Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Карбонатные исходные породы бокситов

Карбонатные исходные породы бокситов

25.09.2017

Главным доводом против происхождения карстовых бокситов из продуктов выветривания подстилающих известняков и доломитов является то, что эти породы весьма «чистые», содержание алюминия, железа и титана в них колеблется от сотых до десятых долей процента. Поэтому для накопления больших залежей бокситов требуется выветривание такой толщи подстилающих пород, мощность которой превышает несколько сотен метров.
Бруггер провел расчеты, основанные на детальных химических исследованиях, для определения количества бокситов, образующихся при химическом выветривании доломитов. По его исследованиям, из одного кубического метра доломитов из окрестностей Будапешта могло возникнуть в среднем только 1,9 кг нерастворимого остатка. Это количество очень мало, чтобы можно было предполагать, что венгерские бокситы произошли из доломитов. Хотя эти расчеты в некотором отношении ошибочны (например, влияние соляной кислоты на растворение Al), эта важная проблема заслуживает внимания.
В результате сторонники теории терра-росса отказались от строгой теории о происхождении бокситов на месте и предполагают, что продукты выветривания пород могли сноситься в местные углубления рельефа с относительно большой площади, и это в свою очередь значительно сокращает необходимую мощность выветрелых карбонатных пород. В последние годы на этом основании были сделаны расчеты для многих бокситоносных территорий с целью определить объем и мощность подстилающих карбонатных пород, при выветривании которых образовалось данное количество бокситов. У нас нет возможности привести все расчеты, для примера приведем расчеты для бокситоносного района острова Ямайка.
По Хиллу, залежи бокситов покрывают 15% поверхности известняков острова, их средняя мощность 7,6 м. При выветривании свиты известняков остается в среднем 0,5 % материала. Таким образом, можно считать, что мощность 230 м выветривающейся толщи известняков является достаточной для формирования залежей. По мнению Хилла, эрозией уничтожено около половины количества продуктов выветривания, поэтому он предположил, что произошло выветривание толщи мощностью около 460 м.
По исследованиям Хартмана, известняки острова Ямайка содержат в среднем около 0,075% Al2O3, остальные исходные данные совпадают с данными Хилла. По этим расчетам необходимо было выветривание толщи мощностью 244 м, но он упустил частичную денудацию и удаление продуктов выветривания.
По данным Хоза, известняки острова Ямайка в среднем содержат 0,31 % Al2O3 и для образования залежей достаточно было выветривания толщи известняков мощностью 122 м. Вероятно, он также не учитывал потери при эрозии.
Бернс получил нерастворимые остатки при растворении проб подстилающих известняков 30%-ной горячей соляной кислотой и проанализировал их, среднее содержание Al2O3 оказалось 0,009%. Результаты анализа были пересчитаны на чистые известняки. Имея в виду и потери при эрозии, Бернс определил необходимую мощность выветривания подстилающих карбонатных пород в 915 м.
Келли по результатам анализов проб, взятых с поверхности и из буровых скважин, вычислил среднее содержание Al2O3 в этих известняках и получил значение 0,036%. Принимая во внимание и потери при эрозии, Келли оценивал необходимую мощность толщи в 409 м.
Синклер рассчитал (метод расчета подробно не указан), что для образования всех бокситов острова Ямайка достаточно было выветривания карбонатной толщи мощностью 240 м.
По Комеру, вблизи поверхности большинство известняков миоцена загрязнено тонкими зернами боксита и глины, поэтому он занимался исследованием только белых чистых известняков. Среднее содержание Al2O3 в этих известняках 0,006%, SiO2 — 0,0275%, кремневый модуль Al2О3/SiО2 только 0,22. Исходя из этих данных, требуется выветривание толщи известняков мощностью 1500 м, если принять, что алюминий не удаляется после выветривания. С учетом эрозии, по его мнению, наиболее вероятная мощность 9000 м.
Как видим, результаты расчетов резко отличаются друг от друга (минимум — 122 м, максимум — 9 000 м), хотя речь идет об одном острове. Количество бокситов известно достаточно хорошо, расхождения проявляются в определении среднего количества остатков выветривания известняков и потерь от эрозии. Здесь наблюдается методическая ошибка, на которую первым обратил внимание Комлошши. Если нерастворимый остаток получен при воздействии на известняки и доломиты соляной кислотой, то при этом фактически растворяется и какая-то часть Al2O3. Поэтому наименьшими оказались средние содержания Al2O3, полученные Бернсом.
Другой источник ошибок заключается в изменении химического состава кажущейся на глаз единой толщи известняков или доломитов в зависимости от глубины. Например, по Кларку, на территории Манчестер-Периш на Ямайке состав подстилающих известняков в зависимости от глубины меняется следующим образом:

Уменьшение среднего содержания алюминия сопровождается значительным уменьшением кремневого модуля. Следовательно, нельзя безошибочно определить необходимую мощность на основе проб, взятых только с поверхности. Наконец, везде, где бокситоносный район расположен не на отдельном острове, размер территории, с которой собирается исходный материал, является неопределенной.
На основе своих стратиграфических исследований Робинсон предполагает, что мощность выветрелых известняков составляла от 70 до 270 м в северной части острова Ямайка и от 70 до 100 м в южной части. Только над горами Сентрал-Инлейерс можно предполагать полное разрушение толщи известняков мощностью 500—700 м под влиянием растворения и эрозии. Эта мощность, особенно в южной части острова, недостаточна для доказательства того, что бокситы произошли только из карбонатных пород.
Происхождение любой залежи бокситов исключительно из подстилающих карбонатных пород можно утверждать только в том случае, если содержащиеся в боксите обломочные минеральные зерна обнаружены и в подстилающих породах, причем размер их меньше размера зерен в бокситах. Де-манжоном было доказано, что в бокситах районов Альпий и Лангедок во Франции размер аллотигенных зерен циркона, рутила и турмалина на порядок больше, чем размер тех же минералов в породах подошвы. Он установил также, что в бокситах имеются такие минералы, которых нет в подстилающих породах, например дистен, ставролит и корунд. Следовательно, подстилающие карбонатные породы здесь являются не единственным исходным материалом бокситов.
В других местах наблюдается хорошее согласие. Например, в бокситах Ямайки обнаружены те же аллотигенные тяжелые минералы, что в известняках подошвы.
По мнению многих авторов, выветривание известняков и доломитов является чрезвычайно медленным процессом, и это обстоятельство не согласуется с кратковременными перерывами в осадконакоплении, отмеченными на многих месторождениях карстовых бокситов. В связи с этим де Вейссобратил внимание на то, что на Ямайке, Гаити и в Доминиканской Республике подстилающие известняки очень рыхлые, пористые. На поверхности они подвергаются ускоренному выветриванию и растворению. По мнению де Вейсса, во время формирования мезозойских залежей бокситов Средиземноморской провинции подошва также была рыхлой и выветрелой, и только позже, в течение миллионов лет, породы стали твердыми, плотными, трудно поддающимися выветриванию, как это наблюдается в настоящее время. Таким образом, этот отрицательный аргумент отпадает.
Существуют бокситоносные районы, вблизи которых или нет обнажений алюмосиликатных пород, пригодных для латеритизации, или их площадь слишком мала, т. е. они не могли быть источником необходимого количества продуктов выветривания для накопления данных залежей бокситов. Примером таких районов служит Ямайка. Полная поверхность острова Иль-де-Гонав вблизи острова Гаити длиной 55 км и шириной 15 км покрыта известняками с возрастом от эоцена до плейстоцена. Известняки покрыты красными бокситовыми глинами, мощность которых в карстовых углублениях может достигать нескольких метров; эти глины не содержат минералов, указывающих на связь их с вулканическими туфами, поэтому они, очевидно, являются исключительно продуктами выветривания известняков. Таким образом, можно считать, что в подобных районах карбонатная толща действительно является главной исходной породой боксита.