Бовальный (платообразный) тип латеритных месторождений

Латеритные месторождения бовального (платообразного) типа широко развиты в странах Западной Африки, Индии и Бразилии. Эти месторождения обладают крупными запасами бокситов и характеризуются их высоким качеством с содержанием глинозема 50—60% и кремнезема 1—3%, благоприятными условиями для разработки, так как месторождения залегают вблизи поверхности, не имеют вскрыши и не обводнены. Их добыча осуществляется исключительно открытым способом.

Бокситовые месторождения этого типа представляют собой конечный продукт коры выветривания алюмосиликатных пород в условиях тропического и субтропического климата.

Месторождения представляют собой покровы латеритных бокситов мощностью 10—40 м, качество которых во многом зависит от состава материнских пород. Они приурочены к верхним частям платообразных возвышенностей и распространены регионально в современных тропических и субтропических областях. На некоторых месторождениях этого типа в разрезе латеритного покрова наблюдается вертикальная зональность, отображающая степень изменения исходных материнских пород.

Боваль представляет собой обширную плоскую возвышенность обычно изометричной или близкой к ней формы с высокими крутыми обрывистыми склонами, разделенную узкими речными долинами глубиной до нескольких десятков метров. Поверхность бовалей обычно относительно ровная или слабоволнистая с мягкими очертаниями, мелкими впадинами и возвышенностями.

Крупные бокситовые залежи этого типа слагают верхнюю часть бовальных возвышенностей и в некоторых случаях их склоны (рис. 5).

Е.М. Патерсон эти месторождения относит к так называемому покровному типу. В работах американских геологов эти месторождения называются «грунтоводными» латеритами, а индийские исследователи называют их латеритами высоких уровней.

Месторождения Западной Африки. Наиболее крупные месторождения бокситов в Западной Африке расположены на территории Гвинеи, Ганы, Камеруна, Сьерра-Леоне и Мали. Эти месторождения образовались в палеоген-неогеновое время за счет интенсивного латеритного выветривания коренных пород палеозойского возраста, почти горизонтально залегающих на древней докембрийской платформе. Формирование месторождений бокситов происходило в континентальных условиях при спокойной тектонической обстановке. Континентальный режим на Африканском континенте существует с палеозоя и характеризуется в настоящее время чередованием в течение года двух очень различных климатических периодов: сухого и дождливого, во время которого выпадает около 2500—3000 мм осадков.

Размещение и качество латеритных бокситов определяются составом исходных материнских пород и геоморфологическими условиями их залегания. Латерит-бокситы наиболее широко развиты в районах сохранения элементов рельефа древнего пенеплена, т. е. на плоских, относительно ровных приподнятых водораздельных участках. Эти плоские водоразделы, имеющие значительные площади, слабо затронутые боковой эрозией, обусловили сохранность крупных месторождений бокситов от последующих размывов. В горных районах они почти отсутствуют.

В Гвинее сосредоточено около 80% запасов бокситов Африканского континента. Здесь располагаются крупнейшие месторождения районов: Боке, Фриа, Киндиа, Туге, Дабола и др. По количеству запасов и качеству бокситовых руд наибольшую ценность представляют месторождения района Боке. Подавляющее большинство бокситовых месторождений Гвинеи приурочено к площадям развития глинистых сланцев силура и в небольшом количество нефелиновых сиенитов. Бокситы обычно залегают на поверхности или перекрыты небольшим слоем почвы.

Общие запасы бокситов Гвинеи составляют 10 млрд. т, а с учетом более низкокачественных латеритов около 35 млрд. т.

Среди бокситовых месторождений Гвинеи, как указывает В.И. Огороднева, различают два типа: коренные, образовавшиеся на месте в результате химической переработки материнских пород, и делювиальные, образовавшиеся в результате сноса с близлежащих возвышенностей коренных латеритов и бокситов. Делювиальные бокситы обычно имеют конкреционный характер.

Преобладающая масса бокситов сложена гидроокислами алюминия и железа. Содержание глинозема в бокситах изменяется от 30 до 63%, а в среднем по различным месторождениям составляет 45—55%; кремнезема от 0,7 до 4% (в среднем около 2%); окислов железа от 4 до 30% (в среднем 16—22%). Основными рудообразующими минералами являются гиббсит, бёмит, гематит, гётит и гидрогётит, в виде примеси встречаются каолинит и минералы титана.

На территории Ганы расположены следующие месторождения: Нышахин, Сефви—Беквей (Аффо), Нсисеро (Асафе), Эджуанема, Киби и др. Общие запасы бокситов Ганы составляют 405 млн. т, т. е. она занимает второе место среди стран Африки. Месторождения приурочены к бокситоносной зоне протяженностью 240 км и шириной 80 м, расположенной в 150 км к северу от побережья Гвинейского залива. Бокситы располагаются на вершинах плосковерхих возвышенностей с абсолютными отметками 300—700 м. Залежи бокситов приурочены к верхней части латеритной коры выветривания, развитой на дислоцированных метаморфизованных туфах, филлитах, серицитовых и хлоритовых сланцах протерозойского возраста и полого залегающих глинистых сланцах, аргиллитах и песчаниках нижнепалеозойского возраста. Бокситы имеют хорошее качество, содержание глинозема в них 45—50%. кремнезема менее 3%, окиси железа около 20%, двуокиси титана 2—3%.

Месторождение Боке (Гвинея). Месторождение Боке является крупнейшим не только в Африке, но и в мире. Оно расположено в северо-западной части Гвинеи, в 135 км от побережья Атлантического океана. Бокситовые залежи месторождения приурочены к холмистой возвышенности, располагающейся на высоте 160—400 м над уровнем моря, которая лишена растительности и расчленена залесенными речными долинами на отдельные участки, называемые бовалями (рис. 6).

Боваль представляет собой поднятый участок, покрытый латеритными бокситами или железистой латеритной корой выветривания мощностью до 10—15 м. Поднятые участки обычно окаймлены долинами рек глубиной до 100 м. Бокситовые и железистые латериты выходят на поверхность и лишены покрова. В большинстве случаев они залегают непосредственно на коренных породах, которые представлены граптолитовыми сланцами силура. В некоторых случаях они отделены от коренных пород слоем пестроцветных глин мощностью до 10 м (рис. 7).

На месторождении расположено более 100 бокситовых бовалей, которые образуют бокситоносную зону, вытянутую в северо-восточном направлении на 130 км при ширине 30—60 км, площадью свыше 3500 км2. Бокситовые залежи отличаются выдержанностью по площади и в разрезе, иногда содержат очень крупные запасы, достигающие 100—200 млн. т, имеют четкие поисковые признаки, легко разведываются и просты в эксплуатации.

Дорудный фундамент месторождения Боке сложен нижнесреднепалеозойскими породами, прорванными силлами мезозойских долеритов. Наиболее древними породами являются кварцевые песчаники ордовика, которые залегают почти горизонтально, обнажаются в долинах рек в пределах бокситоносной площади и выходят на поверхность на многих участках, прилегающих к месторождению. На песчаниках ордовика согласно залегают глинистые и граптолитовые сланцы с прослоями гравелитов, а также алевролиты и глинистые песчаники силура. В северной части месторождения, на наиболее возвышенных участках на силурийских породах залегают песчаники с прослоями сланцев девонского возраста.

По условиям формирования и залегания, а также структурнотекстурным особенностям латеритные бокситы Гвинеи вообще и месторождения Боке в частности делятся на две разновидности: элювиальные (остаточные) и делювиальные (перемещенные, переотложенные). Эти типы образуют единые залежи бокситов, переходят друг в друга, генетически и пространственно тесно связаны между собой.

Элювиальная разновидность латеритных бокситов представляет собой плотные каменистые руды (массивные, полосчатые, сланцеватые) со структурой материнских пород. Они обычно слагают верхнюю часть латеритной коры выветривания. В нижней части бокситоносной толщи иногда встречаются рыхлые и землистые разновидности бокситов. Латеритные бокситы приурочены к поверхностям плосковерхих возвышенностей (бовалей), образуя плащеобразные бокситовые залежи площадью до нескольких квадратных километров. Они, как правило, залегают на глинистых продуктах коры выветривания каолинитового состава. Между элювиальными бокситами и глинами наблюдается резкая волнистая граница, а между последними и подстилающими материнскими породами видны постепенные переходы.

Делювиальная разновидность латеритных бокситов представляет собой перемещенные продукты элювиальных (структурных) бокситов. Они образуют шлейфы, примыкающие к залежам элювиальных бокситов, и располагаются на пониженных участках или верхних частях пологих склонов платообразных (бовальных) возвышенностей. Делювиальные бокситы представляют собой угловатые или слегка округлые обломки элювиальных (структурных) бокситов размером от нескольких сантиметров до 15—12 см, сцементированные пелитовым, алевролитовым или псаммитовым материалом того же состава, что и структурные (псевдоморфные) бокситы. Цвет бокситов обычно светло-розовый, бурый или красновато-коричневый. Бокситы обычно имеют брекчиевую, конгломератовую и пористую текстуру.

Бокситы месторождения Боке обладают наилучшим качеством но сравнению с другими месторождениями Западной Африки. Они образовались в результате интенсивного латеритного выветривания силурийских граптолитовых сланцев в палеогеннеогеновое время в условиях слабо расчлененной пенепленизированной равнины.

По химическому составу бокситы характеризуются высоким содержанием глинозема (51—62%), низким содержанием кремнезема (1—2%) и окислов железа (2—6%); содержание двуокиси титана обычно 2,5—3%. При этом бортовое содержание глинозема 50%, а общие суммарные запасы около 3 млрд, т.

Если при оконтуривании бокситов бортовое содержание глинозема понизить до 35%, то запасы бокситов возрастут в 5 раз и достигнут величины более 15 млрд. т, при этом ухудшится качество бокситов.

Основными рудообразующими минералами на месторождении Боке являются гиббсит, гематит с незначительной примесью бёмита, каолинита и минералов титана. Количество бёмита не превышает 10% и он приурочен, как правило, к верхним частям залежей; количество каолинита не превышает 2—3%. Бокситы разрабатываются карьерным способом.

Месторождения Индии. Преобладающее большинство месторождений бокситов Индостанского полуострова относятся к латеритному типу и приурочены к латеритной коре выветривания деканских траппов верхнемелового — эоценового возраста. Известны бокситы, образовавшиеся в результате латеритного выветривания чарнокитов, гранитов, песчаников и других пород. Латеритные коры имеют мощность 20—30 м. Месторождения бокситов образуют две бокситоносные провинции: Центральную (Деканскую) и Прибрежную (Западно-Индийскую).

Бокситовые залежи образуют пластообразные и линзообразные рудные тела мощностью 1—10 м, в среднем 2—6 м, приуроченные к двум гипсометрическим уровням: высокому и низкому (рис. 8). Первые из них залегают в абсолютных отметках около 1000 м и распространены в штатах Мадхья-Прадеш, Бихар, Орисса и др. Бокситы низких уровней приурочены к абсолютным отметкам 50—300 м в штатах Гуджарат, Махараштра, Керала и др. Приуроченные к плосковершинным останцовым возвышенностям бокситовые месторождения залегают на поверхности и имеют, как правило, небольшие запасы: от 3 до 15 млн. т.

Формирование месторождений бокситов происходило, по-видимому, в раннеэоценовое время на первичном не затронутом тектоническими подвижками пенеплене, который располагался на более низких уровнях. В неогеновое время тектонические подвижки сместили бокситы на различные гипсометрические уровни, т. е. образование латеритов предшествовало углублению речных долин и проходило на более низких гипсометрических уровнях.

Большинство месторождений Индии приурочены к латеритной коре выветривания деканских траппов, которые образуют мощную серию горизонтально залегающих базальтовых покровов, переслаивающихся с пеплами и туфами.

Трапповая толща иногда расчленена на многочисленные гряды и холмы. Многие плоские плато или столовые горы вдаются в полосу побережья Аравийского моря. Латериты обычно располагаются на высоте 600—1200 м над уровнем моря. Это может быть связано с наличием нескольких периодов пенепленизации, к которым была приурочена латеритизация, или с существованием одного латеритизированного пенеплена, разбитого сбросами и поднятого на разную высоту.

Наиболее крупные разведанные месторождения расположены в штатах Бихар, Гуджарат, Мадхья-Прадеш, Мадрас, Махараштра и др. Часто бокситы залегают вблизи поверхности. Мощность и состав латеритных образований значительно изменчивы. Имеются крупные залежи высокосортных бокситов с весьма благоприятными горнотехническими условиями разработки. Выявленные и разведанные месторождения позволяют резко расширить добычу бокситов, которая в значительной степени сдерживается удаленностью большинства месторождений от путей сообщения.

Для бокситовых месторождений Индии характерна форма покровов, которые протягиваются на многие километры и располагаются на поверхности высокого плато. В некоторых случаях месторождения имеют форму холмов-останцов с плоскими вершинами до 500—800 м в диаметре. Форма, мощность и характер латеритного покрова изменяются не только на различных месторождениях, но даже в пределах одного месторождения. Мощность бокситов изменяется от 1 до 22 м. На месторождениях встречаются участки, сложенные высокосортными бокситами, залегающие, как правило, в верхних частях коры выветривания, железистыми латеритами, бокситовыми породами, серыми плотными бокситами, которые внизу переходят в розовый и железистый кремнистый латерит, серые бокситовые глины, белый и розовый литомарж. На месторождении Панхала-Хилл верхняя часть покрова сложена высокожелезистыми латеритами, а нижняя — неравномерно переслаивающимися белыми кремнисто-глинистыми бокситами и бокситовыми глинами, которые подстилаются белым и розовым литомаржем. Между этими породами наблюдаются постепенные переходы. Во многих местах на поверхности латеритного и бокситового покрова несогласно залегает конкреционный и пизолитовый высокожелезистый боксит мощностью до 1 м.

На плато Амаркантак в штате Мадхья-Прадеш в разрезе латеритного покрова мощностью около 24 м, образовавшегося по базальтовым лавам, наблюдаются несколько обособленных зон. На базальтах расположена зона литомаржа с горизонтами гётитовой руды мощностью до 1 м. Выше залегает темно-красный латерит с большим содержанием железа, переходящий в бокситовый латерит с содержанием глинозема 45%, кремнезема 5,8%, окиси железа до 21%. На них располагается розовый, серый или желтоватый боксит, содержащий 56% глинозема, 2,8% кремнезема, 10,8% окиси железа и 7,7% двуокиси титана. Бокситы содержат 47% гиббсита, 27% бёмита, 6% каолинита, 12% гётита и 8% рутила. Выше обычно залегают пи-золитового сложения латериты мощностью до 8 м.

Некоторые исследователи часть бокситов Индии относят к осадочным образованиям, так как эти месторождения иногда не представляют собой сплошных покровов, а являются пластообразными телами, связанными со впадинами на поверхности лавовых покровов. К тому же форма и размеры латеритных залежей зависят от форм и размеров депрессионных понижений, в которых они сформировались, а залежи месторождения Сурат расположены в окраинах крупных котловин.

С нашей точки зрения некоторую небольшую часть месторождений Индии можно отнести к полигенным месторождениям, представленным структурными, делювиальными и, возможно, осадочными бокситами.

Среди месторождений высоких уровней И. Валетон выделяет три литологические разновидности бокситов, которые образовались в различных фациальных условиях и имеют различное качество. Это латериты центральных участков плато, имеющие повышенное содержание железа и кремнезема; латеритные бокситы, приуроченные к погребенным склонам речных долин и обладающие повышенным содержанием глинозема; бокситы и каолинитовые толщи, богатые глиноземом и кремнеземом, сформировавшиеся на окраинах погребенных плоских поверхностей с медленным дренажем.

Качество бокситовых месторождений Индии сравнительно высокое. Содержание в них глинозема 45—60%, кремнезема 1.4—6,8%, окиси железа 3—11%. Для них характерно повышенное содержание двуокиси титана (6—15%) и пятиокиси ванадия (0,15%). Однако широко развиты и железистые бокситовые латериты низкого качества, которые используются как строительный материал. Разрабатываются бокситы с содержанием глинозема 55—60%, двуокиси титана 5—10% и кремнезема 1,5—3%. Общие запасы бокситов Индии составляют около 273 млн. т. Среди них выделяют бокситы двух сортов: 1 — с содержанием глинозема более 50—55% (запасы 75 млн. т) и 2 — глинозема 45—50% (200 млн. т). Добыча бокситов составляет 3 млн. T в год.

Месторождения Бразилии. Подавляющее большинство месторождений бокситов Бразилии расположено в южной части страны и также относится к бовальному (платообразному) типу. Месторождения приурочены к латеритным корам выветривания, развитым по древним кристаллическим гнейсам и сланцам, а также диабазам и нефелиновым сиенитам. Залежи бокситов обычно располагаются на вершинах платообразных поднятий с крутыми склонами. Общие запасы бокситов составляют 200 млн. т, а потенциальные — 600 млн. т. Наиболее крупными месторождениями являются Посус-ди-Калдас, Ору-Прету, Нова-Лима, Белу-Оризонти.

Месторождения Посус-ди-Калдас занимают большие площади на вершинах одноименного платообразного поднятия, сложенного нефелиновыми сиенитами. Рудные тела бокситов приурочены к верхней части латеритной коры выветрнвания нефелиновых сиенитов и имеют среднюю мощность 3 м. Бокситы высококачественные, содержат 60% глинозема, 1—5% кремнезема, 4—10% окислов железа. По минеральному составу они относятся к гиббситовому типу. Мощность вскрышных пород до 1,5 м, суммарные запасы бокситов этого месторождения оцениваются в 170 млн. т. Имеются геологические предпосылки к значительному увеличению запасов бокситов на территории Южной и Северной (район Амапа) Бразилии.