Минерагения кор выветривания. Сообщение первое: руды железа, алюминия, марганца

Аннотация

Введение: В корах выветривания (КВ) сосредоточены практически все запасы бокситов и каолинов, порядка 80 % силикатного никеля, около 50 % богатых железных руд (БЖР) и марганца от общих разведанных. Также накапливаются Au, REE, U, Ti, Zr, фосфориты и другие виды минерального сырья. Необходимым условием аккумуляций минерального сырья является наличие полезного компонента и формы его нахождения в материнской породе. В ней содержание различных элементов может колебаться от сотых долей (REE) до 20 и более (Fe) процентов.

Виды полезных ископаемых КВ рассмотрены во многих публикациях, в том числе авторов статьи. Вместе с тем приуроченность полезных ископаемых к КВ различных климатических зон, связи аккумуляций с определенными типами рельефа в пределах каждой из них во многом остались неосвещенными. Не уделялось особого внимания распределению полезных компонентов по профилю КВ, т.е. к каким зонам профиля выветривания тяготеет тот или иной вид минерального сырья. Этим нерешенным вопросам и посвящена настоящая статья. Она является первым из трех сообщений, посвященных минерагении Fe, Al, Mn. Во втором будут другие металлы (Ni, Co, Au, REE и др.), третьем – неметаллы (каолины, фосфориты, цеолиты и др.).

Методика: При подготовке статьи авторы опирались на собственные данные по изучению ряда полезных ископаемых КВ (бокситы, каолины, БЖР, кремнистое сырьё, цеолиты). Использовались формационный, фациальный, палеогеографический, сравнительно-литологический методы их изучения, а также стадиальный анализ, основанные на детальном изучении вещественного состава пород КВ. Применение стадиального анализа связано с формированием рассматриваемых руд в различных зонах профиля выветривания. Учитывался и тектонический фактор, действующий через рельеф. Принимались во внимание эпигенетические процессы, ответственные за обогащение либо обеднение выветрелых пород полезным компонентом.

Результаты и обсуждение: Первые аккумуляции БЖР появились в середине девона. Поначалу их средняя мощность составляла не более 10 м в площадных и до 20-30 м в линейных корах. В карбоне и мезозое мощности площадных КВ составляли первые десятки метров, линейных – первые сотни метров, а в кайнозое ‒ 50-60 и до 300 и более соответственно. Но при этом могло быть наложение молодых КВ на более древние. Так на КМА доказаны иллит-каолинитовые КВ девона, а возможно и более ранние, по которым развит элювий, сложенный полуторными окислами. Формирование повышенных концентраций железа начинается уже в зоне начального разложения, а наибольшее его количество образуется в зоне конечного разложения (полуторных окислов) и кирасе. При этом боль

шое значение имеет нарастающее со временем влияние органики, что повлияло на увеличении разведанных запасов БЖР, которых в кайнозое больше, чем за все предыдущие времена. Бокситы известны с раннего палеозоя. Они карстового типа, развиты в карбонатных толщах, немногочисленны и пока не представляют промышленного интереса. В среднем девоне в связи с выходом растительности на сушу и влиянием биоса на процессы выветривания, выразившиеся в увеличение их интенсивности, появились первые месторождения высококачественных бокситов в КВ на карбонатных породах, в заметных количествах, содержащих алюмосиликатный компонент (мергели, прослои глин и вулканогенного материала). В карбоне интенсивность выветривания и спектр материнских пород расширились. Возник сублатеритный тип бокситов, отличающийся от типичного латеритного наличием полного профиля выветривания с 4-мя зонами, в котором бокситы приурочены к его самой верхней части. В мезозое накопление глинозема тяготеет к подвижным поясам, где преобладает карстовый тип высококачественных бокситов. На докембрийских и молодых платформах процессы выветривания алюмосиликатных пород приводили к формированию преимущественно каолинов. Кайнозой – основная эра, когда образовалось абсолютное большинство месторождений и основные запасы бокситов Мира. Основной их тип – латериты, в подвижных поясах продолжали формироваться скарновые месторождения. Формирование марганцевых руд в КВ связано с активной биогеохимической активностью элемента, большей его подвижности по сравнению с железом и алюминием и сменами валентности. Это в одних случаях приводило к его выносу из пород профиля выветривания, в других - к концентрациям. Такое поведение Mn способствовало при небольшом кларке (0.95) давать аккумуляции в десятки процентов. В раннем палеозое они карстового типа, определены абиогенными процессами, позднее влияние органики на процессы выветривания стало одним из главных факторов, и месторождения Mn стали формироваться не только на карбонатных, но и силикатных породах с повышенным содержанием этого элемента.

Заключение: Формирование полезных ископаемых происходит на разных стадиях образования КВ. Для железа оно начинается в зоне начального и достигает максимума в зоне конечного разложения. Глинозем, входящий в состав бокситов, аккумулируется только в самой верхней зоне полуторных окислов профиля выветривания. Пик аккумуляции марганца приходится на зону промежуточного разложения, где его руды содержат включения каолинитовых глин.