ГлавнаяВо становленные участки легко можно отличить от окисленных по цвету, первые имеют серый, зеленый, черный или серовато-белый цвет, последние же — красный, желтый, лиловый цвет или пеструю окраску.
Рассмотрим несколько примеров.
Нижние части залежей кембрийского возраста Боксонского бокситоносного района окрашены преимущественно в красный цвет, а верхние — в зеленовато-серый. И те и другие сложены диаспор-бёмитовым бокситом, соотношение этих минералов неизменно, но общее количество их меньше в восстановленной части залежи. В окисленной части главным кремниевым минералом является каолинит с небольшим количеством серицита и мусковита, главным минералом железа — гематит. В восстановленных частях залежи не встречаются ни каолинит, ни гематит, их заменяет лептохлорит с небольшим количеством пирита. Для обеих частей залежей рутил является единственным минералом титана. Таким образом, сущность изменения заключается в том, что большинство минералов железа и кремния, встречающихся в окисленных частях, в восстановленных частях представлены минералами железа (II) и кремния. По мнению Орловой, красный боксит откладывался в мелкой воде, в окислительных условиях. В результате медленной трансгрессии зеленовато-серые бокситы отлагались в мелком море, а с удалением от берега — в восстановительных условиях. Вынесенный в море бокситовый материал сразу же восстанавливался, и поэтому восстановленные минералы являются сингенетическими.
Нижняя, большая часть девонских североуральских бокситовых залежей имеет красный цвет, верхняя же часть — зеленый, серый и черный. Основными минералами окисленной части залежей являются диаспор, бёмит, гематит, каолинит, анатаз и рутил. В восстановленной части каолинит и гематит отсутствуют. Их место занимают лептохлориты в сопровождении сидерита и меньшего количества пирита. Местами концентрируется кальцит или органическое вещество. Общее количество диаспора, бёмита, анатаза и рутила снижается в восстановленной части залежей, но изменений в их относительных содержаниях обнаружить не удалось. Таким образом, изменения подобны изменениям в боксонских бокситах. По мнению Бушинского, красный боксит накапливался на суше, иногда в водных бассейнах, в окислительных условиях. Верхняя часть залежей в результате трансгрессии отлагалась уже в морских лагунах. С суши сюда также сносился материал красного боксита, но в морской воде под воздействием органических веществ он быстро восстанавливался. Следовательно, группа минералов восстановленной части залежей является сингенетической и раннедиагенетической.
Примерно то же наблюдается в южноуралъских залежах верхнего девона. Единственное различие заключается в том, что окисленная часть залежи в данном случае содержит также и ферришамозит, который в восстановленной части залежи преобразовался в феррошамозит. Условия образования были подобны североуральским.
Среди залежей триасового возраста, в первую очередь в залежах Враце на плато Лика, восстановленные бокситы встречаются в самом низу залежи. Этот серовато-зеленый боксит имеет диаспор-бёмитовый состав. Основными глинистыми минералами являются ферришамозит и клинохлор, местами встречается также немного каолинита и иллита. В расположенной выше красной окисленной части залежи возрастает количество бёмита и диаспора, их соотношение также переменное. Место шамозита и клинохлора занимает каолинит и гематит в сопровождении небольшого количества гётита. Исчезает также иллит. В обеих частях залежи минералы титана представлены анатазом и небольшим количеством рутила. По мнению Шинковца, в начале осадконакопления плоские карстовые бассейны на поверхности были заполнены глинистым коллоидным илом. Это была озерная болотистая среда, где и образовалась восстановленная часть залежей. Залегающий выше красный боксит отложился уже в окислительных условиях, частично же окисленный минеральный парагенезис образовался в ходе происходившей на месте латеритизации. В данном случае процессы были обратными по сравнению с происходившими в кембрийских и девонских залежах. В каждом случае восстановленный парагенезис минералов является сингенетическим или диагенетическим.
В нижнемальмском бокситовом горизонте близ Дистомона в Средней Греции боксит образует залежи в форме вытянутых линз с максимальной мощностью 2 м. Средняя и нижняя их части имеют темно-красный цвет, вверх и к краям линз цвет постепенно переходит в желто-коричневый, затем в коричнево-серый. Их минеральный состав, по результатам исследований автора, показан в табл. 26.
И в этом случае в восстановленной части залежи гематит и каолинит сменяются феррошамозитом и в незначительных количествах — пиритом. Однако здесь в окисленной части залежи однозначным является обогащение бёмитом, а в восстановленной части — диаспором. По результатам исследований автора, окисленная часть залежи отлагалась еще на суше, а восстановленная — в лагуне. Об этом свидетельствует слоистость восстановленных частей. Непосредственная кровля состоит из светло-серого морского известняка. В данном случае роль органического материала, возможно, менее значительна. По мнению автора, парагенезис восстановленных минералов здесь также сингенетический, в крайнем случае раннедиагенетический.
В этом же бокситоносном районе в туронском бокситовом горизонте большая часть залежей окислена. В средней и нижней их частях автором были обнаружены овальные участки серого и зеленого цветов диаметром 0,5—3,0 м (рис. 128) в красном боксите диаспор-бёмитового состава, с преобладанием одного или другого минерала. Сопровождающими минералами являются гематит, каолинит, гётит, анатаз и рутил. В зеленом боксите гематит и каолинит сменяются феррошамозитом, а в сером феррошамозит исчезает и вместо него появляются пирит, марказит и опять каолинит. Соотношение бёмита и диаспора переменное, изменения не подчиняются какой-либо явной закономерности.
Возникновение этих восстановленных участков залежи объяснялось Бардошши и Маком тем, что в период бокситоотложения под влиянием усиленной деятельности микроорганизмов образовались местные восстановительные центры, где еще мягкий боксит восстанавливался, т. е. данный процесс можно отнести к раннедиагенетическим. Во внешней части восстановительной зоны гематит и каолинит сменяются феррошамозитом. В местах же, где разложение серосодержащих белков микроорганизмов давало H2S необходимой концентрации, образовался пирит и марказит, а каолинит сохранился.
В самой верхней части этих залежей встречаются также бледно-серые участки круглой или овальной формы диаметром 0,2—2,0 м. Содержание в них 0,5—2% пирита и нескольких десятых процента органического вещества указывает на то, что эти линзы имеют восстановленный характер. В них содержится только 1—2% гематита и гётита, а также несколько процентов каолинита. Однако в них весьма много диаспора (до 80—90%), анатаза и рутила. По мнению автора, здесь восстановительные реакции произошли под действием углистой глины из непосредственной кровли и богатого органическим веществом известняка и привели к полному растворению восстановленных минералов железа. Об этом свидетельствует особенно большая пористость этих бокситов. Это могли быть позднедиагенетические, а также эпигенетические процессы. В восстановленных частях залежи не встречается ни шамозит, ни лептохлорит.
Большинство залежей нижнего мела месторождения Падуреа-Краюлуи в Румынии состоит из окисленных красных и коричневых бокситов. В верхней части залежей встречаются также зеленоватые, реже серые или черные восстановленные бокситы с максимальной мощностью 1 м. На основании исследований, выполненных Папиу и его сотрудниками, окисленная часть залежей является преимущественно диаспоровой, иногда с небольшим количеством бёмита; главные сопровождающие минералы: каолинит, гематит и в меньшей степени гётит. В восстановленных частях залежей больше бёмита, чем диаспора, более того, местами боксит имеет чисто бёмитовый состав. Каолинит исчезает, значительно снижается содержание гематита. Их место занимает лентохлорит. В определенной степени, однако, концентрируется также гётит. По наблюдениям автора, в зеленых бокситах появляется также и феррошамозит. Серые и черные бокситы обогащены пиритом, а органическое вещество и минералы железа(Ш) совершенно исчезают.
По мнению Папиу, восстановленные части залежи осаждались в озерной, восстановительной, среде и произошли из материала красного боксита. По личным наблюдениям автора, непосредственная кровля большей частью представлена светло-серым, желтоватым или красноватым морским известняком. Автор не считает вероятным, чтобы красный боксит мог восстановиться под воздействием пород кровли. По мнению автора, с продвижением трансгрессии по поверхности бокситовых залежей принесенный бокситовый материал отлагался уже в лагунах и под воздействием имеющегося там органического вещества сразу же восстановился. Таким образом, происхождение этой восстановленной группы минералов автор считает сингенетическим или раннедиагенетическим.
Большинство залежей Задунайского Среднегорья в Венгрии состоит из окисленных бокситов; только в самых верхних частях залежей, перекрытых эоценовой кровлей, местами можно встретить слои серого восстановленного боксита мощностью 0,5—2 м, на которых с перерывом в осадконакоплении отложились угольно-пиритовые глины нижнего и среднего эоцена. Большая часть гематита и гётита окисленных частей замещена пиритом и марказитом. Общее количество минералов железа снижалось. Возрастало количество каолинита и органического вещества. Соотношение между алюминиевыми минералами не меняется, однако суммарное их количество снижается. Количество и соотношение минералов титана осталось также неизменным. Ни лептохлориты, ни шамозит нигде не образовались.
Восстановление боксита началось с момента отложения болотных осадков кровли; значит, это был позднедиагенетический или же раннеэпигенетический процесс. Грунтовые воды болот с гумусовыми кислотами восстановительного характера растворили большую часть гематита и гётита в бокситах. Часть ионов железа (II) была удалена при растворении, другая часть под воздействием H2S, выделяющегося при разложении органического вещества, образовала пирит или же марказит.
В процессе прохождения горных выработок за последние годы во многих залежах Ньирадского месторождения вблизи подошвы автором был обнаружен восстановленный серый боксит. Толщина слоя в большинстве случаев составляла всего лишь 20—50 см и довольно редко достигала 1 м, а протяженность его в большинстве случаев не превышает 10 м. Местами боксит располагается непосредственно на доломите подошвы, иногда отделяется от него слоем глинистого боксита желтого или красного цвета толщиной 10—50 см или же бокситовой глиной. Минеральный состав этого серого боксита совпадает с составом серого боксита, который находится непосредственно у самой кровли.
В палеоценовых и эоценовых бокситовых залежах полуострова Истрии в Югославии в тех случаях, где непосредственной кровлей является угольнопиритовая глина и лигнит, автором были отмечены такие же минеральные преобразования. Гематит и гётит были преобразованы в пирит и маркизит, а часть железа была растворена и вынесена. Возросло количество каолинита и органического вещества. Хлорит и здесь не образовывался. В данном случае произошло болотное диагенетическое или раннеэпигенетическое восстановление, полностью аналогичное тому, какое отмечено в Задунайском Среднегорье.
Такие же изменения можно наблюдать в залежах палеоценового возраста, расположенных вблизи Kpyи в Албании. В этих залежах также произошло позднедиагенетическое и раннеэпигенетическое восстановление под влиянием болотных образований непосредственной кровли.
В неогеновых и четвертичных залежах не встречаются восстановленные участки. Эти залежи никогда не перекрывались ни болотными отложениями, ни какими-либо другими и остались непокрытыми до наших дней.
Итак, можно сделать следующие выводы:
а) Там, где боксит до настоящего времени оставался на поверхности, восстановленных бокситов не образуется.
б) Там, где бокситонакопление вследствие продвигающейся трансгрессии продолжалось в лагунах и в заливах со смешанной водой, принесенный бокситовый материал восстанавливался сингенетически или при раннем диагенезе.
в) В местах, где на боксит непосредственно отлагались болотные образования (в большинстве случаев с перерывом в осадконакоплении), в самой верхней части залежей произошло позднедиагенетическое и раннеэпигенетическое восстановление боксита.
г) В исключительных случаях в пределах окисленных участков залежи могли возникнуть восстановительные центры, вероятно, в результате деятельности микроорганизмов.
д) В ходе восстановления изменились прежде всего минералы железа и кремния. Во время сингенетического и раннедиагенетического восстановления гематит, гётит и каолинит были преобразованы в шамозит и ленто-хлорит. В этом процессе, возможно, также играли роль особенности лагунных условий (слабокислая или нейтральная среда).
Позднедиагенетическое и эпигенетическое восстановление не могло разрушить каолинитовую решетку, а болотная среда также не благоприятствовала этим процессам. Так, остался каолинит и не образовались минералы группы хлорита. В то же время высокая концентрация H2S в болотной обстановке способствовала образованию пирита и марказита. В минералогических преобразованиях значительную роль могли играть растворы гумусовых кислот.
е) В восстановленных частях залежей меньше минералов железа и больше глинистых минералов, чем в соседней окисленной части залежи. Это может быть объяснено восстановлением, одновременным с удалением двухвалентного железа и выделением растворенной кремнекислоты (ресилификация).
ж) Для алюминиевых минералов однозначных изменений обнаружить не удалось. Во многих месторождениях их соотношения остались неизменными. В некоторых залежах диаспор-бёмитового состава увеличивается содержание диаспора, а в некоторых — бёмита. Этот вопрос в настоящее время еще не выяснен и требует дальнейшего детального исследования.
з) Минералы титана восстановительными процессами преобразованы не были.