THE WORLD’S LARGEST FOUTA DJALLON–MANDINGO BAUXITE PROVINCE (WEST AFRICA): PART 4. THE MECHANISM OF ZONING FORMATION IN LATERITE BOXITE-BEARING WEATHERING CRUSTS

M. A. Makarova; Макарова М. А.; V. I. Mamedov; Мамедов В. И.; N. M. Boeva; Боева Н. М.; E. S. Shipilova; Шипилова Е. С.; D. A. Vnuchkov,; Внучков Д. А.; N. S. Bortnikov; Бортников Н. С.

doi:10.31857/S0016777023030036

Крупнейшая в мире бокситоносная провинция Фута Джаллон-Мандинго (Западная Африка). Часть 4: Механизм образования зональности в латеритных бокситоносных корах выветривания

Авторы: Макарова М.А.¹, Мамедов В.И.¹, Боева Н.М.¹, Шипилова Е.С.¹, Внучков Д.А.¹, Бортников Н.С.¹
Учреждения:
1. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
Выпуск: Том 65, № 3 (2023)
Страницы: 237-253
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/0016-7770/article/view/134677
DOI: https://doi.org/10.31857/S0016777023030036
EDN: https://elibrary.ru/TYCAWO
ID: 134677

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Результаты детальных разведочных работ и круглогодичных наблюдений за гидрогеологическим режимом на крупных месторождениях, а также специальных гидрохимических исследований различных типов вод и изменений газового состава подземной атмосферы в латеритной коре выветривания крупнейшей бокситоносной провинции ФДМ, благодаря надежной фактической базе, позволили впервые сделать ряд важных выводов об условиях и особенностях формирования зональности в латеритном профиле выветривания. Профиль выветривания состоит из двух пространственно совмещенных в плане, но раздельных по вертикали метасоматических колонок: верхней, собственно латеритного покрова, сложенного в основном продуктами конечного гидролиза латеритного выветривания, т.е. гидроксидами и оксидами железа и алюминия; нижней, сложенной глинистым элювием, продуктами гидратирования и разложения алюмосиликатов – полиминеральными глинами и каолинитом. В обеих колонках процессы изменения начинаются с воздействия одних и тех же дождевых вод, но отличаются гидродинамическими параметрами в каждой из колонок. Изменения в профиле выветривания происходят в соответствии с главными закономерностями низкотемпературного инфильтрационного метасоматоза. Современный гидрогеологический и газовый режим в бокситоносных латеритных покровах контролирует минералого-геохимическую зональность. Особенности биолого-почвенных процессов, гидродинамики и гидрохимии в профиле выветривания приводят к пороговому характеру смены физико-химических и биохимических условий, обеспечивая действие геохимических (окислительных, восстановительных, глеевых, адсорбционных) барьеров – главного механизма зонального распределения вещества в латеритных корах выветривания.

Ключевые слова

Фута Джаллон-Мандинго, коры выветривания, латериты, метасоматоз, бокситы, геохимическая зональность, гидрогеологический и газовый режим

Список литературы

Броневой В.А., Копейкин В.А., Теняков В.А. Условия равновесия системы гиббсит – каолинит и некоторые проблемы латерито- и бокситообразования // Новые данные по геологии бокситов. Вып. 3. 1975. С. 16–30.
Бушинский Г.И. Геология бокситов. М., Недра, 1975. 411 с.
Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода – порода: в 5 томах. Том 1: Система вода-порода в условиях зоны гипергенеза / С.Л. Шварцев [и др.]; отd. редактор тома Б.Н. Рыженко; ИНГГ СО РАН [и др.]. Новосибирск, СО РАН, 2007. 389 с.
Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода – порода: в 5 томах. Том 2: Система вода-порода в условиях зоны гипергенеза / С.Л. Шварцев [и др.]; от. редактор тома Б.Н. Рыженко; ИНГГ СО РАН [и др.]. Новосибирск, СО РАН, 2007. 389 с.
Жданов В.В. Метасоматиты, опыт изучения и картирования. Спб.: ВСЕГЕИ., 1999. 56 с.
Жуков В.В., Богатырев Б.А. Динамические модели латеритного бокситообразования // Геология рудных месторождений. 2012. Т. 54. № 5. С. 441–471.
Кашик С.А. Формирование минеральной зональности в корах выветривания. Новосибирск: Наука, 1989. 161 с.
Коржинский Д.С. Очерк метасоматических процессов // Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях. М.: АН СССР, 1955. С. 335–456.
Макарова М.А., Мамедов В.И., Алехин Ю.В., Шипилова Е.С. Уникальная роль поровых растворов при образовании бокситов в латеритных корах выветривания (Гвинейская Республика) // Доклады Академии Наук, серия Геохимия. 2019. Т. 489. № 1. С. 60–64.
Мамедов В.И., Воробьев С.А. Газовый режим бокситоносной латеритной коры выветривания (Гвинейская республика) // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2011. № 6. С. 28–36.
Мамедов В.И., Чаусов А.А., Оконов Е.А., Макарова М.А., Боева Н.М. Крупнейшая в мире бокситоносная провинция Фута Джаллон-Мандинго (Западная Африка). Часть 1: общие сведения // Геология руд. месторождений. 2020. Т. 62. № 2. С. 178–192. https://doi.org/10.31857/S0016777020020021
Мамедов В.И., Макарова М.А., Боева Н.М., Внучков Д.А., Бортников Н.С. Крупнейшая в мире бокситоносная провинция Фута Джаллон-Мандинго (Западная Африка). Часть 2: Влияние состава материнских пород на распространенность и качество бокситов // Геология руд. месторождений. 2021. Т. 63. № 5. С. 1–28. https://doi.org/10.31857/S001677702105004X
Мамедов В.И., Макарова М.А., Зайцев В.А. Крупнейшая в мире бокситоносная провинция Фута Джаллон-Мандинго (Западная Африка). Часть 3: влияние геоморфологического фактора и возраста рельефа на распределение, масштабы и качество залежей бокситов // Геология руд. месторождений. 2022. Т. 64, № 5. С. 1–30. https://doi.org/10.31857/S0016777022050070
Метасоматизм и метасоматические породы / Ред. В.А. Жариков, В.Л. Русинов. М.: Научный мир, 1998. 492 с.
Михайлов Б.М. Геология и полезные ископаемые западных районов Либерийского щита. М.: Недра, 1969. 179с.
Михайлов Б.М. Время и условия образования латеритных покровов современной тропической зоны земли // Литология и полезные ископаемые. 1976. № 6. С. 96–104.
Никитина А.П., Витовская И.В., Никитин К.К. Минералого-геохимические закономерности формирования профилей и полезных ископаемых коры выветривания. М.: Наука, 1971. 90 с.
Селиверстов Ю.П. Ландшафты и бокситы. Л.: Изд. ЛГУ, 1983. 260 с.
Сиротин В.И. Метасоматическая модель формирования визейского бокситоносного латеритного профиля КМА // Вестн. ВГУ. Сер. геол. 2000. №. 9. С. 7–15.
Шварцев С.Л. Вода как главный фактор глобальной эволюции // Вестник РАН. 2013. Т. 83, № 2. С. 124–131. https://doi.org/10.7868/S0869587313020199
Шипилова Е.С., Мамедов В.И., Боевa Н.М. Минералого-петрографические особенности нижнего горизонта железистых латеритов и ферриплантитов провинции Фута Джаллон-Мандинго (Гвинея, Западная Африка) // Геология руд. месторождений. 2022. Т. 64. № 5. С. 595–614. https://doi.org/10.31857/S0016777022050112
Anderson S. P., von Blanckenburg F., White A. F. Physical and chemical controls on the critical zone // Elements. 2007. V. 3. № 5. P. 315–319. https://doi.org/10.2113/gelements.3.5.315
Bardossy G. And Aleva G.J.J. Lateritic Bauxites. Developments in Economic Geology 27, Elsevier Sci. Publ. 1990, 624 p.
Boulange B. Les formations bauxitiques lateritiques de Cote-d’Ivoire. Travaux et Documents de I’ORSTOM, №. 175. Orstom – Paris.1984. p. 342.
Brantley S. L., White A. F. Approaches to modeling weathered regolith // Rev. Mineral Geochem. 2009. V. 70. № 1. P. 435–484. https://doi.org/10.2138/rmg.2009.70.10
Braun J.-J., Marechal J-C., Riotte J., Boeglin J-L., Bedimo J-P., Ngoupayou N.J., Nyeck B., Robai, H., Sekhar, M., Audry S., Viers J. Elemental weathering fluxes and saprolite production rate in a Central African lateritic terrain (Nsimi, South Cameroon) // Geochim. Cosmochim. Acta. 2012. V. 99. P. 243–270. DOI:10. 1016/j.gca.2012.09.024
Edmond J. M., Palmer M.R., Measures C.I., Grant B., Stallard R.F. The fluvial geochemistry and denudation rate of the Guayana Shield in Venezuela, Colombia, and Brazil // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. №. 16. P. 3301–3325. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00128-M
Eggleton R.A., Taylor G., Gleuher M.L., Foster L.D., Tilley D.B., Morgan C.M. Regolith profile, mineralogy and geochemistry of the Weipa Bauxite, northern Australia. Australian Journal of Earth Sciences, 55(sup1), S17–S43. https://doi.org/10.1080/08120090802438233
Fritz S. J. A comparative study of gabbro and granite weathering // Chemical Geology. 1988. V. 68. № 3–4. P. 275–290. https://doi.org/10.1016/ 0009-2541(88)90026-5
Giorgis I., Bonetto S., Giustetto R., Lawane A., Pante, A., Rossett, P., Thomassin J.H., Vinai R. The lateritic profile of Balkouin, Burkina Faso: Geochemistry, mineralogy and genesis. J. African Earth Sciences. 2019. № 90. P. 31–48. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2013.11.006
Gu J., Huang Z., Fan H., Jin Z., Yan Z., Zhang J., Mineralogy, geochemistry, and genesis of lateritic bauxite deposits in the Wuchuan–Zheng’an–Daozhen area, Northern Guizhou Province, China // J. Geochemical exploration. 2013. T. 130. C. 44–59. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.03.003
Hao X., Leung K., Wang R., Sun W., Li Y. The geomicrobiology of bauxite deposits // Geoscience Frontiers. 2010. V. 1. № 1. P. 81–89. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2010.06.001
Helgeson H.C., Garrels R.M., MacKenzie F.T. Evolution of irreversible reactions in geochemical processes involving minerals and aqueous solutions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1968. V. 32. № 8. P. 853–877. https://doi.org/10.1016/0016-7037(69)90127-6
Hickman A.H., Smurthwaite A.J., Brown I.M., Davy R. Bauxite mineralisation in the Darling Range, Western. Australia. Geological Survey of Western Australia. 1992. Report 33. Perth. 92 p.
Lajoinie J.P., Bonifas M. Les dolerites de Konkoure et leur alteration lateritique // Bull. Soc. Fr. Geol., Mines. Paris. 1961. V. 2. P. 1–34.
Lindgren W. The nature of replacement // Economic Geology. 1912. V. 7. P. 521–535.
McFarlane M.J. Laterite and landscape. Academic Press, London. 1976. P. 151.
Merino E., Dewers T. Implications of replacement for reaction–transport modeling //J. Hydrology. 1998. V. 209. № 1–4. P. 137–146.
Peixoto S.F., A.M.C. Horbe, Bauxitas do nordeste do Amazonas // Revista Brasileira de Geociencias. 2008. 38(2). P. 406–422. https://doi.org/10.25249/0375-7536.2008382406422
Schumann A. Changes in mineralogy and geochemistry of a nepheline syenite with increasing bauxitization, Poc ̧os de Caldas, Brazil // Chemical Geology. 1993. V. 107. № 3–4. P. 327–331. https://doi.org/10.1016/ 0009-2541(93)90202-T
Sidibe M., Yalcin M. G. Petrography, mineralogy, geochemistry and genesis of the Balaya bauxite deposits in Kindia region, Maritime Guinea, West Africa // J. African Earth Sciences. 2019. V. 149. P. 348–366. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2018.08.017
Tardy, Y., Nahon, D. Geochemistry of laterites, stability of Al-goethite, Al-hematite, and Fe3þ-kaolinite in bauxites and ferricretes; an approach to the mechanism of concretion formation // American J. Sci. 1985. V. 285, № 10. P. 865–903. https://doi.org/10.2475/ajs.285.10.865
Tardy Y. Pétrologie des latérites et des sols tropicaux. Paris. Masson. 1993. 459 p.