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
         » » Распространение бокситов с позиций глобальной тектоники

Распространение бокситов с позиций глобальной тектоники

25.09.2017

Географическое распространение бокситов ставит перед нами много историко-геологических проблем. Бокситизация может происходить только во влажном тропическом и субтропическом климате. В настоящее время эта климатическая зона расположена между южной и северной широтами 30°. В этой зоне находятся почти все современные и неогеновые латериты, латеритные и карстовые бокситы. Большинство палеогеновых и мезозойских бокситовых залежей расположено в зоне современного умеренного климата в северном полушарии между широтами 30 и 50°. Палеоценовые и меловые залежи Западной Сибири располагаются еще дальше к северу, между широтами 50 и 60°. Палеозойские бокситы Урала и Тимана находятся между 50-й и 68-й параллелями, а бокситовые залежи Полярного Урала доходят до северного Полярного круга. Обнаруженные в последние годы на полуострове Таймыр бокситовые залежи нижнего карбона тиманского типа являются наиболее северными среди известных до сих пор. Они расположены между 74-й и 77-й параллелями. Возможности формирования этих залежей теоретически следующие:
1. Можно предположить, что в палеозое и мезозое бокситы могли формироваться в более холодном климате, чем сейчас, по теории подзолистого образования бокситов Эрхарта. Ho все другие рассмотренные выше гипотезы, касающиеся геохимии бокситизации, по которым этот процесс обязательно требует много влаги и тепла, противоречат такому предположению. Ископаемые фауна и флора, находимые в кровле и подошве залежей боксита, также указывают на существование теплого климата во время образования; боксита.
2. Можно предположить, что в некоторые геологические периоды климат на Земле был теплее, чем в настоящее время. Некоторые специалисты считают, что в истории Земли происходила смена глобально теплых и глобально холодных периодов. В теплые периоды климатическая зона, отвечающая условиям бокситизации, могла находиться не только близ экватора. Такой глобально теплый климат был, например, по данным Михайлова, в нижнем карбоне и на границе нижнего и верхнего мела.
Существование оледенений и разделяющих их межледниковых этапов в четвертичное время также подтверждает вероятность глобальных колебаний климата в геологическом прошлом. На основе исследований изотопов кислорода в составе раковин водной фауны можно оценить средние значения температуры воды, в которой она обитала. Боуэн составил кривую температуры моря западноевропейского мезозоя по данным изучения белемнитов. Гоцан составил кривую палеотемператур для Средней Европы на основании палинологических данных. Эти две кривые, за исключением небольших расхождений, довольно хорошо совпадают (рис. 169).

Исходя из этих данных, можно предполагать, что в теплые эпохи климатическая зона возможного бокситообразования доходила до 40—50° с. ш. Ho образование залежей боксита на широте 70—77° объяснить трудно.
3. Можно предположить изменения в положении полюсов Земли, что могло привести к постепенному сдвигу климатических зон, при таком же, как в настоящее время, взаиморасположении континентов.
Так думал Горецкий, который считал, что в девоне экваториальная зона проходила через Северный Урал параллельно современному экватору. В последующие периоды истории Земли экватор постепенно перемещался к югу до нынешнего положения. Эта гипотеза отражена на палеогеографической карте карбона Страхова (рис. 170). Однако на этой карте есть несколько палеоклиматологических противоречий (например, по отношению к углям Китая и залежам бокситов Китая). Это не ошибка автора, так как при современном распределении континентов, где бы ни предполагался полюс, нельзя объяснить однозначно все данные по распределению бокситов.
Таким образом, только изменением взаиморасположения континентов можно удовлетворительно объяснять происхождение всех бокситовых месторождений. В статье, опубликованной в 1973 г., мы попытались объяснить общее распределение залежей бокситов с позиций гипотезы новой глобальной тектоники. В то время еще не имелось в нашем распоряжении реконструкции расположения континентов в палеозое, поэтому мы были вынуждены определить положение палеоэкватора на основании данных о расположении палеомагнитных полюсов.
Серия реконструкций Смита и др. позволила произвести более точную, чем раньше, оценку. Удалось получить хорошее совпадение теоретических и природных данных.
В начале кембрия карстовые бокситы формировались в Восточном Саяне.
К юго-юго-востоку от Красноярска в нижнем и среднем кембрии происходило образование небольших залежей латеритных бокситов за счет основных вулканитов (устное сообщение Броневого, 1974). На основании реконструкций можно утверждать, что оба месторождения располагались в непосредственной близости от экватора, не больше чем на 10° южнее.
В позднем ордокиве в Казахстане сформировалось небольшое месторожжение карстовых бокситов, которое по соответствующей реконструкции также располагалось близ экватора.
В силуре бокситы неизвестны.
Первые крупные залежи карстовых бокситов сформировались в девоне в герцинском орогенном поясе Урала. По Гамильтону, по линии Уральских гор в начале девона вдоль зоны субдукции образовалась островная дуга, с которой в конце нижнего девона соединилась движущаяся по часовой стрелке Русская платформа. После этого в среднем и верхнем девоне образовались бокситовые залежи. На рис. 171 хорошо видно, что этот бокситоносный район, простирающийся сегодня с севера на юг, в девоне имел простирание с востока на запад и располагался вблизи палеоэкватора. Месторождение девонских бокситов Северного Пакистана было расположено также вблизи экватора, но значительно восточнее.


На основании реконструкции континентов можно предполагать, что на южном побережье Тетиса небольшие залежи карстовых бокситов формировались и в других местах. Салаирский бокситоносный район располагался на северном берегу Тетиса, немного севернее 30° с. ш. того времени. Следовательно, климатические предпосылки бокситообразования имелись и здесь.
В раннем карбоне продолжалось смещение Русской платформы по часовой стрелке и ее приближение к Сибирской платформе. В нижнем карбоне началось формирование первых крупных месторождений латеритных бокситов (Белгородское, Северо-Онежское) и залежей тихвинского типа, образовавшихся в результате размыва латеритов (Тихвинский бокситоносный район). Карстовые бокситы образовались на Тимане и на Туркестанском хребте. В результате слабой латеритизации в подошве угольных слоев образовались бокситовые глины в Шотландии, в графстве Эр, в Деказвиле, Франция, и в Силезии, Польша. В штате Миссури сформировались небольшие залежи карстовых, а в Пенсильвании — латеритных бокситов. Как показано на рис. 172, все эти районы располагались вблизи палеоэкватора карбона.
Крупные месторождения бокситов образовались на Северо-Китайской и Южно-Китайской параплатформах, а на полуострове Таймыр образовались небольшие залежи карстовых бокситов. По первоначальной реконструкции расположения континентов эти залежи находились значительно севернее палеоэкватора, между 40 и 60° с. ш., где бокситы вряд ли могли образоваться. Это несоответствие обусловлено методом составления реконструкций.

С учетом тектонических данных мы поместили Сибирскую платформу, Тибетскую, Таримскую, Северо-Китайскую и Южно-Китайскую параплатформы на карте, исходя из их наиболее вероятного положения в герцинское время (рис. 172). По нашему мнению, восточноазиатские параплатформы (по номенклатуре глобальной тектоники микроконтинентальные плиты), подобно индийскому микроконтиненту, перемещались к северу, соединялись друг с другом и с большой Сибирской континентальной плитой. Эта гипотеза подтверждается тектонической картой Евразии, изданной в 1966 г. в Москве, на которой вдоль юго-восточной окраины Сибирской платформы один за другим к югу следуют все более молодые орогенные пояса: Байкальский, Каледонский и Герцинский. Нагромождение орогенных поясов произошло тем позднее, чем южнее они расположены. Поэтому между Северо-Китайской и Южно-Китайской параплатформами лежит только Герцинский орогенный пояс. Орогенный пояс между Южно-Китайской и Индокитайской параплатформами претерпел складчатость в мезозое. Наконец, еще дальше к югу встречаются неогеновые складчатые горные пояса.
Если принять этот механизм движения, все бокситоносные районы карбона попадают в зону тропического климата.
В перми Русская и Сибирская континентальные платформы срослись, и единая Восточно-Азиатская параплатформа продолжала перемещение к северу. Согласно этому, мы уточнили и здесь реконструкцию континентов (рис. 173). В перми в Северной Америке, Европе и на континентальной Сибирской платформе образование бокситов прекратилось. Оно продолжаюсь с небольшой интенсивностью на Северо-Китайской и Южно-Китайской параплатформах и к югу распространилось на Вьетнам и Кампучию. На рис. 173 только бокситовые залежи Северного Китая расположены несколько севернее зоны тропического климата, между 30 и 40° с. ш. В верхней перми сформировались карстовые бокситовые залежи на южном берегу Тетиса, в пределах зоны тропического климата: в Малой Азии, в средней и северной частях Ирана. Залежи хребта Эльбурс располагались на северном берегу Тетиса, также в зоне тропического климата.

В триасе в Восточной Азии бокситообразование прекратилось из-за дальнейшего перемещения параплатформ к северу. Это наглядно показано на рис. 174. Начавшееся в перми образование карстовых бокситов на северном и южном берегах Тетиса продолжалось и в триасе. К западу оно распространилось на Балканский полуостров. На северном берегу, на территории нынешней Средней Азии, найдены небольшие залежи бокситов. Последние оказались немного севернее 30° с. ш., но с точки зрения климатической обстановки образование бокситов здесь еще было возможным. В этом случае только образование Богословско-Волчанского месторождения на Урале остается малопонятным. Нa основе реконструкций это месторождение в триасе располагалось между 50 и 55° с. т., значит, гораздо севернее вероятной зоны тропического климата.
В юре на северном и южном берегах Тетиса продолжалось образование бокситов. Карстовые бокситы формировались на Балканском полуострове, небольшие залежи — в западных Альпах, в северо-восточных Карпатах, на Крымском полуострове и в Фергане. На южном берегу Тетиса в горах Тавр образовались обогащенные железом латериты. На юго-западе Гималаев, в окрестностях Кэмпбелпура и Музаффарабада, также формировались небольшие залежи карстовых бокситов. Как показано на рис. 175, они все находились в благоприятной для бокситообразования климатической зоне.

В мелу образование бокситов распространилось на большие территории. На обоих берегах постепенно закрывавшегося Тетиса формировались залежи карстовых бокситов (Испания, Афганистан). Центр бокситообразования располагался на Балканском полуострове и в Задунайском Среднегорье Венгрии. На рис. 176 видно, что все эти месторождения попадали в зону тропического климата. Это же относится к бокситовым залежам Урала и Сибири (Приангарская группа, Убаганское и Верхнетобольское месторождения). Интенсивное образование латеритных бокситов на Южно-Американской и Западно-Африканской континентальных плитах также началось в верхнем мелу.
В палеоцене и эоцене бокситообразование продолжалось в средиземно-морском поясе, его центр располагался в Далмации и в Задунайском Среднегорье. Более интенсивным стало образование латеритных бокситов на Африканской и Индийской континентальной плитах. Формирование латеритных бокситов происходило также в северной и восточной частях Австралии и на Тасмании. В юго-восточной части США происходило формирование латеритных и карстовых бокситов.

Фрекс и Кемп произвели не только реконструкцию положения континентов в эоцене и олигоцене, но и составили палеоклиматические карты с использованием данных о палеофлоре и палеотемпературах морской воды, полученных в результате определения изотопного состава кислорода и вычисления наиболее вероятных направлений морских течений. По их мнению, распределение континентов в эоцене способствовало развитию системы теплых морских течений и климат был значительно мягче, чем в настоящее время (рис. 177). Благодаря этому продолжалось образование карстовых бокситов в средиземноморском поясе, в первую очередь в Далмации и Задунайском Среднегорье. Интенсивное образование латеритных бокситов продолжалось в Южной Америке, в Западной Африке, Индии, Австралии и на Тасмании. В юго-восточной части США образовались залежи латеритных и карстовых бокситов. В результате благоприятных климатических условий бокситообразование могло распространиться до широт 50—55°.
Дальнейшее движение континентов в олигоцене изменило систему океанских течений, вследствие чего климат стал более прохладным и сухим (рис. 178). Возможно, в этом заключается главная причина прекращения бокситообразования в средиземноморском поясе, в юго-восточной части США, в Австралии и на Тасмании. Формирование латеритных бокситов продолжалось в Южной Америке, Африке, Индии и в северной части Австралии. Довольно далеко к северу от благоприятной климатической зоны на севере Ирландии образовались небольшие залежи латеритных бокситов. Возможно, их образованию способствовал Гольфстрим, текущий на северо-восток. Ho этот вопрос еще не выяснен с точки зрения палеоклиматологии.

В неогене в тех же районах, что в олигоцене, продолжалось образование латеритных бокситов. Кроме того, в районе Карибского моря сформировались огромные месторождения карстовых бокситов. Все эти территории расположены в благоприятной для бокситообразования климатической зоне. Пока трудно объяснить происхождение миоценовых глинистых латеритных бокситов около Фогельсберга в ФРГ и латеритных бокситов в штате Орегон в США. Обе территории расположены значительно севернее благоприятной климатической зоны.
Оледенение в четвертичный период привело к дальнейшему сокращению территорий, где происходила бокситизация. В настоящее время образование латеритных бокситов происходит только в экваториальных районах с влажным климатом, например в юго-восточной части Гвинеи, Камеруне, Заире, Бразилии, Панаме, Коста-Рике, на Гавайских островах и островах Фиджи. Образование карстовых бокситов происходит только на островах юго-западной части Тихого океана.
Метеорологическими исследованиями, проведенными в последние годы со спутников, было установлено, что энергия поглощенного и отраженного континентами и океанами солнечного излучения резко различается. Для всей поверхности земли рассчитан глобальный баланс излучения. Теоретическими расчетами было доказано, что глобальный баланс тем больше, чем больше континентов располагается вблизи полюсов, и тем меньше, чем дальше от полюсов находятся континенты. Из этого следует, что передвижение континентов влияло на изменение баланса излучения. На основе реконструкций Смита и др. метеоролог Добоши (Dobosi) рассчитал баланс излучения отдельных геологических эпох относительно современного положения континентов (рис. 179).
По кривой Добоши, от середины девона до начала карбона наблюдается хорошо выраженный максимум излучения, дающий убедительное объяснение интенсивного бокситообразования данного периода. На границе карбона и перми наблюдается минимум, что согласуется с уменьшением бокситообразования. После этого наблюдается усиленный рост баланса излучения до триаса, а затем до настоящего времени происходит постепенное медленное уменьшение излучения. Интенсивное бокситообразование в мезозое согласуется с кривой, но максимум образования бокситов в верхнем мелу и эоцене на кривой никак не отражается. Причины этого максимума разъясняют исследования Фрекса и Кемпа. Заслуживает внимания быстрое снижение баланса в неогене. Очевидно, и это явление было одной из причин, приведших к сокращению бокситообразования.
Подводя итоги, можно сказать, что границы бокситообразования определялись распространением благоприятного климата и миграцией континентов.
Однако в пределах областей благоприятного климата не везде образовались и сохранились бокситы. По нашему мнению, причина этого заключается в различном тектоническом развитии отдельных крупных структурных единиц. То, что образование латеритных бокситов происходит на континентальных платформах, объясняется кроме благоприятного климата наличием спокойных периодов без эрозии. Очевидно, что при благоприятных климатических условиях латеритное выветривание происходило и в орогенных поясах, но вследствие тектонической подвижности имелось больше шансов для сноса продуктов выветривания. Карстовые бокситы преимущественно находятся в орогенных поясах, так как карбонатное осадконакопление происходит преимущественно в мелких морях орогенных поясов. Возможность сохранения для новообразованных карстовых бокситов, снесенных в углубления на карбонатных породах, больше, чем для латеритных бокситов. Подчеркнем, что и в орогенных поясах бокситы формировались в относительно спокойные периоды, в периоды активного орогенеза и после него бокситы не образовывались. В орогенных областях находится только 15% всех запасов боксита Земли, что подтверждает сказанное выше.
Мы считаем, что карстовые бокситы в первую очередь формировались там, где происходило столкновение континентальных плит и втиснутых между ними микроконтинентальных плит или океанических микроплит. Подобное положение было в палеозое в Уралидах и Туркестанидах. В средиземноморском поясе и на островах Карибского моря в ходе альпийского орогенеза бокситообразованию благоприятствовали поверхность, наличие островов, прибрежные пенепленизированные зоны, повторяющиеся поднятия и обширное распространение карбонатных пород.
В Андах и Кордильерах до сих пор обнаружено весьма немного боксита даже там, где был подходящий климат. Фронтальное столкновение крупной континентальной и огромной океанической плит привело к созданию таких условий рельефа и осадконакопления, которые мешали бокситообразованию. Здесь возникла сильная расчлененность рельефа, в несколько этапов формировались молассы, а роль карбонатных пород была подчиненной; почти не было спокойных, без эрозии, периодов.
Образование бокситов происходило не везде даже в средиземноморском поясе, который с точки зрения региональной тектоники является областью весьма благоприятной для образования бокситов. Большинство залежей расположено в средней части территории, в южной системе дуг. В этом районе происходили наиболее сложные тектонические движения микроплит. Повороты микроконтинентальных плит, нагромождение вокруг них орогенных поясов, сложная совокупность океанических микроплит, большей частью исчезнувших вдоль зон субдукции, — все это привело к созданию такого рельефа, где повторяющиеся поднятия максимально способствовали образованию бокситов, а неблагоприятные факторы эрозии и образования обломочных осадков отодвинулись на задний план.
Там, где складкообразование произошло в результате простого «фронтального» столкновения, большую роль играло накопление обломочных толщ, и предпосылки для спокойного осадконакопления, способствующего образованию карстовых бокситов, отсутствовали. Это причина того, что до сих пор не найдено бокситов в Гималаях и мало найдено в Иране и Афганистане. В этих районах денудация была сильной, и если даже образовались залежи бокситов, большинство их подверглось эрозии.
Наконец, следует обратить внимание на то, что из-за горизонтальных тектонических движений более мелких тектонических единиц многие залежи в настоящее время перемещены из районов их первоначального образования. Для залежей, расположенных в областях надвигов и тектонических покровов, возможны горизонтальные перемещения от нескольких до сотен километров. Хорошим примером этому служит система покровов в восточных Альпах, в которых находятся Тирольские, Зальцбургские, Унтерлаусские и Дрейш-теттенские залежи бокситов. По устным сообщениям Оберхаузера и по данным Руттнера, перемещение покровов началось в кампанское время, непосредственно после накопления бокситовых залежей, и продолжалось до аквитанского века. За это время система шарьяжей продвинулась в северном направлении на расстояние 100—150 км. Подобные перемещения происходили и в других орогенных областях, что, безусловно, следует учитывать.