21.03.2021

Эпохи химического выветривания и перспективы бокситоносности докембрийских отложений Юга Сибирской платформы


Исследования, проведенные в пределах юга Сибирской платформы и ее складчатого обрамления позволили выделить из разреза докембрия следующие стратиграфические уровни, связанные с процессами развития химической коры выветривания пород.

Средний протерозой. Продукты химического выветривания данного возраста установлены в отложениях уватской и ингашинской свит, развитых в Восточном Присаянье. Базальные горизонты этих свит сложены кварцевыми песчаниками, сменяющимися вверх по разрезу полимиктовыми породами. В основании уватской свиты сохранилась остаточная кора выветривания, в метаморфизованных продуктах которой установлены каолинит и пирофиллит. Минералы свободного глинозема в образованиях коры выветривания и ее переотложенных продуктах не обнаружены.

Нижний рифей. Здесь выделяется региональный уровень, прослеживаемый по всему Саяно-Байкало-Патомскому обрамлению Сибирской платформы по осадкам пурпольской (Патомское нагорье), окуньской и анайской (Прибайкалье), а также ермосохинской и туманшетской (Восточное Присаянье) свит. В их составе преобладают кварцевые и кварцитовидные песчаники, серицит-пирофиллитовые, серицит-хлоритоидные и дистен-хлоритоидные сланцы. Участками под нижнерифейскими отложениями сохранилась остаточная кора выветривания каолинитового профиля.

На юго-востоке Патомского нагорья, в пределах Лонгдорского антиклинория, с горизонтом высокоглиноземистых сланцев связаны проявления бокситов и железные руды. Последние имеют преимущественно гематитовый состав. Бокситы наблюдаются в виде конкреционных образований, маломощных пластовых и линзовидных тел. Конкреции караваеобразной, уплощенно-эллипсоидальной и сигарообразной формы имеют размер в среднем 20—30 см, достигая иногда 1 м. В толще высокоглиноземистых сланцев конкреционные бокситы образуют скопления на нескольких горизонтах.

Пластовые и линзовидные тела бокситов мощностью 20—30 см и протяженностью 5—6 м отличаются от конкреционных бокситов лишь по содержанию глинозема и кремнезема. На юго-востоке Лонгдорского антиклинория диаспор образует почти постоянную примесь в высокоглиноземистых сланцах, переходя иногда в разряд породообразующих минералов.

Средний рифей. В пределах этого возрастного интервала намечаются два стратиграфических уровня, связанные с процессами химического выветривания пород. Нижний проходит по отложениям джемкуканской свиты в Патомском нагорье и голоустенской в Западном Прибайкалье. Джемкуканская свита представлена кварцевыми песчаниками мощностью 35—40 м, распространенными по всему разрезу свиты. Геологосъемочными работами установлена предджемкуканская кора выветривания, развитая на подстилающих известняках и гранитах. В голоустенской свите переотложенные продукты коры выветривания встречаются в виде кварцевых песчаников мощностью до 130—150 м; они слагают среднюю часть разреза. В основании этой свиты известны проявления остаточной коры выветривания.

Верхний уровень проявлен в средней части среднего рифея и соответствует образованиям баракунской свиты в Патомском нагорье, улунтуйской — в Западном Прибайкалье и олхинской — в Восточном Присаянье. Отложения указанных свит представлены преимущественно углистыми известняками, часто органогенными, с прослоями углистых сланцев, алевролитоз и кварцевых песчаников. В основании улунтуйской и олхинской свит на остаточной коре выветривания нередко залегает горизонт пестроцветных аргиллитов и кварцевых песчаников. В составе аргиллитов обнаружены прослои зеленовато-белого каолинита. С известняками улунтуйской свиты связаны прослои железных руд лимонит-гематитового состава мощностью около 20 см и протяженностью 30—40 м. В верхах свиты установлены проявления фосфоритов.

Верхний рифей. На этом уровне процессы выветривания отражены в осадках жуинской и ченчинской свит в Патомском нагорье, а также течинской и марнинской свит в Восточном Присаянье. Первые две свиты сложены преимущественно карбонатными и карбонатно-глинистыми породами, часто органогенными, с прослоями кварцевых песчаников, фиксирующих перерывы в осадконакоплении. И.В. Нижний при изучении жуинской свиты в средней ее части выделил «красноцветный» горизонт, сложенный мергелями и слюдистыми сланцами. Химический состав нерастворимого остатка одной из проб мергелей показал содержание глинозема 35,7% и кремнезема 18,74%. Термическим и электронно-микроскопическим анализами в мергелях и сланцах было установлено присутствие каолинита, пирофиллита, а также диаспора и бёмита.

В Восточном Присаянье течинская свита имеет незначительную мощность и почти нацело состоит из переотложенных продуктов коры выветривания: кварцевых песчаников, алевролитов и каолинит-гидро-слюдистых аргиллитов. В верхах свиты известны проявления вторичных фосфоритов и фосфоритсодержащих пород. Остаточные коры выветривания каолинит-гидрослюдистого состава установлены по всему разрезу свиты. В верхней части разреза они развиваются по аргиллитам. В составе продуктов выветривания, помимо каолинита, обнаружен диаспор в целых процентах. Залегающая выше марнинская свита сложена в нижней части кварцевыми песчаниками и конгломератами, постепенно переходящими вверх по разрезу в полимиктовые образования. Из сказанного выше следует, что в Восточном Присаянье позднерифейская эпоха выветривания, начиная с дотечинского времени, охватила весь период течинского седиментогенеза и завершилась накоплением базальных горизонтов марнинской свиты.

Отложения венда объединяют терригенно-карбонатные осадки мотской, миньской и жербинской свит, развитых в Саяно-Байкало-Патомском обрамлении Сибирской платформы, и их аналогов — карбонатные толщи Восточного Саяна и Западного Забайкалья. Терригенно-карбонатные отложения платформы почти повсеместно подстилаются горизонтом кварцевых песчаников и гравелитов с прослоями глинистых пород. Мощность этого горизонта от 0 до 140 м. В основании его нередко наблюдается остаточная кора выветривания. Работами М.Н. Виниченко и Л.И. Слащевой в коре выветривания железистых кварцитов обнаружен каолинит и гиббсит — бёмит (до 2%), что позволило им высказать предположение о латеритном профиле развитой коры выветривания.

В складчатом обрамлении платформы отложения данного уровня представлены карбонатными и терригенно-карбонатными породами, слагающими овсянковскую, чатыгойскую, забитскую, монгошинскую свиты в Восточном Саяне и итанцинскую, бурлинскую и икатскую свиты в Западном Забайкалье. В карбонатных толщах в разных частях разрезов отмечаются переотложенные продукты выветривания в виде горизонтов кварцевых песчаников и высокоглиноземистых пород. Залегают они, как правило, на закарстованной поверхности известняков и доломитов.

С верхним горизонтом перерыва в забитской свите Боксонского синклинория связано месторождение низкокачественных бокситов. Содержание глинозема в рудах составляет от 20 до 54%, кремнезема от 4 до 31%, среднее значение кремневого модуля около 2,0. В последнее время в карбонатных толщах Боксонского и соседнего Сархойского синклинориев обнаружены рудопроявления железных руд и фосфоритов.

Таким образом, в докембрии юга Сибирской платформы и в его складчатом обрамлении в разрезе от среднего протерозоя до венда включительно выделено шесть стратиграфических уровней, связанных с эпохами химического выветривания пород.

Рассмотрим кратко условия образования отложений этих уровней в свете перспектив их бокситоносности.

В раннем рифее отложения, соответствующие эпохе выветривания, формировались в континентальных условиях. На большей части Патом-ского нагорья (пурпольская свита) образовывались аллювиальные, озерные и частично лагунные осадки. Высокоглиноземистые породы, сформированные, главным образом, в озерных условиях, известны во всех районах распространения пурпольской свиты. Бокситы же, генетически также связанные с отложениями озерных фаций, встречены лишь в юго-восточной части Патомского нагорья, в районе, наиболее приближенном к древним областям питания.

Анализ вещественного состава пород дорифейского фундамента показывает, что наиболее благоприятными для латеритообразования были высокоглиноземистые кордиерит-силлиманитовые, местами кианитовые и слюдяные гнейсы, широко распространенные в архее Алданского щита, служившего в раннерифейское время областью сноса. He случайно поэтому концентрация минералов свободного глинозема приурочена лишь к районам, приближенным к Алданскому щиту.

На территории Северного и Западного Прибайкалья и Восточного Присаянья в раннерифейскую эпоху происходило накопление в основном грубозернистых осадков кварцевого состава, слагающих пролювиально-аллювиальные образования моласс. И лишь на отдельных участках (бассейны рек Большой Анай, Туманшет) осадкообразование происходило, по-видимому, в озерных условиях, где накапливались горизонты высокоглиноземистых пород, однако без бокситового материала.

Наиболее благоприятные палеогеографические условия для накопления бокситов существовали на юго-востоке Патомского нагорья, в районе Лонгдорского антиклинория. Учитывая увеличение содержания свободного глинозема в исходном осадке в пределах Лонгдорского антиклинория в юго-восточном направлении, есть основание считать, что современные проявления диаспоровых бокситов находятся в зоне дальнего выклинивания древней бокситовой залежи, а сама залежь, в таком случае, должна располагаться ближе к области сноса, т. е. в районе сочленения Патомского нагорья и западного склона Алданского щита.

В позднерифейскую эпоху формирование латеритной коры выветривания в Патомском нагорье связано с существованием геосинклинального бассейна, в котором происходило накопление мелководных карбонатных и карбонатно-глинистых отложений жуинской и ченчинской свит. Осадконакопление неоднократно сопровождалось перерывами, фиксирующимися горизонтами кварцевых песчаников и красноцветных мергелей. Бёмит и диаспор обнаружены в составе мергелей на восточной окраине Патомского нагорья, внутренние части которого служили областями питания и располагали благоприятным субстратом для образования латеритных бокситов. Таким субстратом могли являться глинистые сланцы валюхтинской свиты и высокоглиноземистые образования нижнего рифея. Указанные породы широко распространены также в северной и западной частях Патомского нагорья. Учитывая вышесказанное, авторы считают, что верхнерифейские отложения жуинской и ченчинской свит являются перспективными на бокситы геосинклинального типа.

В Восточном Присаянье в позднерифейскую эпоху выветривания седиментогенез происходил в континентальных условиях, что отразилось в накоплении делювиальных и аллювиально-пролювиальных образований течинской свиты. Завершение эпохи выветривания отметилось сменой континентальных осадков на мелководные морские (марнинская свита). Последние имеют преимущественно грубозернистый состав и сформировались за счет кор выветривания, образованных по явно неблагоприятному субстрату — полимиктовым песчаникам и алевролитам карагасской серии. Эти обстоятельства позволяют считать верхнерифейский уровень в Присаянье неперспективным для образования бокситов.

Наиболее продуктивная эпоха выветривания имела место в венде. В это время в геосинклинальных бассейнах на территории Восточного Саяна и Западного Забайкалья отлагались довольно мощные толщи карбонатных и терригенно-карбонатных образований. Процесс седиментогенеза неоднократно прерывался. На обнаженных карбонатных породах часто развивался карст, а затем вновь отлагались осадки, характеризующиеся в базальных слоях терригенным составом и высокой степенью зрелости. Вещественный состав этих осадков в значительной мере зависел от состава пород, окружающих бассейны аккумуляции.

Так, широко развитые гранитные интрузии в областях питания на территории Западного Забайкалья послужили в периоды их выветривания источником для накопления главным образом кварцевых осадков. Это отрицательно повлияло на бокситоносность отложений, связанных с перерывами.

В Восточном Саяне палеогеологическая обстановка в венде была более благоприятной для бокситообразования. Существование здесь крупных полей кристаллических сланцев, слюдистых гнейсов и интрузий основного состава могло обеспечить при их выветривании поступление в бассейны аккумуляции большого количества высокоглиноземистого материала. Так, по мнению П.В. Орловой, Н.С. Ильиной, основным источником глинозема для бокситов Боксонского месторождения послужил крупный массив габбро-диабазов, обрамляющий древний бассейн с востока и юго-востока.

На наш взгляд, на юге Сибирской платформы наиболее благоприятные условия в венде для формирования бокситовых залежей существовали в Приленской зоне Иркутского амфитеатра, где отложения формировались на карбонатном ложе верхнего рифея, а в областях их питания выходили на дневную поверхность глинистые сланцы среднего и высокоглиноземистые породы нижнего рифея.

Рассматривая в целом разрез докембрия юга Сибирской платформы и ее складчатого обрамления, можно видеть, что выделенные три продуктивные уровня, имеют в отношении бокситоносности различные перспективы. Нижнерифейский уровень перспективен на платформенные бокситы в районах сочленения Патомского нагорья и западного склона Алданского щита, где известны бокситопроявления, находящиеся в зоне дальнейшего выклинивания бокситовой залежи. Перспективность верх-нерифейских отложений недостаточно определена и основана, с одной стороны, на находках в отложениях минералов свободного глинозема, а с другой — на наличии благоприятного субстрата в областях питания. Наиболее перспективным на бокситы является вендский уровень Восточного Саяна, где в карбонатных толщах известно Боксонское месторождение и ряд проявлений этого же возраста, открытых в последние годы в Алтае-Саянской складчатой области.





Яндекс.Метрика