мощности 3,5—4,5 м. Располагаются они на каолинитовых корах выветривания или слегка выветрелых гранито-гнейсах. В связи с этим в бокситах часто присутствует значительное количество обломочного кварца, который при добыче удаляется простой отмывкой. Источником бокситового вещества в этом районе, по-видимому, являлись долериты и глинистые сланцы архейского возраста. По ним развивались латеритные первичные (структурные) бокситы, обломки которых встречаются в бокситовых залежах.

Бокситы обычно представлены рыхлой разновидностью, имеющей желтовато-красный цвет. По минеральному составу бокситы являются гиббситовыми. Качество бокситов довольно высокое: глинозема 48—50%, кремнезема около 8%, окиси железа 22%. Однако по отдельным пробам различных участков наблюдается значительное колебание содержания компонентов (в %): глинозема 40—52; кремнезема 6—12; окиси железа 17—27; двуокиси титана 1—3.

Запасы бокситов этого района составляют около 500 млн. т, а годовая добыча более 3 млн. т.

Месторождение Сангареди. В Западной Африке на территории Гвинеи, Ганы, Сьерра-Леоне и Мали расположено большое количество крупных месторождений бокситов, которые являются латеритными и сложены в большинстве случаев структурными (псевдоморфными) бокситами. Однако по особенностям геологического строения, генезису и литологическому составу бокситов резко отличается от них месторождение Сангареди, которое по ряду признаков относится к пластообразному типу полигенных месторождений латеритно-терригенной формации.

Месторождение Сангареди расположено в 60 км к северо-востоку от г. Боке, ограничено с востока р. Когон, с севера — р. Люмбодиадан и юга — р. Пора. Оно представлено одной компактной залежью, которая приурочена к платообразной возвышенности (бовали) с абсолютными отметками 220—240 м и имеет площадь около 15 км2 при средней мощности 23 м. Имеет длину 7 км, ширину 0,5—2 км и мощность от 12 до 28 м. Запасы бокситов 150 млн. т при содержании глинозема 60%, кремнезема 1%, окислов железа 1,2—6,1% и двуокиси титана 3,3%. Если при оконтуривании бокситовых руд бортовое содержание глинозема принять 30—35%, то запасы этой залежи возрастут до 250—300 млн. т.

Месторождение расположено в юго-восточной части бокситоносного района Боке и приурочено к площади развития пород силурийского возраста, которые сложены глинистыми и грапто-литовыми сланцами, алевролитами и глинистыми песчаниками с прослоями гравелитов.

В настоящее время нет единого взгляда на условия образования бокситов месторождения Сангареди. Одни исследователи считают их типичными представителями латеритного типа, другие — типично осадочными месторождениями.

Б.Н. Одокий на протяжении ряда лет неоднократно высказывал мнение об остаточном элювиально-латеритном генезисе бокситов месторождения Сангареди. С.Т. Акаемов относит их к нормалыюосадочным коллоидально-терригенным образованиям. По его мнению, бокситы этого месторождения являются обломочными, переотложенными (осадочными) образованиями, которые различаются по литологическому составу, сортировке, окатанности, размеру обломков, количеству и характеру цемента.

По литологическим особенностям в разрезе месторождения Сангареди выделяются три толщи. В верхней части располагается толща пестрого состава, сложенная маломощными линзообразными прослоями различных по литологическому составу разновидностей бокситов: от конгломератовидных и гравелитовых до песчаниковидных и глиноподобных. Прослои сложены в основном хорошо окатанными, но плохо сортированными обломками структурных (элювиальных) бокситов гиббситового состава.

Средняя толща литологически однородна. Она сложена светлоокрашенными обломочными гравелитоподобными бокситами, состоящими из сортированных и хорошо окатанных галек овальной формы структурных гиббситовых бокситов, образовавшихся при латеритном выветривании пород различного литологического (петрографического) состава. В подчиненном количестве содержатся гелеморфные и тонкокристаллические гальки осадочных бокситов гиббсит-бёмитового состава.

Нижняя толща сложена преимущественно микрослоистыми глиноподобными пелитоморфиыми разностями бокситов с примесью тонкообломочного терригенного материала. По мнению С.Т. Акаемова формирование верхней толщи происходило в руслах древних речных долин, и эти бокситы он относит к аллювиальным фациям. Бокситы второй толщи образовались в прибрежно-морских (пляжевых) условиях. Накопление бокситов нижней толщи осуществлялось, по-видимому, на низменной приморской аллювиальной равнине в обширных спокойных озерных водоемах, возможно, лагунного типа, т. е. месторождение Сангареди является полифациальным, а бокситовые горизонты являются разновозрастными, образовавшимися в различных палеогеографических обстановках.

На месторождении Сангареди (рис. 15) Д.Г. Сапожников описал следующий сводный разрез (снизу вверх):

1) делериты граиофировые мелкозернистые, с призматически-офитовой структурой (силлы нижнемезозойского возраста), мощность 6,5 м;

2) сланцы, алевролиты, аргиллиты, местами сильно ожелезненные (по высыпкам), относимые к девонской системе, до 40 м;

3) кора выветривания на сланцах и других осадочных породах девонского возраста, до 35 м;

4) бокситы обломочно-пизолитовые, гиббсит-бёмитового состава, с прослоями землистой и фарфоровидной разновидностей, до 28—30 м;

5) бокситы обломочные, гравелистые, гиббситового состава, до 12 м.

Бокситовая залежь имеет простую пластообразную форму, непрерывно прослеженную по всей площади боваля, мощность выдержана, изменяется в пределах 18—24 м.

По данным Д.Г. Сапожникова (1973 г.), в нижнем горизонте обломочно-пизолитовых бокситов гиббсит-бёмитового состава содержание компонентов изменяется в пределах (в %): SiO2 следы —0,61; Al2O3 64,9—69; Fe2O3 0,88—1,48; TiO2 2,9—4,6; CaO следы — 1; п. п. п. 25—27,3. В верхнем горизонте обломочных бокситов гиббситового состава содержание компонентов колеблется в пределах (в %); SiO2 0,04—0,5; Al2O3 62,5—64,7; Fe2O3 0,24—2; TiO2 2—4,3; CaO до 1,3; п.п.п 30,2—32,2.

Месторождение Сангареди по генезису является полигенным: нет сомнения, что два указанных бокситовых горизонта образовались в различных условиях.

Нижний горизонт обломочно-пизолитовых бокситов является осадочным, в основном хемогенным образованием (с незначительной примесью терригенного материала). О переносе значительной части глинозема в растворенном состоянии наряду с тонкодисперсной цементирующей массой свидетельствует преобладание в бокситах пизолитовых, сферолитовых и гелеморфных структур. Формирование нижнего бокситового горизонта происходило в неглубоком пресноводном озерном водоеме, возможно лагунного типа (по С.Т. Акаемову), окруженном невысоким плато.

Верхний горизонт бокситов с песчаниковой или гравелитовой структурой образовался в речной долине, на что указывают окатанность обломков, наличие слоистости и сортировка обломочного материала. В этом верхнем горизонте С.Т. Акаемов выделяет две пачки: аллювиальную и прибрежно-морскую.