Критерии поискового прогнозирования месторождений марганца и бокситов - часть 2

 

  Главная      Учебники - Разные     Критерии поискового прогнозирования месторождений марганца и бокситов

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

 

содержание   ..   1  2  3   ..

 

 

Критерии поискового прогнозирования месторождений марганца и бокситов - часть 2

 

 

Такой механизм регрессии, распада и разгрузки обширного эпиконтинентального (Русского)
бассейна вызовет, естественно, трансгрессию в смежной некомпенсированной впадине, признаки
которой обычно и наблюдаются в разрезах рудных отложений. Это, в свою очередь, позволяет заме-
нить известную упрощенную схему осадочного процесса “выщелачивание - миграция - садка” на бо-
лее развернутую в континентальном пространстве и геологическом времени: “выщелачивание -
сепарация - аккумуляция - окисление - нейтрализация - коагуляция - сорбция - седиментация - кон-
сервация - диагенез - гипергенез - выщелачивание” (цикл должен быть замкнутым).
Обоснование находится в признаках регионального плана, - таких, например, как резкое
опреснение майкопского водоема, выраженное переходом от восстановительной обстановки черно-
цветных глобигериновых глин пшехского горизонта к пресноводным остракодовым мергелям
полбинского в Западном Предкавказье (4), от восстановленных осадков караджалгинской свиты к
окисленным - ольгинской (Центральное Предкавказье) и от свиты рики - к зурмакентской в Восточ-
ном Предкавказье (14). Этот процесс глубокой инверсии гидрохимической обстановки на обширной
акватории Русского моря синхронен резкому тафрогенному (11) проседанию Черноморской котло-
вины, которая в результате получила гидродинамическую связь с более древней Днепрово-Донец-
кой впадиной путем прорыва застойных вод последней через островную дугу Азово-Подольского
кристаллического массива.
В раннем олигоцене у Черного моря были, вместе с Керченским и Босфором (или без них), дру-
гие проливы - Никопольский, Днепровский, Токмакский, Ингулецкий, Грушевский, Варненский,
Рионский, Лабинский и еще несколько, которые и поставляли рудное вещество на соответствующие
месторождения путем прорыва марганецсодержащих вод Днепрово-Донецкого моря через барьеры
причерноморских островов Украинского щита и Скифской плиты.
Почти одновременно с районом Никополя продукты окисления сероводородных вод совершили
такой же прорыв через Дзирульский массив из Картлийской (Куринской) депрессии в Квирильскую
(Рионскую) и образовали Чиатурское месторождение, из Прикаспийской синеклизы через Каратау-
ское поднятие - в Чакырганский желоб (Мангышлакское), из Предкарпатского прогиба через Мизий-
ский свод - в Варненский прогиб (Оброчиште).
Аналогичным был прорыв вод кунгурской регрессии Юрюзано-Сылвенского моря (рис. 4) через
Симской залив и барьер островов Каратауского надвига по системе палеопроливов (Ашинскому,
Укскому и Симскому) в некомпенсированную Бельскую котловину Предуральского прогиба (Улуте-
лякское месторождение).
Подобная гипотеза применима ко всем промышленным месторождениям, включая и крупнейшие
из них Грут-Эйланд (Австралия) и Моанда (Габон): "Резкое изменение структуры бассейна повлекло
за собой приток кислых вод, что обусловило выпадение марганца, причем его количества, со-
держащегося в бассейне Моанда, было недостаточно, чтобы образовать такое месторождение. Оче-
видно, происходил приток воды с высоким содержанием марганца из других таких же локальных
бассейнов, соединявшихся между собой" (20, с.34).
Здесь нужно отметить, что современное учение о фациях никак не описывает проливы. В
справочниках и словарях можно найти характеристику мелководных отложений лиманов и заливов,
лагун и эстуариев, дельт и авандельт, баров и пляжей, литорали и рифовых отмелей, донных тече-
ний и различных уровней шельфа, но лишь в малоизвестной работе Д.В. Наливкина (1956) упо-
минается переходная сервия проливов и ничего не сказано о фации прорыва сульфидных растворов
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
18
древней застойной котловины навстречу трансгрессии свежих кислородных вод.
Направление течения вод "рудоносных" проливов от Украинского щита к пелагии Черного моря
определено И.С. Даниловым (7, с.152) по строению марганцеворудных конкреций и подтверждается
закономерными изменениями гранулометрического состава отложений рудовмещающей дельты. От-
сюда следует вывод о том, что проливы несли марганец в Черное хадумское море, а не из него, хотя
на схеме Н.М. Страхова показано северное направление размыва Донецкого выступа (28, фиг. 100).
При таком понимании механизма доставки рудного вещества на месторождения Никопольского
бассейна хадумская трансгрессия оказывается непричастной к их образованию, иначе невозможно
объяснить, почему палеоценовая, эоценовая, чокракская и множество других трансгрессий не
сопровождались отложением марганцевых руд.
Трансгрессию нужно рассматривать как побочное, хотя и положительное явление, поскольку
вне зависимости от того, наступало ли море на сушу за счет переполнения его водами пролива, или
побережье, включая Азово-Подольский массив, погружалось под воду синхронно с днищем
Черноморской котловины, - не трансгрессия, а регрессия подготовительного водоема, её
режим и скорость определяют основные параметры месторождения марганца.
Положительная связь трансгрессии с рудообразованием заключается в том, что местная, ло-
кальная на фоне общей регрессии, вызванная резким проседанием наложенной впадины
(Черноморской, Чакырганской, Бельской и др.), трансгрессия хадумского (куюлусского, филиппов-
ского, бугулугырского, ярлыкаповского, серегуловского и др.) водоема создает подпор водам про-
лива и тем самым уводит рудный осадок под уровень базиса эрозии, предохраняя его от последую-
щего размыва водами того же пролива и замещающей его реки.
Иными словами - известная теория осаждения марганцевых руд "во время, в результате, на
фоне, на базе трансгрессии" (18, 28 и др.) верна лишь в той ее части, где отсутствует причинно-
следственная связь.
Поскольку стало понятно, что марганец поставляется на месторождения проливами, а не транс-
грессиями, реками и апвеллингами, то можно допустить, что и наблюдаемое ныне в Черноморской
котловине количество марганца является большей частью реликтовым, - внесенным теми же проли-
вами и замещающими их реками в рудную и пострудную фазы своей эволюции. Нынешний
потенциал Черного моря когда-то послужит источником металла для рудогенеза в Мраморном,
Эгейском и следующих за ними морях, а после осушения Средиземного моря главные запасы
растворенного марганца осядут на склоне платформы за Гибралтаром. И все же значительная доля
металла будет вынесена морскими течениями в желоба Атлантики, где марганец, как и фосфорит,
вместе с железом, медью, никелем и кобальтом образует недолговечные конкреции. Эти конкреции
будут лежать на дне до той поры, пока их не прикроет голубой восстановленный ил, а затем они
вновь растворятся и пересядут на доли метра выше - на поверхность океанического дна.
Гидрохимия подготовительной стадии
В соответствии с обоснованным выше выводом о том, что число генетических типов рудных
скоплений марганца не может быть больше, чем один, естественно предположение о существовании
небольшого количества форм растворенного марганца в природных водах и ограниченного числа
химических реакций на разных стадиях рудогенеза.
Однако, переменная валентность марганца, большое количество потенциалзадающих компонен-
тов природных вод, в первую очередь, - гетерогенных, многофазных и взаимосвязанных углекислой
и сульфид-сульфатной систем, а также быстрое изменение физико-химических параметров среды
при перетоке вод подготовительного бассейна через проливы во впадины рудной садки требуют для
описания марганцеворудного процесса цитирования большого (порядка 200 наименований) списка
литературных источников.
Помимо указанных в прилагаемом списке литературы авторов, марганцеворудный и связанные с
ним другие процессы описывали Андрущенко П.Ф., Балашова В.В., Басков Е.А., Богданов Ю.А., Бруе-
вич С.В., Бушинский Г.И., Варенцов И.М., Виноградов А.П., Волков И.И., Горецкий Ю.К., Дубинина
Г.А., Казаков А.В., Карпова М.И., Кривцов А.И., Ластова Л.П., Лисицын А.П., Мокиевская О.В., Пус-
товалов Л.В., Роде Е.Я., Ронов А.Б., Скопинцев Б.А., Сорокин Ю.И., Теодорович Г.И., Язмир М.М.,
Calvert S.E. и Price N.B., Crerar D. и Barnes H., Cronan D.S., Ehrlich H.L., Goldberg E.D. и Arrhenius C.,
Harada K., Hartmann M., Krauskopf K.B. и многие другие исследователи, данные и выводы которых
необходимо использовать при всякой попытке обстоятельного анализа химизма марганцевого ру-
догенеза, что не является целью настоящей работы.
Для обоснования рабочей гипотезы было бы достаточно показать посредством какой-либо мо-
дели или версии принципиальную осуществимость преобразования истинных растворов марганца в
твердую фазу рудных скоплений, обозначить естественность и, может быть, необходимость и неиз-
бежность образования промышленных залежей марганцевых руд в рассматриваемой последователь-
ности геологических событий (рис. 2).
Процессы выщелачивания, миграции и связанной с ними сепарации марганца достаточно под-
робно охарактеризованы в печатной литературе, ключевым же моментом в описываемой цепи
рудогенеза является окисление сероводородных (сульфидных) вод с большой концентрацией мар-
ганца в них при аэрации подготовительного бассейна.
Дегазация сульфидных вод артезианских скважин сопровождается почти сильным мгновенным
повышением Eh и заметным ростом - pH, поскольку удаляются кислые компоненты - Н2S и CO2, од-
нако при аэрации морской воды в подготовительном бассейне довольно сложный и продолжитель-
ный процесс окисления гидросульфид-ионов и элементной серы сопровождается не уменьшением, а
увеличением её кислотности.
Это предположение вытекает из сообщений О.В. Шишкиной и А.А. Геодекяна о том, что "Восста-
новление сульфатов сопровождается понижением окислительно-восстановительного потенциала
(Eh) и увеличением pH" (26, с. 268, 303), следовательно, обратный процесс окисления Н2S должен
сопровождаться понижением pH.
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
20
Продолжительное (век, эпоха, период)
накопление рудных элементов в истинных
растворах сероводородных вод
континентального (на платформе) или
геосинклинального бассейна. Сепарация в
процессе эфемерного рудоотложения.
Регрессия подготовительного водоема.
Начальная стадия окисления сероводорода.
Сброс слабокислых кислородных вод через
палеопроливы из внутренних прогибов во
внешние. Карстование известняков на путях
стока вод. Садка бокситов и перекрытие их
темноцветными глинами “майкопского” типа.
Увеличение концентрации истинных растворов
марганца в сероводородных котловинах в
результате приближения кислородной зоны к
днищу подготовительного бассейна.
Обмеление серовородородных котловин
подготовительного водоема до глубин 150-200
м. Формирование сернокислых растворов
марганца за счет окисления сероводорода
(H2S+2O2= H2SO4). Садка черноцветных
бескарбонатных глин с фосфоритами в
подготовительном водоеме и отложение
зеленовато-серых известковистых (подруд-
ных) глин в авандельте палеопролива.
Интенсивное погружение
некомпенсированной впадины или воздымание
района подготовительного бассейна (или то и
другое одновременно). Эрозионный врез
палеопролива до уровня редокс-зоны подго-
товительного водоема. Лавинный сброс
кислых растворов марганца в слабощелочную
среду конечного бассейна рудоотложения.
Нейтрализация, автокатализ, окисление
Mn(II)-Mn(IV), коагуляция, сорбция, се-
диментация, консервация рудного осадка
попутным терригенным компонентом.
Рис. 2. Рабочая гипотеза для системы “подготовительный бассейн - палеопролив -
некомпенсированная впадина”.
Повышение кислотности обусловлено двумя причинами:
1) конечным продуктом окисления сульфидов в соответствии с обобщающей схемой Н2S + 2O2
=2H+ + SO42- является серная кислота, которая диссоциирует полностью, сообщая раствору кислую
реакцию (два иона водорода в правой части уравнения), и
2) в кислой среде сероводородная и другие слабые кислоты (H2CO3, H2SiO3, H3PO4) не диссоции-
руют, или диссоциируют по первой ступени (H2S = H+ + HS-), сами являясь кислыми компонентами
природных вод.
Эволюция физико-химических условий подготовительного бассейна от резко восстановительных
к окислительным и от слабощелочных к кислым происходит и при бактериальном окислении серо-
водорода. Жизнедеятельность некоторых тионовых бактерий приводит к понижению рH водной
среды до 2-3 и менее, такие указания также имеются в литературе.
После предварительного уяснения направления изменений щелочно-кислотной обстановки в
подготовительном бассейне можно перейти к оценке поведения марганца (и алюминия) в
заключительной фазе рудогенеза.
В учебниках геохимии (17, с. 40) сообщается, что при pH = 11 начало осаждения гидроксида
марганца наступает при достижении концентрации его в растворе 2,210-6 г/л, а при pH = 8 для на-
чала садки необходимо увеличение его содержания в миллион раз, т.е. до 2,2 г/л. На этом основа-
нии часто делается совершенно ошибочный вывод о том, что для образования месторождений
марганца требуется высокая щелочность вод бассейна седиментации.
Высокая щелочность действительно способствует выпадению марганца, но она же и препятст-
вует накоплению его в растворе, поэтому становится понятно, что в замкнутых водоемах без при-
тока кислых вод с высокими содержаниями марганца невозможно образование его месторождений.
Выше показано, что воды подготовительного бассейна в процессе его эволюции могут стать кис-
лыми и сильнокислыми. Повышение кислотности сопровождается увеличением растворимости
соединений марганца, которая в ультракислых средах может достигать растворимости его сульфата
(38,6%) или хлорида (42,3%), следовательно, химического запрета на естественное повышение со-
держаний марганца от 250-450 мкг/л в восстановительных условиях сульфидных вод до 250-450 г/л
в кислой среде тех же вод не существует.
По известным данным (8, 23) в сероводородной котловине Черного моря накоплено от 100 до
216 млн. тонн растворенного марганца. Если подсчитать необходимую для образования крупных
месторождений концентрацию марганца в водах подготовительного бассейна, то окажется, что впа-
дина такой емкости, как Черноморская (5470 куб. км) должна содержать 0,2-2,0 г/л марганца, что
достаточно для образования всех месторождений причерноморской группы с общими запасами от 1
до 10 млрд. тонн.
Перспективы реализации такой емкости подготовительного бассейна и скорость образования
месторождений также можно оценить по расходу пролива, - Босфор, например, способен полностью
осушить Черное море (при отсутствии притока) за 5470 : 340 куб. км = 16 лет.
Если же учесть, что окисление вод подготовительного водоема сопровождается концентрацией
марганца на стратифицированном уровне редокс-зоны, то вполне вероятен ураганный сброс
основного объема накопленного рудного вещества через проливы за еще более короткое время
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
22
(месяцы).
Относительно форм нахождения марганца в кислых водах имеются различные суждения: это
могут быть диссоциированные в той или иной мере карбонаты и бикарбонаты, гидраты и гидро-
ксиды, сульфаты и хлориды, комплексные соединения. Грамм-Осипов (5) считает, что 90% всего
объема растворенного в океанических водах марганца представлено в двухвалентной форме ка-
тиона Mn2+ (59,32%) и MnCl+ (30,43%).
Поскольку свободные катионы, как правило, гидратируются, то следует предположить, что в ки-
слой среде подготовительного водоема относительно устойчивой формой нахождения марганца мо-
гут быть ацидокомплексы типа [Mn(Н2O)6]Cl2, которые, попадая через проливы в слабощелочные
условия вод конечного водоема, распадаются, обнажая заряд аквакомплексов [Mn (Н2O)6]2+, а те, в
свою очередь, теряют под действием электролитов одну за другою молекулы воды и еще больше
обнажают заряды гранул; в результате этого процесса слабый катион марганца из раствора
вытесняется (высаливается) в виде гидратированных коллоидов псиломелана.
Стадия седиментации
Выше показано, что одно только повышение кислотности вод подготовительного бассейна
увеличивает растворимость соединений марганца в миллионы раз, но превосходство коллоидной
растворимости над молекулярной еще больше - 100-500 млн. раз (31, с. 23).
Там же (с. 26) Ф.В. Чухров отмечает, что “Если электролит приливается к золю маленькими пор-
циями и через большие промежутки времени, коагуляция не происходит...”, в рассматриваемой же
модели марганцеворудного процесса “рудоносные” воды пролива поступают в разбавленные (олиго-
цен) или концентрированные до стадии садки гипса (кунгур) электролиты конечных водоемов, что
должно способствовать течению процесса коагуляции.
Однако, резкого или постепенного изменения Eh-pH водной среды недостаточно для образова-
ния промышленных концентраций марганца, поскольку его осаждение контролируется буферными
свойствами углекислой системы.
В литературе часто описывается высокая адсорбционная способность гидроокислов марганца,
но это может означать, что и сами они должны легко сорбироваться частицами терригенной и
вулканогенной составляющих твердого или коллоидного стока поверхностных вод. Так, гель
кремневой кислоты SiO32-, образующийся при повышенных pH аридного выветривания, а также мно-
гие минералы глин, как и MnO2, относятся к отрицательно заряженным коллоидам, перемешивание
которых с противоположно заряженными гидрозолями марганца (если они не пептизируются) пе-
реводит систему в изоэлектрическое состояние, при котором происходит быстрая коагуляция и
выпадение в осадок псиломеланов:
[Mn (Н2O)6]2+ + SiO32- MnOnH2O + SiO2
(1)
Процесс сорбции двухвалентного марганца можно оценивать скоростью его окисления по Д.
Крерару и Х. Барнсу: “Эффективная величина Eh на поверхности здесь на 200-400 мВ выше, чем в
морской воде, скорость окисления марганца (на поверхности твердых частиц - Г. В.) увеличивается
в 108 раз...” (16, с. 168).
Концентрация сорбционно активных дисперсных взвесей в прибрежных водах морей и океанов
по данным Ю.А. Богданова и А.П. Лисицына достигает 1000 мг/л (15, с. 327), что при удельной
поверхности терригенного глинистого ила 13,5-17,5 кв. м (там же, с. 333) для водоема глубиной 100
м составит 13500-17500 кв. м на 1 кв. м площади бассейна седиментации, т.е. при равных прочих
условиях “площадь садки” марганца или скорость его осаждения в присутствии терригенного мате-
риала должна увеличиваться примерно в 15 тыс. раз по сравнению с более чистыми в отношении
взвесей водами пелагии океана.
Возможно, что и этого количества твердого сорбента недостаточно для высаживания за 1 год 1-
2 тонн марганца на каждый кв. м наиболее богатых залежей Чиатурского или Никопольского ме-
сторождений. Однако, с учетом постоянного привноса и более быстрого осаждения крупных взвесей
(их привнос, по Н.М. Страхову - 28, с. 186, увеличился в олигоцене в 1,5-2 раза по сравнению с
верхним эоценом), а ещё вероятнее - в связи с тем, что скорость накопления отложений дельт явля-
ется наивысшей в перечне процессов терригенного (прибрежного) осадконакопления, сорбционное
происхождение основной массы промышленных концентраций первичноокисных руд вряд ли может
подвергаться сомнению по причине недостатка сорбента.
Его недостаток отражается на характере седиментации руд лишь в удаленных от устья пролива
участках шельфа, где пересыщенные карбонатами подготовительного бассейна воды разгружаются
образованием бедных манганокальцитовых отложений, что полностью укладывается в схему
литогенетической зональности марганцеворудных месторождений по А.Г. Бетехтину. Эта схема
лучше теории “подтяжек" марганца из карбонатной зоны шельфа в песчанистые осадки дельты
объясняет приуроченность наиболее богатых залежей окисных руд к древнему побережью и
поперечную по отношению к нему ориентировку рудных тел.
В удаленных от устья пролива участках шельфа, где сорбционная активность взвесей твердого
стока значительно уступает скорости синтеза гидрокарбоната марганца, пересыщенные углекисло-
той растворы разгружаются осаждением родохрозита и марганцовистых кальцитов в результате
реакции обмена анионов:
[Mn(Н2O)6]Cl+ + Ca2+ + HCO3 - (CaMn)CO3 + H+ + Cl- + 6H2O,
(2)
при этом садка карбонатных руд несколько замедляет нейтрализацию кислых вод диссоциацией
серной или соляной кислоты (водород в правой части уравнения).
Буферным действием (выделением H+) сопровождается и образование псиломелана или манга-
нита в прибрежной зоне, когда гидроксил-ион удаляется в осадок (MnOOH или Mn2O3H2O).
Зональные переходы от окисных руд к карбонатным отмечаются не только в плане, но и в
разрезах месторождений, - это объясняется тем, что поставка рудного вещества проливами носит
пульсирующий характер, определяемый режимом аэрации и разгрузки подготовительного бассейна,
параметрами пролива, скоростью прогибания побережья некомпенсированной впадины рудоотложе-
ния, тектоническими подвижками в сопредельных районах, климатом и временем года, наконец.
“Вспышка” марганцевого рудогенеза в олигоцене подготовлена всей историей геологической и
гидрогеологической эволюции Днепрово-Донецкой, Прикаспийской, Куринской и Предкарпатской
впадин в палеозое-мезозое: “В более уравновешенные периоды прошлого, например, в юре,
природные воды океанов почти повсеместно могли быть более или менее застойными... В юрском
периоде такие условия могли быть почти глобальными.”(34, с. 91), поэтому вынос марганца водами
пролива имеет массовый, скоротечный и внезапный характер весеннего ледохода на реках примор-
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
24
ских равнин.
Столь же скоротечное осаждение студенистого коагеля создает кажущуюся видимость перерыва
в терригенном осадконакоплении, поскольку масса выпадающих в осадок обломочных частиц в этот
короткий промежуток времени значительно уступает количеству осаждающегося рудного вещества.
- Так объясняется противоестественное залегание хемогенных руд в песках и алевритах дельты.
Свежий студень марганцевого коллоида на подвижной поверхности дна шельфа подвержен
воздействию волн и придонных течений, которыми он разрывается и растаскивается по углублениям
ложа, неконсолидированные его обрывки окатываются, сплющиваются, группируются в беспорядоч-
ные скопления, засоряются алевритовым и песчаным материалом, переслаиваются с карбонатными
осадками, при этом формируется всё многообразие текстурных типов руд и некоторые формы
конкреций - веретенообразные, желваковые, караваеобразные, лепешковидные, чечевицеобразные
и другие.
Таким образом, описываемая схема марганцеворудного процесса не встречает принципиальных
запретов на течение химических реакций в сторону достижения максимальных (закритических для
бассейна садки) концентраций марганца, напротив - она допускает и, вероятно, предполагает ввиду
подготовленности исходного потенциала скачкообразный, на 2-4 порядка, рост концентраций мар-
ганца на каждой ступени перехода его соединений из окислительных условий поверхностного
стока в восстановительные сероводородных котловин, из щелочной среды анаэробной
зоны в кислые воды пролива, из молекулярных истинных растворов в растворы
коллоидные, из коллоидной формы в сорбированную, из водных дисперсоидов псиломе-
лана в твердую фазу рудных залежей.
Бокситорудный процесс в подготовительной стадии марганцеворудного
Продолжительная аккумуляция марганца в сероводородных котловинах континентальных морей
не может происходить изолированно и в полном отрыве от сопутствующей эволюции других рудных
компонентов морской воды.
Накоплению марганца в анаэробной зоне сопутствует концентрация других гидрогенных
элементов, о чем свидетельствует состав железомарганцевых конкреций. Можно допустить, что в
резко восстановительных условиях водной среды древних подготовительных бассейнов находилось
большое количество не только марганца, но и железа, фосфора, меди, свинца, цинка, ванадия, ко-
бальта, бария и других парагенетических компонентов стратиформных месторождений на конти-
ненте и рудных конкреций в океане.
Имеются основания предполагать накопление в бескислородной зоне и алюминия, хотя его
химические свойства и реакционная способность сильно отличаются от таковых у марганца. В силу
этих различий бокситорудный процесс по своему химизму является почти зеркальным отражением
марганцеворудного.
Члены "гумидной триады" в таком понимании осадочного рудогенеза должны формировать
эквивалентные по запасам ассоциации месторождений. Если эти исходные посылы верны, то можно
обсудить предположение о том, что, зная время и место образования одного или двух членов
триады, легко вычисляются второй и третий.
Целью описываемых геолого-геохимических построений и соображений является теоретичес-
кое моделирование условий образования крупных месторождений бескремнистых бокситов и
выработка критериев поискового прогнозирования таких месторождений.
Задача разрешения проблем существующей теории является побочной, поскольку проблемы эти
порождены самой теорией, в рамках которой они неразрешимы.
Состояние теории бокситорудного процесса при первом ознакомлении с литературой
производит впечатление ещё более удручающее, чем теория марганцеворудного. Эта теория отяго-
щена многими условиями, допущениями, оговорками и неубедительными пространными
пояснениями.
Объем печатных изданий по этому вопросу во много раз больше, а понимания источников руд-
ного вещества и механизма образования промышленных концентраций глиноземного сырья -
меньше. Зато больше, чем в теории марганцеворудного процесса, безапелляционных суждений и
несокрушимой "упертости" в защите официальной парадигмы - теории латеритного
бокситообразования.
Всякое инакомыслие по вопросу генезиса бокситов немедленно объявляется "эклектическим"
(42, с. 20) и автор крамольной гипотезы получает разъяснение о том, что “…в настоящее время
известен лишь один процесс образования вещества бокситов в геологической истории Земли и
этот процесс - латеритный” (там же, с.30).
Столь однозначное мнение научного авторитета определяет безусловное отношение исполни-
теля геологоразведочных работ к предмету своих исследований даже в тех случаях, когда призна-
ков латеритного выветривания в ископаемых образованиях он не видит, поэтому латеритный
источник рудного вещества сомнению не подвергается, механизм рудонакопления никак не
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
26
раскрывается, а возраст оруденения относится в непроверяемые рифейские времена.
Примеры типичных высказываний:
Карстовые бокситы Среднего Тимана "… характеризуются целым рядом особенностей: обломочной
(псаммитовой, конгломерато-брекчиевой или пелитовой) структурой, слоистой или конгломерато-брекчие-
вой текстурой, отсутствием зональности, наличием оолитов, бемитовым составом, сложной морфологией
фундамента, наличием в основании карстовых брекчий, сложной формой залежей, исключительной
приуроченностью к полям развития карбонатов и другими чертами, которые не свойственны латеритам
"in situ"… …мы (тем не менее, - Г.В.) считаем более вероятной связь бокситов с латеритными корами
выветривания глинистых сланцев рифея и протерозоя.
…В распоряжении автора нет убедительного материала, указывающего на типично латеритное
выветривание пород, распространенных в пределах месторождений. Переотложение, накопление и
захоронение бокситов в карстовых депрессиях, по-видимому, связано с оживлением тектонической
деятельности в нижнефранское время" (38, с. 64-65).
"Главным затруднением, стоящим на пути разрешения этого вопроса (о генезисе бокситов), является
полная неясность с возможным источником бокситового материала…" (36, с. 222).
"Ко второй обширной группе относятся собственно осадочные бокситовые месторождения,
образующиеся …при осаждении минеральных веществ, выносимых из коры выветривания, и за счет
переотложения пород, слагающих эту кору" (42, с. 34)
Таким образом, повсеместное отсутствие первичных латеритов на промышленных месторожде-
ниях бокситов объясняется "…значительным размывом латеритных кор выветривания" (38, с. 88) и
поэтому не смущает авторов бездоказательных генетических построений.
Неумеренное употребление термина "латерит" приводит к тому, что в описаниях бокситорудных
объектов перемешиваются и объединяются в общей колонке разреза самые разные профили кор вы-
ветривания "in situ" с привнесенными или перемещенными высококачественными бокситами иного
(осадочного) происхождения, а также с продуктами их выветривания (с кирасой) и первичными
ореолами рассеяния, которые представляют собою подстилающие образования, обогащенные
глиноземом деградирующих залежей бокситов. Это обогащение пустых пород трактуется как
промежуточный этап рудообразования. В такой смеси почти невозможно отличить достоверные
факты от произвольных интерпретаций для непредвзятого анализа.
Наглядным примером такого перемешивания является колонка месторождения Сангареди (Гви-
нея), где гомогенная залежь высококачественных бескремнистых бокситов залегает на действитель-
ных латеритах - продуктах тропического выветривания коренных пород.
Несколько лучше различаются коры выветривания и бокситы в Индии - на родине термина
"латерит", где железистые образования коры выветривания четко отделены от промышленных
бокситов собственными наименованиями в понимании Бертье (боксит) и Бьюкенена (латерит),
обозначающими содержание глинозема (т.е. промышленное значение) и генезис. Латерит
Бьюкенена из Малабара имеет следующий состав: SiO2-23,60%; Al2O3-21,60%; Fe2O3-57,94%: CaO-
1,2%; SO3-3,36%; H2O-11,20% (35, с. 60), т.е. собственно-латерит рудой на алюминий не является,
в ископаемых образованиях почему-то не обнаруживается и служить источником глинозема для
крупных месторождений маложелезистых бескремнистых бокситов не может.
Лучшие по качеству бокситы Сангареди имеют следующий состав: SiO2- менее 0,5%; Al2O3- до
67%; Fe2O3- менее 2% (42, с. 236)
Из приведенного сравнения следует предварительный вывод о том, что эфемерность латерит-
ного источника формирования крупных гомогенных залежей боксита не осознается по той же, веро-
ятно, причине, по какой иногда принимается за правду слишком уж чудовищная ложь.
Промышленные месторождения бокситов с запасами, исчисляемыми сотнями миллионов и
миллиардами тонн, занимают площади в 2-3 тыс. кв. км (Гвинея) и являются самыми грандиозными
скоплениями мономинерального сырья в геологической истории Земли. Представлены они одним
маломощным (до10-15 м) пластом с идеально ровной кровлей, который в условиях гипергенеза
сформироваться не может ни при каких, даже самых благоприятных, условиях, - такое возможно
только в условиях достаточно емкого и обширного водного бассейна.
В ставшим классическим понимании господствующей теории бокситы осадочного
происхождения все равно остаются латеритными, даже если в них находятся окаменелости морской
фауны. В обоснование перемещения латеритов на дно водоема разработана схема переотложения,
никакими фактами не обоснованная.
Эта схема предполагает регрессию моря с задачей обнажения и карстования известняков мор-
ского дна, затем на закарстованную поверхность смываются с прилегающей суши и размещаются
бокситы латеритного происхождения, причем латериты размываются и переотлагаются таким обра-
зом, что в них (обычно - в подошве пласта) сохраняются структуры материнских пород.
В процессе размыва и переотложения континентальных образований качество бокситов, со-
гласно теории, должно улучшаться, причем улучшаться до такой степени, что "переотложенные
латериты" (промышленные бокситы) теряют всякое химическое и минеральное сходство с желези-
стыми собственно-латеритами или кирасой - действительными (не перемещенными) продуктами
латеритного выветривания. Улучшение качества бокситов происходит, согласно теории, за счет
удаления неизвестно куда всех, кроме глинозема, химических компонентов эродируемых латеритов
и обломочных отложений регрессивной и трансгрессивной серий.
Затем море вновь должно наступить для захоронения рудного осадка, но так, чтобы
соблюдалось “параллельное несогласие”.
Даже в тех случаях, когда стратиграфы и палеонтологи категорически отвергают возможность
континентального перерыва, сам факт залегания бокситов на закарстованной поверхности извест-
няков служит доказательством размыва. Более того, если в месторождении насчитывается не один
рудный пласт а два, то предполагается и повторение стратиграфических перерывов с тем же ме-
ханизмом переотложения латеритов:
"Здесь (в Ферганской депрессии - Г.В.) располагается целый ряд небольших месторождений, в кото-
рых два бокситовых пласта залегают в толще известняков среднего карбона. Отложению бокситов
предшествовал перерыв (т.е. два перерыва - Г.В.) в осадкообразовании, на что указывает наличие
закарстованной поверхности рифогенных пород в подошве рудного пласта" (36, с. 227).
Еще большие, особые ухищрения требуются для обоснования латеритного происхождения уни-
кальных месторождений современных бокситов в Северной Австралии, Западной Африке, на Ямайке
и в других районах, где процесс выветривания, регрессий, карстования, переотложения и
трансгрессий с перекрытием и эрозией рудных образований никак не укладывается по времени и не
согласуется с возрастом молодых (кайнозойских) рудовмещающих структур.
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
28
Такой, или примерно такой представляется схема формирования морских месторождений бокси-
тов с позиций латеритной теории, однако она слишком сложна и противоестественна, чтобы быть
правдоподобной. При всей своей привлекательности конструкция латеритного происхождения бок-
ситов в наших широтах почему-то не работает, поэтому закономерными ее плодами являются много-
летний импорт глинозема в СССР и Россию, а также налоговые льготы поставщикам давальческого
сырья (толлинг).
Как “эфемерное отложение” марганцевых корок в современных водоемах, принятое Н.М.
Страховым вслед за В.И. Вернадским (3, с. 87) в качестве безальтернативной гипотезы марганце-
вого рудогенеза, так же и латеритное выветривание может оказаться всего лишь природной
маскировкой более естественного и закономерного осадочного процесса.
Сведения об источнике рудного вещества приводятся в описании опытов Л.Е. Крамаренко и
О.Ф. Сафоновой по разложению габбро-лабрадоритов, которые показали, что “В анаэробных усло-
виях при развитии только анаэробной микрофлоры бокситовая порода может образоваться за 29,3
месяца, в то время как без участия микроорганизмов весь алюминий выносится из породы и
боксит образоваться не может” (37, с.116).
То, что плохо для лабораторного опыта (вынос всего алюминия), оказывается полезным в при-
роде: восстановительные обстановки влажных тропиков благоприятны для перевода связанного
алюминия в растворимую форму. Следовательно, ”весь алюминий”, высвобождаемый из горных по-
род при низких значениях Eh, оказывается таким образом в растворах грунтовых вод.
Прямые измерения концентраций растворимого глинозема в водных вытяжках тропических почв
дают очень большой разброс результатов при одном и том же рН 4 (от 1,5 до 23,0 мг/л; 35, с. 114),
что можно объяснить различными Еh среды (который при отборе проб не определялся).
Другими опытами О.Ф. Сафоновой (42, с. 82) установлено, что в окислительных условиях зоны
гипергенеза алюминий растворяется и мигрирует в сильнокислых водах при рН<4 в виде Al3+
(почвы тропиков), а в кислой, нейтральной и щелочной средах растворимый алюминий входит в
состав гидроксид-ионов, соответственно, - Al(OH)2+, Al (OH)30 и Al(OH), причем последний из них
(Al(OH)) преобладает во всем диапазоне рН щелочных растворов от 8 до 14. Эта же форма алюми-
ния установлена в окислительном слое океанических вод, где общее количество растворенного
Al(OH) составляет 1,37 млрд. т (16, с. 340).
Ранее Г.И. Бушинским (35, с. 113) указывались другие формы: в нейтральных и слабокислых
водах (рН >5,0) Al(OH2)63+, а при рН=5 - AlОН(OH2)52+.
Опыты по разложению алюмосиликатов в окислительной обстановке проводили А.Д. Архангель-
ский и Н.В. Соловьев в 1934-37 гг. (продолжительность опыта - два года), однако результат
эксперимента был объявлен сторонниками теории латеритного происхождения бокситов ошибочным,
так как преимущественный вынос алюминия из породы оказался обратным тому, что наблюдается,
или должно наблюдаться, согласно теории, в гумидных тропиках (35, с. 172).
Наличие железокремнистых кирас на поверхностях бокситовых залежей также свидетельствует
о преобладании выноса алюминия из кор выветривания на водоразделах бовалей тропической
зоны, где продуктивные залежи деградируют, а не обогащаются алюминием.
Поскольку выясняется, что свободный алюминий переходит без остатка в кислые воды под
восстановительным покровом тропического гумуса континента, постольку получает обоснование и
предположение о том, что он может в тех же водах мигрировать, а также накапливаться в растворах
бескислородных котловин той же климатической зоны.
Однако, нас меньше всего интересует судьба алюминия в гумидных тропиках, так как для его
аккумуляции во впадинах континентальных морей достаточно того металла, который извлекается из
горных пород в иных (умеренных) широтах и в более благоприятных для выщелачивания климати-
ческих условиях. По данным Н.И. Скрынниковой, Тамма, Е.П. Левандо, А.И. Кривцова, Г.И. Бушин-
ского и других авторов, "…вынос растворенного глинозема в северных почвах выше, чем в тропи-
ках. …гумусовые кислоты выносят из пород больше алюминия, чем кремния. " (35, с. 114-115).
К сожалению, более конкретных сведений о поведении алюминия в холодной воде, а также в
резко восстановительных условиях сероводородных и безсероводородных зон найти не удается по
той, вероятно, причине, что подобные опыты или прямые измерения еще не проводились. Эта же
особенность алюминия отмечается исследователями, занятыми изучением проблемы профессио-
нально: "К сожалению, алюминий не определяется в стандартных химических анализах и
интересующие нас цифры в литературе встречаются крайне редко" (37, с. 118).
В качестве неисчерпаемого источника рудного вещества могут рассматриваться также коллоиды
и взвеси, выносимые в море реками, а также пыль, сдуваемая с континента ветрами. Далее потребу-
ется моделирование условий водной среды, при которых происходит разложение минералов глин и
высвобождение алюминия с переводом его в молекулярный (истинный) раствор.
Во всяком случае, алюминий оказывается способным разорвать свои химические связи в
силикатах и уйти из окислительной среды гипергенеза, поэтому вслед за алюминием "весь" процесс
гумидного литогенеза сам собою выпадает за рамки научного знания, хотя для множества лаборато-
рий глинозем химической чистоты обязан оставаться в бовалях, а все другие компоненты горной по-
роды выносятся.
На самом деле, конечные продукты и результаты выветривания горных пород зеркально
противоположны тому, что предполагает общепризнанная теория, основанная на бытовом представ-
лении о химической инертности алюминиевой кастрюльки.
Рабочая гипотеза о механизме накопления промышленных концентраций бокситов анало-
гична описанной выше схеме садки руд марганца. Отличие заключается в том, что марганец
осаждается на щелочном барьере из кислых растворов, а гидроксид алюминия - на окислительном,
в момент инверсии восстановительной обстановки, когда марганец еще продолжает мигрировать в
молекулярной форме, поэтому эти металлы разделяются задолго до окончательного окисления
сероводорода и формирования сульфидных растворов марганца. По этой причине руды марганца и
алюминия никогда не находятся в совместном залегании, а описания бокситорудного процесса в
связи с марганцеворудным единичны и встречают резкие возражения.
Примером такого описания является статья Б.М. Михайлова и В.С. Рогова (41), в которой пред-
полагается генетическая связь диаспоритов карбонатной елецкой зоны (живет) с Карским проявле-
нием марганцевых руд в сланцевой лемвинской зоне (фран) на Пай-Хое. Правда, эту связь они ви-
дят в общем эндогенном (гидротермальном) источнике обоих металлов.
В том же сборнике (41) это предположение опротестовал А.А. Шарков на основании анализа
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
30
некоторых различий в стратиграфической и структурно-формационной позиции проявлений, а
также по причине большого расстояния между ними (50-70 км).
Выше было показано, что и первые два, и третий аргументы А.А. Шаркова скорее подтвержда-
ют, чем опровергают перспективные суждения Михайлова и Рогова, а также выводы, вытекающие
из результатов лабораторных работ Крамаренко и Сафоновой.
Вряд ли случайно и то, что к углисто-кремнисто-карбонатно-глинистым образованиям лемвин-
ской и елецкой зон приурочены проявления фосфоритов (Сафроновское), а в основаниях угленос-
ных темноцветных толщ иногда залегают бокситы.
По данным Г.И. Бушинского, коррелятивная связь марганца и алюминия "…хотя и небольшая, но
все же положительная" (35, с. 85). Марганец иногда "…концентрируется в основании пластов бок-
сита на контакте с подстилающими известняками …в форме черных гидроокисей …или пластообраз-
ных конкреций родохрозита" (там же), что указывает на близкое по времени осаждение боксита на
тех участках морского дна (или пролива), где первые порции кислых растворов марганца попадали
в геоморфологическую (восстановительную) или геохимическую (в нейтрализующих известняках)
ловушку и застаивались в ожидании дальнейшей разгрузки подготовительного бассейна и наступле-
ния главной фазы бокситонакопления.
Считается установленным, что нерастворимый в слабокислых и нейтральных средах гидроксид
алюминия высаживается на щелочном барьере карбонатного основания, например: “Непосредствен-
ной причиной выпадения глинозема и окиси железа из истинных растворов их солей может быть
повышение величины pH, т.е. уменьшение кислотности растворов. Некоторым подтверждением
этого является частое залегание бокситов на известняковом ложе. При допущении коллоидной
миграции глинозема известняки могут рассматриваться как источники сильного коагулятора -
бикарбоната кальция” (31, с. 101). Иными словами, Ф.В. Чухров допускает изначальное
существование ультракислых растворов алюминия, из которых по мере нейтрализации
высаживается боксит.
Рассматриваемая гипотеза предполагает прямо противоположное изменение pH среды в
бокситорудном процессе, т.е. не уменьшение, а увеличение кислотности морской воды запускает
процесс бокситизации силикатов, который завершается цепной реакцией хемогенной садки гиб-
бсита и выделением сероводорода.
Гидрохимия бокситорудного процесса описывается посредством двух возможных версий
поведения алюминия в резко восстановительных условиях водной среды. По одной версии
предполагается высокая активность металла, по другой - инертность; по одному варианту
сероводород участвует в бокситорудном процессе, по другой - нет. Обе версии содержат
непротиворечивые объяснения наиболее характерных особенностей геологического строения
бокситовых месторождений и отвечают на все проблемные вопросы бокситогенеза.
Описание носит предварительный характер ввиду отсутствия прямых теоретических указаний и
достоверных наблюдательных фактов, подтвержденных измерениями в природном водоеме или
лабораторными экспериментами. Автор осознает легковесность своих суждений по специальным
вопросам гидрохимии, позволяя себе категоричные высказывания в целях инициирования
дискуссии по перспективной, на его взгляд, гипотезе.
Имеются основания предполагать, что долговременное накопление алюминия в аноксичных зо-
нах прерывается выпадением гидроксида в осадок во время крупных структурно-тектонических
перестроек территории (рис. 2, 6). Хемогенной садке малоактивного гидроксида может предшество-
вать метасоматоз донных отложений агрессивным алюминием с образованием псевдоморфных
бокситов. В рифогенных известняках прибрежной зоны реакция кислого гидролиза затормаживается
буферными свойствами углекислой системы, что фиксируется повсеместным карстованием подруд-
ных известняков.
В таком случае обе версии будут характеризовать две стороны одного процесса на разных ста-
диях его течения. Справедливость предположений той или иной версии легко проверяются
лабораторными методами путем растворения и высаживания алюминия из растворов при низких Еh,
а также измерениями рН-Еh природных вод и отбором проб донных осадков в районах массовых вы-
бросов сероводорода на западном побережье Африки, Южной Америки или Мексиканского залива (в
районах сероводородных апвеллингов или "эль-нинью").
Первая версия предполагает долговременную аккумуляцию гидратированных катионов
алюминия в бескислородных водах на стратифицированном уровне континентальных морей.
Стратифицированный горизонт аккумуляции алюминия подвержен влиянию внешних факторов,
как и все геологические образования на поверхности суши, хотя и в меньшей степени. Здесь также
происходит привнос и вынос вещества, в том числе и глинозема, который высаживается коллоидами
кремнезема, железа, фосфора и других элементов, а также взвесями глин во время транзитного их
осаждения с поверхности на дно водоема.
Обоснованием возможного явления может служить значительное изменение стандартных
окислительно-восстановительных потенциалов металлов и ионов при переходе из щелочной среды в
кислую. Например, Ео алюминия и марганца в сравнении с кальцием меняется следующим образом
В сильнокислой среде (17, с. 78): В сильнощелочной среде:
Ca=Ca2++2e-2,87 Ca+2OH¯=Ca(OH)2+2e-3,03
Al=Al3++3e-1,67 Al+4OH¯=H2AlO+H2O+3e-2,35
Mn2+MnO2+1,239 Mn(OH)2+2OH¯=MnO2+H2O+2e+0,05
В приведенном сравнении видно, что по величине окислительно-восстановительного потен-
циала алюминий относится к числу активных щелочных и щелочноземельных металлов (Na, K, Ca) -
сильных восстановителей, которые легко теряют валентные электроны, вступая в разные реакции (в
том числе в реакции замещения или метасоматоза).
Особенно легко алюминий отдает свои электроны в электролитах, и здесь он может конкуриро-
вать даже с кальцием в тех случаях, когда известняк растворяется и вместо карбонатизации донных
отложений начинается их бокситизация (замещение глиноземом), поскольку у алюминия с кальцием
нет общих ионов: …увеличение минерализации вод понижает коэффициент активности и активную
концентрацию ионов, поэтому растворимость труднорастворимых минералов увеличивается при
добавлении в воду солей, не имеющих общих ионов с данным минералом" (17, с. 56).
Восстановительная (глеевая) обстановка глубоководных котловин уменьшает разрыв (контраст-
ность) между окислительно-восстановительным потенциалом катионов металла и окружающей их
средой до такой степени, что гидролиз воды не идет до конца (нерастворимый изоэлектрический
гидроксид не образуется) и комплексный ион металла остается в растворе; например, вместо
реакции Al3+ +3H2O = Al (OH)3 + 3H+
(3)
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
32
процесс гидролиза завершается
Al3+ +2H2O = Al (OH)2++ 2H+,
(4)
при этом из-за снижения относительного (по отношению к растворителю) восстановительного потен-
циала заряд иона Al (OH)2+ оказывается недостаточным для отрыва ковалентной связи очередной
(третьей) молекулы водорода. Свободный заряд иона немедленно окружается и экранируется дипо-
лями воды, из-за чего алюминий оказывается в центре узла сильных водородных связей и остается
подвешенным в растворе полярными цепями диполей растворителя.
В восстановительной среде сильные восстановители несколько снижают свой потенциал по
отношению к растворителю и поэтому не могут разрушать его молекулы (занимать место водорода
или отнимать гидроксильную группу) столь же эффективно, как в окислительной обстановке,
однако по отношению к силикатам, оказавшимся в той же восстановительной среде, алюминий
становится не просто активным, но агрессивным.
Агрессивность алюминия возрастает по мере изменения режима водного бассейна, когда восста-
новительная обстановка переходит в окислительную, а щелочная среда превращается в кислую.
В процессе осушения водоема и повышения Еh среды у алюминия появляется две возможности:
либо разлагать воду и осаждаться в виде гидроксида, либо разрывать более слабые химические
связи силикатов в реакциях замещения. Бокситизация донных отложений прекращается в тот мо-
мент, когда из-за изменений рН-Еh среды алюминий вновь приобретает способность гидролизо-
ваться до конца с образованием нерастворимого гиббсита и сам выпадает в осадок.
При постепенном увеличении Еh имеют место оба процесса и тогда бесструктурные бокситы ло-
жатся на псевдоморфные, при быстром - последний, при котором аморфный гель глинозема садится
на неизмененные породы морского дна без образования переходных фаций.
Резкая смена восстановительной обстановки на окислительную при отсутствии сероводорода
приводит к образованию месторождений наиболее качественных бескремнистых, бессернистых и
маложелезистых бокситов.
Для высаживания бескремнистого боксита из раствора, содержащего глинозем и кремнезем, бо-
лее предпочтительны такие условия, при которых глинозем выпадет в осадок, а кремнезем оста-
нется в растворе. Следовательно, месторождение высококачественных бокситов образуется в
результате дрейфа рН, Еh и температуры воды в ту сторону, в какой гидроксид алюминия стано-
вится нерастворимым, а все другие вредные компоненты всё еще остаются растворимыми и не
загрязняют боксит своим осаждением вместе с глиноземом.
Презумпция естественности предполагает дрейф физико-химических условий водной среды от
нейтральных или слабощелочных - обычного глубоководного бассейна, к сильнокислым - солерод-
ной, или сильнощелочным - содовой лагуны.
На поверхности моря среднее рН воды составляет 8,0 и колеблется в пределах от 6,5 до 9,0 (16,
с. 240). При таких значениях рН кремнезем и глинозем нерастворимы и, следовательно, мигриро-
вать и накапливаться не могут.
На диаграммах растворимости глинозема и кремнезема видно, что в окислительной среде Al
(OH)3 может выпасть в осадок в широком интервале величин рН - от 6,6 до 8,3 (42, с. 280).
В таком же, и даже большем интервале значений рН (4,5-8,5) выпадает в осадок кремнезем,
поэтому образование месторождения бескремнистых бокситов в окислительной обстановке мало-
вероятно. Правда, существует возможность удержания SiO2 в растворе в присутствии СО2, который
образуется при окислении органического вещества за счет сульфатредукции (восстановления суль-
фатов до сероводорода), поэтому вопрос о бокситонакоплении в окислительной обстановке остается
открытым. Глинозем высаживается также углекислотой НСО3 из раствора сульфата Al2(SO4)3 при рН
5,8-7,0 (31), а в кислой среде сильным осадителем глинозема является фосфат-ион, который
осаждает глинозем даже при рН 3,5" (35, с. 113).
Температура воды также накладывает ограничения на процесс формирования месторождения.
Опытным путем установлено, что "Растворимость аморфного кремнезема при 0°С равна 50-80 мг/л,
при 25°С около 100-140 мг/л…" (35, с. 116). Растворимость глинозема при таком же повышении
температуры в нейтральной среде (рН≈7) уменьшается примерно в 2 раза (там же). Эти наблюдения
означают, что привнос растворенного глинозема морскими течениями из высоких и умеренных ши-
рот в экваториальную зону должен сопровождаться садкой бескремнистых бокситов.
Присутствие в растворе других компонентов (карбонатов, гидроксидов, сульфидов, сульфатов,
галогенов), а также характер движения водных масс, колебания рН-Еh среды, ее температуры и
парциального давления газов (СО2, О2, Н2S) - все это далеко не полный перечень факторов, влияю-
щих на процесс формирования залежей бокситов и переходных фаций бокситорудной формации
(аллофаноидов, галлуазитов, каолинитов, монтмориллонитов, глауконитов и гидрослюд), в хемоген-
ном синтезе которых участвуют и глинозем и кремнезем.
Другие, более благоприятные условия существуют в бескислородной зоне, где при низких зна-
чениях Еh интервал растворимости кремнезема увеличивается, захватывая нейтральную и слабо-
кислую область. В восстановительной обстановке резко повышается и растворимость железа. Его
бикарбонат растворяется в слабокислой и нейтральной среде. В присутствии кремнезема устойчи-
вость растворов железа еще больше увеличивается (35, с. 120).
Признаки восстановительной среды в разрезах промышленных залежей (сульфиды, битум, орга-
нический углерод, обеленные породы, сидерит, другие минералы-индикаторы) показывают, что
бокситонакопление так и происходит - технически чистый гиббсит высаживается в нейтральной или
слабокислой среде в момент перехода от восстановительной обстановки к окислительной.
Таким образом, благоприятным для рудонакопления следует считать такое изменение
гидрохимического режима, при котором окислительно-восстановительный потенциал вод-
ной среды повышается, рН уменьшается от щелочных значений к слабокислым, а
температура воды возрастает.
Такие условия возникают во время регрессии водоема на фоне аридного климата, а также в
апвеллингах тропической зоны.
Другой схемой рассматривается участие сероводородной кислоты в качестве растворителя
алюминия. Сероводородное заражение не является необходимым атрибутом аноксичной зоны, где
металлы могут находиться в виде обычных гидратированных катионов-диссоциатов или гидроксо-
комплексов, для которых появление сероводорода может окончиться выпадением в осадок из-за
образования нерастворимой соли (сульфида) или гидроксида (гиббсита).
Бескислородные условия способствуют накоплению органического вещества, которое участвует

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   1  2  3   ..